耐磨高鉻鑄鐵襯板的研制與應(yīng)用

1、耐磨高鉻鑄鐵襯板的研制與應(yīng)用汪大春摘要 介紹一種新型高韌性高鉻鑄鐵襯板的成分及作用,試制工藝;該耐磨襯板裝機(jī)試用結(jié)果表明,其耐磨性是高錳鋼襯板的2.6倍。關(guān)鍵詞 耐磨襯板 高鉻鑄鐵 成分 應(yīng)用中圖分類號(hào) TB304 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B為適應(yīng)神府、東勝煤炭外運(yùn)的需要,國(guó)家決定建設(shè)西煤東運(yùn)第二條大通道。黃驊港即為這條大通道的出海口,也是集礦、電、路、港、航一體化開發(fā),產(chǎn)、運(yùn)、銷一條龍經(jīng)營(yíng)的神華系統(tǒng)工程的重要組成部分。黃驊港主要負(fù)責(zé)裝卸煤炭,襯板消耗量大,每年消耗高達(dá)幾百噸。襯板之類的易損件在裝煤時(shí)承受煤炭的沖擊,因此其材料應(yīng)具良好的抗磨性能和一定的沖擊韌性。目前我國(guó)港口設(shè)備使用的襯板等易損件一般都采用

2、高錳鋼(ZGMn13材料,ZGMn13的沖擊韌性很高,但原始硬度不夠,受沖擊時(shí)材料表面不能充分產(chǎn)生沖擊硬化效應(yīng),表面達(dá)不到高硬度,同時(shí)高錳鋼的屈服極限較低(約為350MPa,在使用中,尤其是使用前期易發(fā)生塑性變形。另外漏斗襯板與各種煤炭研磨介質(zhì)之間還存在一個(gè)硬度匹配問題,研磨介質(zhì)硬度一般應(yīng)高于襯板硬度3HRC左右較宜,高錳鋼在高沖擊負(fù)荷下,上述不足常常導(dǎo)致襯板的韌性有余而耐磨性不夠,磨損失效快,而且變形嚴(yán)重,襯板壽命短。目前很多廠礦和港口使用的低鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵襯板,其硬度大大高于高錳鋼。國(guó)內(nèi)外對(duì)高鉻鑄鐵的磨損機(jī)制、斷裂機(jī)制、斷裂韌性、裂紋擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行了一系列的研究,結(jié)果表明高鉻鑄鐵可通過調(diào)整

3、碳化物的大小和形態(tài)、二次碳化物數(shù)量和彌散度以及基體組織(馬氏體、奧氏體、索氏體,來調(diào)整其性能,滿足使用要求。黃驊港和大連通源環(huán)保有限責(zé)任公司合作研制了一種抗磨高鉻鑄鐵(KmTBCr20NiWRe襯板,并且在使用中已經(jīng)嘗到了甜頭,受到公司物資采購(gòu)部門的認(rèn)可。一、抗磨高鉻鑄鐵的成分及作用1.碳和鉻碳和鉻的主要作用是保證鑄鐵中碳化物數(shù)量和形態(tài)。隨著含C量提高,碳化物增多;隨著Cr C比值的增加,共晶碳化物的形貌經(jīng)歷了由連續(xù)網(wǎng)狀 片狀 桿狀連續(xù)程度減小的過程,共晶碳化物晶體類型經(jīng)歷了M3C M3C+M7C3 M7C3的變化過程。有資料指出:當(dāng)共晶碳化物不變,且Cr C為6.67.1時(shí),高鉻鑄鐵的抗裂紋

4、擴(kuò)展能力最強(qiáng)。根據(jù)這些原理,宜將含C量定為3.1% 3.6%,含Cr量為20%25%?；w中的Cr還可以提高材料的淬透性。2.鎳其作用是增加高鉻鑄鐵的淬透性,抑制奧氏體基體向珠光體的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)馬氏體基體的形成。3.鎢其作用是細(xì)化晶粒,提高硬度,增加耐磨性。4.高效稀土復(fù)合變質(zhì)劑其作用是脫氧和去硫,從而抑制夾雜物在晶界的偏聚,改善晶界狀況;另外,由于稀土元素偏聚、吸附在碳化物擇優(yōu)長(zhǎng)大的方向上,使碳化物的生長(zhǎng)受到抑制,從而使其變得均勻、孤立,而其他變質(zhì)元素可以形成彌散分布的碳、氮化合物,阻止晶粒長(zhǎng)大,從而細(xì)化晶粒。稀土復(fù)合變質(zhì)劑不僅改善材料的顯微組織,而且可使材料硬度特別是沖擊韌性明顯提高。高效稀

5、土復(fù)合變質(zhì)劑的加入量取0.2%0.5%為宜。5.高鉻鑄鐵的組織和性能高鉻鑄鐵的組織為索氏體+共晶碳化物及條狀塊狀棒狀碳化物;平均硬度為49HRC。經(jīng)過正火空冷+回火空冷的熱處理后,平均硬度為60.5HRC,金相組織為馬氏體+共晶碳化物+條狀塊狀棒狀碳化物。二、襯板鑄件試制工藝1.熔煉熔煉在500kg酸性中頻電爐中進(jìn)行。(1先往酸性中頻電爐中加入廢鋼和生鐵進(jìn)行熔清,再加入鉻鐵、鎢鐵、鎳,調(diào)整鐵水成分。(2在出鐵前510min內(nèi)先后加入錳鐵和硅鐵。(3在出鐵前2min左右加入0.05%純鋁脫氧。(4鐵水出爐溫度控制在14601500!。(5在包內(nèi)沖入1.4kg高效稀土復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行孕育處理。(6往

6、包內(nèi)撒入適量保溫聚渣劑覆蓋,并鎮(zhèn)靜5min左右,扒渣。(7澆注溫度控制在13601400!。2.造型制芯造型工藝采用有機(jī)酯水玻璃砂工藝。配料:下箱砂與芯砂:原砂(40 70目100%、水玻璃5% (占原砂重、有機(jī)酯12%(占水玻璃重、EZK型潰散劑2.5% (占原砂重。#上箱砂:原砂100%、水玻璃4.5%(占原砂重、有機(jī)酯12%(占水玻璃重,不加潰散劑?；焐肮に?原砂加潰散劑混1min 加有機(jī)酯混23min 加水玻璃混12min 出砂,型砂可使用時(shí)間2530mi n。脫模時(shí)間:0.51.5h。設(shè)備管理與維修 200511 技術(shù)改造自動(dòng)液壓拉緊裝置在膠帶機(jī)上的應(yīng)用葛 鵬 文成偉摘要 介紹了膠帶

7、自動(dòng)液壓拉緊裝置的工作原理和安裝使用。武鋼工業(yè)港E502、E602膠帶機(jī)的張緊系統(tǒng)不能發(fā)揮應(yīng)有作用,影響設(shè)備正常運(yùn)行,在采用膠帶自動(dòng)液壓拉緊裝置后,解決了問題。關(guān)鍵詞 皮帶機(jī) 張緊系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)中圖分類號(hào) TH222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B一、概述武鋼工業(yè)港E502、E602兩條大型膠帶輸送機(jī),規(guī)格相同,平行布置,機(jī)長(zhǎng)都在1550m 左右,均采用GX2500鋼絲繩芯膠帶,4臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng),生產(chǎn)能力1200t h,是武鋼工業(yè)港原料輸送大動(dòng)脈,它們運(yùn)行正常與否直接影響工業(yè)港的生產(chǎn)和效益。E502、E602膠帶機(jī)始建于1986年,1989年先后建成投產(chǎn)。在當(dāng)時(shí),這兩條膠帶機(jī)的投資和規(guī)模皆位居國(guó)內(nèi)前列,技術(shù)比較先

8、進(jìn)。美中不足之處是它們的張緊系統(tǒng)(圖1不能起到應(yīng)有作用,并由此引發(fā)膠帶機(jī)啟動(dòng)、停止時(shí)損傷膠帶,重載啟動(dòng)困難、運(yùn)行時(shí)容易跑偏、打滑等問題,成為制約設(shè)備發(fā)揮最大功效的瓶頸。 圖1 電動(dòng)絞車自動(dòng)拉緊裝置示意圖二、問題分析膠帶輸送機(jī)三種狀態(tài)的特性分析:(1啟動(dòng)時(shí),膠帶松邊突然松弛,膠帶會(huì)伸長(zhǎng),此伸長(zhǎng)量須補(bǔ)償,否則啟動(dòng)極不平穩(wěn),對(duì)膠帶損傷很大。(2正常工作時(shí),膠帶必須保持足夠張緊力,否則運(yùn)行中容易跑偏、打滑。(3停機(jī)時(shí),與啟動(dòng)相反,膠帶會(huì)縮短,此縮短量也需要得到補(bǔ)償,否則,膠帶處于過度張緊狀態(tài),使用壽命會(huì)降低。如圖1所示的E502、E602膠帶機(jī)張緊系統(tǒng)(電動(dòng)絞車自動(dòng)拉緊裝置在設(shè)計(jì)上考慮到了上述三種特性

9、。其工作原理為:由拉力計(jì)監(jiān)控拉緊力并向電控箱發(fā)送信號(hào),電控箱指令電動(dòng)絞車收或放鋼絲繩,以補(bǔ)償膠帶機(jī)啟動(dòng)、停止時(shí)膠帶長(zhǎng)度的變化量,并保證膠帶機(jī)正常工作時(shí)有足夠的拉緊力。應(yīng)該說,這個(gè)設(shè)計(jì)思路是很正確的。但在實(shí)際應(yīng)用中,電動(dòng)絞車僅由一制動(dòng)輪D =200mm 的電磁抱閘進(jìn)行制動(dòng),往往出現(xiàn)抱閘調(diào)得過緊,則絞車啟動(dòng)時(shí)打不開;調(diào)得稍松,則應(yīng)該鎖死時(shí)電動(dòng)絞車鎖不死的問題。此外,膠帶機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí),電動(dòng)絞車張緊系統(tǒng)的反應(yīng)不夠靈敏,膠帶抖動(dòng)、打滑現(xiàn)象難以杜絕?？傊?這種張緊系統(tǒng)未能發(fā)揮應(yīng)有作用。為保證生產(chǎn),崗位人員只好收緊鋼絲繩后將電動(dòng)絞車斷電鎖死,并在兩聯(lián)滑輪和張緊小車之間用兩個(gè)葫蘆配涂料采用醇基鋯英粉涂料,要

10、求攪拌充分,均勻刷涂?jī)纱?加溫快干。冒口采用漂珠保溫套。試生產(chǎn)的鑄件表面質(zhì)量好,無鑄造缺陷。3 熱處理工藝鑄件清理后,進(jìn)行熱處理,在臺(tái)車式電阻爐內(nèi)進(jìn)行,熱處理工藝為正火空冷+回火空冷。鑄件熱處理后硬度平均為60.5HRC,沖擊韌性高達(dá)8J cm 2(10mm %10mm %55mm 無缺口試樣。三、裝機(jī)試用襯板裝機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)在裝船一部S R(堆取料機(jī)-T8機(jī)房-SL3(裝船機(jī)生產(chǎn)能力為6000t h 的流程中進(jìn)行。煤炭莫氏硬度35。高鉻鑄鐵襯板與高錳鋼(ZGMn13襯板同時(shí)間隔安裝。在使用2400h 、裝煤120萬t 后,兩者對(duì)比數(shù)據(jù)見表1,結(jié)果為高鉻鑄鐵襯板的耐磨性是高錳鋼的2.6倍。停機(jī)檢查,未見襯板有裂紋。這表明,這種高鉻鑄鐵襯板的韌性達(dá)到黃驊港運(yùn)輸煤炭的使用要求。表1 兩種材料襯板的耐磨性對(duì)比襯板材料原始質(zhì)量 kg 使用后質(zhì)31930