一种新型磨煤机用钢球的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤粉设备领域，更具体地说，涉及一种磨煤机钢球。
【背景技术】
[0002]钢球磨煤机是火力发电站煤粉制备系统的主体设备，磨煤机钢球是钢球磨煤机研磨物料的介质，通过钢球之间、钢球与物料之间的碰撞和摩擦产生磨削作用，作为磨煤机中最重要的零部件，其在国民经济的发展中起着巨大的作用，广泛的应用于发电厂、水泥厂等行业，磨煤机钢球是全球粉碎工业中消耗量最大的耐磨材料消耗品。
[0003]作为研磨物料的介质，当运动件高速运转时，钢球与其支撑装置之间主要是以点或线相接触，承受着集中的周期性的交变载荷，其应力在零和最大值之间周期性变化，因此磨煤机钢球首先应当具备相当的硬度和耐磨度；其次，在整个研磨过程中，磨煤机钢球与原料之间、磨煤机钢球与磨煤机钢球之间以及磨煤机钢球与设备衬板之间会不可避免的发生冲撞，同时钢球还要承受由于离心力引起的负荷和与其支撑装置之间产生的弹性变形，因此磨煤机钢球在具备相当硬度和耐磨性的同时具备一定的韧性，以避免在与球磨机钢球或设备衬板的冲撞中发生破坏。
[0004]现有技术中，球磨机钢球通常采用碳素钢球，其耐磨性不能满足研磨要求，且存在着内外硬度和韧性分布不均的问题，磨球在使用过程中会不断的损失质量，发生由内向外的剥落，由于钢球内外硬度和韧性的不平衡，钢球的直径分布逐渐变得不均衡，从而间接的引发磨煤机钢球的配比发生变化，由此造成产品粒径分布不均并降低了生产效率。为了保证产品的质量，目前业内的解决方法是定期的对钢球磨煤机中的钢球进行检查，将直径过小的钢球去除，将合适直径的钢球加入其中，然而这种处理方法会增大磨煤机的载荷，不利于能源的节约；此外，需要定期的耗费大量人力物力进行维护，不利与生产的连续性和生产成本的降低。
【发明内容】
[0005]为了解决【背景技术】中磨煤机钢球硬度低、韧性差、内外磨损速率不均的技术问题，本发明提供了一种磨煤机钢球，本发明中的磨煤机钢球具有硬度高、耐磨性好、耐冲击的优异性能，可以理想的实现钢球磨煤机的磨削作业。
[0006]本发明提供了一种磨煤机钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0007]C:2.1-3.2 % ；Cr: 14-21 % ；Mn:0.4-2.0 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。
[0008]在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0009]在本发明的技术方案中，钢球采用了较高的Cr含量，适当的降低了钢球中C、Si及Mn元素的含量，提高钢球强韧性。另一方面，Cr具有和Fe接近的离子尺寸和离子键，两者容易形成以Fe作为溶剂、Cr作为溶质的连续固溶体，从而明显的提高钢球的强度和硬度，同时保证其具备足够的塑性和韧性。
[0010]此外，Cr能够与C形成间充型碳化物，碳原子使Cr原有的金属晶格变形，并以原子链的形式贯穿在变形的金属结构中，这一碳化物同时具备共价键和金属键的特点，在金属基体中均匀的分布，使得金属具备较高的耐磨性和抗冲击性。
[0011]与高成本的V、Nb、Cu、N1、Mo相比，Cr在具备较低成本的前提下，改善钢材的磨损性能；显著提高钢球的淬透性，减少了钢球心部与表层硬度的差距。此外，Cr的加入还明显提高钢球的耐腐蚀性。
[0012]在制备过程中，根据合金化优化结果，合理设定了热处理的温度和时间，使得钢球实现良好硬度和韧性的结合，从而获得高耐磨、高使用寿命的优点。经过热处理工艺进行加工，可以大幅降低钢球心部与表面硬度差。金属合金在淬火过程中形成了片状马氏体，硬度较高的马氏体作为骨架对碳化物形成支撑作用，提高了钢球的耐剥落性能。通过回火工艺，淬火过程中形成的马氏体发生分解，形成回火马氏体，该回火马氏体具有该高达1600HV的显微硬度，且分布弥散。
[0013]优选的，所述磨煤机钢球其组成成分按照质量百分比包括:
[0014]C:2.8-3.2 % ；Cr:14-15 % ；Mn:0.4-0.8 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.5% ；Ni:0.3-0.6% ；S ( 0.05% ；P ( 0.08%，余量为 Fe。
[0015]优选的，所述磨煤机钢球其组成成分按照质量百分比包括:
[0016]C:2.1-2.4 % ；Cr:16-18 % ；Mn:1.5-2.0 % ；S1:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。
[0017]优选的，所述磨煤机钢球其组成成分按照质量百分比包括:
[0018]C:2.4-2.6 % ；Cr:18-21 % ；Mn:1.0-1.5 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。
[0019]本发明通过对钢球磨煤机中钢球进行成分的优化，显著的提高了钢球的耐磨性能、抗冲击能力，且硬度高具备较好的抗耐腐蚀性；大幅的提高了钢球磨煤机中钢球的使用寿命和直径的稳定性，大幅降低了更换钢球和维护设备造成的资源浪费。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
[0021]实施例1
[0022]一种球磨磨煤机用钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0023]C:2.1 % ；Cr:15 % ；Mn:0.5 % ；S1:0.6 % ；Mo:1.0 % ；Cu:0.5 % ；Ni:0.6 % ；0.05%；P ^ 0.1%，余量为Fe。在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0024]实施例2
[0025]一种球磨磨煤机用钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0026]C:3.2 % ；Cr:21 % ；Mn:1.9 % ；Si:1.0 % ；Mo:1.0 % ；Cu:0.8 % ；Ni:0.3 % ；0.1% ；Ρ^Ξ 0.1%，余量为Fe。在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0027]实施例3
[0028]一种球磨磨煤机用钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0029]C:2.8 % ；Cr:15 % ；Mn:0.8 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.4 % ；Ni:0.4 % ；
0.02% ;P< 0.08%，余量为Fe。在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0030]实施例4
[0031]一种球磨磨煤机用钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0032]C:2.4 % ；Cr:17 % ；Mn:1.5 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.6 % ；Ni:0.5 % ；
0.05% ;P< 0.08%，余量为Fe。在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0033]实施例5
[0034]一种球磨磨煤机用钢球，其各组分的重量百分数如下:
[0035]C:2.4 % ；Cr:17 % ；Mn:1.0 % ；S1:0.8 % ；Mo:0.4 % ；Cu:0.6 % ；Ni:0.5 % ；
0.05% ;P< 0.08%，余量为Fe。在制备过程中，采用了如下的工艺步骤:首先将废钢送入熔炉中进行熔化，待废钢熔化90%时加入铬铁、硅铁及钼铁，然后加入浇冒口继续熔炼，在出炉前20min加入铜、锰、铼、镍熔炼，将熔炼后的钢水投入模具中冷却，淬火，回火冷却得到磨煤机钢球。
[0036]根据华宇电厂耐磨钢球的试用报告，使用本发明耐磨钢球及其级配方法的磨煤机的制粉电耗相对于使用市面普通钢球的磨煤机减少0.25度/吨(蒸汽)。
[0037]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种磨煤机钢球，其特征在于，各组分的重量百分数如下:C:2.1-3.2 % ；Cr:14-21 % ；Mn:0.4-2.0 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。2.根据权利要求1所述的磨煤机钢球，其特征在于，各组分的重量百分数如下:C:2.8-3.2 % ；Cr:14-15 % ；Mn:0.4-0.8 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.5% ；Ni:0.3-0.6% ；S ( 0.05% ；P ( 0.08%，余量为 Fe。3.根据权利要求1所述的磨煤机钢球，其特征在于，各组分的重量百分数如下:C:2.1-2.4 % ；Cr:16-18 % ；Mn:1.5-2.0 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-0.5 % ；Cu:0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。4.根据权利要求1所述的磨煤机钢球，其特征在于，各组分的重量百分数如下:C:2.4-2.6 % ；Cr:18-21 % ；Mn:1.0-1.5 % ；Si:0.6-1.0 % ；Mo:0.2-1.0 % ；Cu:.0.2-0.8% ；Ni:0.3-0.6% ；S ^ 0.1% ；P ^ 0.1%，余量为 Fe。
【专利摘要】本发明提供了一种磨煤机钢球，其各组分的重量百分数如下：C：2.1-3.2％；Cr：14-21％；Mn：0.4-2.0％；Si：0.6-1.0％；Mo：0.2-1.0％；Cu：0.2-0.8％；Ni：0.3-0.6％；S≤0.1％；P≤0.1％，余量为Fe。本发明通过对钢球磨煤机中钢球进行成分的优化，显著的提高了钢球的耐磨性能、抗冲击能力，且硬度高具备较好的抗耐腐蚀性；大幅的提高了钢球磨煤机中钢球的使用寿命和直径的稳定性，大幅降低了更换钢球和维护设备造成的资源浪费。
【IPC分类】C22C37/10, C22C38/56, B02C17/20, C22C38/58, C22C38/60
【公开号】CN104959200
【申请号】CN201510297436
【发明人】张红升, 于永河, 姜玉伟
【申请人】青岛永升伟业新材料技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月3日