1
、引言
    韓國獨資企業一一大宇水泥（山東）有限公司在山東省日照市港口建有400萬噸粉磨站一座，擁有兩台∮5.4×15.5m世界級特大型水泥球磨機

，80%產品出口。其球磨機襯板過去主要是從國外進口。2003年開始首次從國內耐磨材料生產企業采購。我公司於2003年初承接了∮5.4×15.5m特大型磨機高合金襯板的生產製備工作，並已實現安全生產6年以上，達到國際襯板先進技術水平，受到用戶好評‘1]。在成功消化國外襯板先進技術基礎上，我公司又於2006年12月對該套磨機隔倉板技術進行消化吸收，優化生產，至今已安全運轉2.5年(nian)以(yi)上(shang)
，收(shou)到(dao)較(jiao)好(hao)效(xiao)果(guo)。該(gai)套(tao)隔(ge)倉(cang)板(ban)的(de)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)，標(biao)誌(zhi)著(zhe)我(wo)國(guo)耐(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)技(ji)術(shu)跨(kua)上(shang)了(le)一(yi)個(ge)新(xin)台(tai)階(jie)，達(da)到(dao)了(le)國(guo)際(ji)水(shui)平(ping)，在(zai)我(wo)國(guo)水(shui)泥(ni)工(gong)業(ye)大(da)型(xing)球(qiu)磨(mo)機(ji)特(te)殊(shu)耐(nai)磨(mo)件(jian)生(sheng)產(chan)上(shang)

，突(tu)破(po)了(le)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸(jing)，實(shi)現(xian)了(le)安(an)全(quan)無(wu)憂(you)慮(lv)生(sheng)產(chan)。現(xian)將(jiang)隔(ge)倉(cang)板(ban)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)設(she)計(ji)路(lu)線(xian)和(he)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)簡(jian)述(shu)如(ru)下(xia)。
2、原裝國外進口隔倉板化學成分和主要性能檢測分析
    從大宇水泥（山東）有限公司使用過的廢1日隔倉板上取樣，進行主要化學元素分析和性能檢測（見表1），結果顯示：國外隔倉板材料主要是低碳高合金鋼，化學成分中沒有發現淬透性元素Mo
、Ni等，熱處理工藝排除空冷或風冷淬火的可能，經初步分析應為油淬或其它介質淬火，HRC 41. 5:-45，從殘舊件上發現有卷韌邊
，說明材料韌性好，適合特大型磨機隔倉板的技術要求。
3、∮5.4×15.5m特大型水泥磨機隔倉板化學成分優化和技術設計路線
3.1技術路線設計
     眾zhong所suo周zhou知zhi，水shui泥ni磨mo機ji隔ge倉cang板ban磨mo損sun機ji理li為wei粗cu磨mo倉cang粉fen磨mo達da到dao粒li度du一yi定ding的de物wu料liao是shi通tong過guo隔ge倉cang板ban篦bi縫feng到dao細xi磨mo倉cang的de，物wu料liao對dui隔ge倉cang板ban篦bi縫feng進jin行xing擠ji壓ya衝chong刷shua磨mo損sun，球qiu和he物wu料liao對dui隔ge倉cang板ban進jin行xing側ce衝chong擊ji鑿zao削xue磨mo損sun

，並bing且qie隔ge倉cang板ban多duo為wei懸xuan臂bi梁liang式shi安an裝zhuang，螺luo栓shuan固gu定ding，受shou力li狀zhuang況kuang十shi分fen惡e劣lie。因yin此ci，材cai料liao的de韌ren性xing要yao好hao（衝擊值ak≥25J/ctri2，硬度HRC 45～50）。該套磨機粉磨工藝指標主要有平均球徑∮80 mm
，最大鋼球∮100 mm，入磨粒度≤25 mm，入磨水份≤1
，磨機轉速約15r/min，台時產量大於250t/h。weimanzushangshushengchantiaojianjigecangbanshiyongxingnengyaoqiu
，baozhengsuoxuangecangbanjinshucailiaojiyouzugougaonaimoxing，youyouzugoudeqiangrenxingpeihe。jieheguoneidaxingmojidexuancai，bingkaolvchengbenzhuyinsu，womenquedingzaibengongsizhongtanzhonggehejinnaimogangdejichushangjinxinghuaxuechengfenyouhua，caiyongduoyuanweihejinbianzhijijinglianjishuyixihuazuzhi
，peiyixiangyingderechuligongyi
，shigecangbanzaifuyizhongjibusuxingbianxingyounaimosunbuduanlie，bufashengzaoqishixiao，shiyongshoumingzai3年以上
，實現安全正常生產，滿足市場客戶的需求，富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機機械設備。
3.1化學成分的確定
    化學成分見表2。
    C：C是主導元素。通過多次試驗證明，C<0.3%鋼的耐磨性不足而韌性較佳。當C>O. 45%時，HRC值雖有所提高，但韌性大為降低。從隔倉板的使用性能考慮，CO.33～0. 42%為宜。
    Si:Si是固溶於鐵素體和奧氏體中，有明顯的強化作用，Si對鋼的韌性有不利的影響，特別是Cr、Mn、Si三元素同時存在時，在鑄造中裂紋和開裂的傾向增大
，生產工藝難度及廢品率增加。因此，Si按常規0.4～0.8%控製加入。
    Mn：Mn的加入有利於提高淬透性，Mn在一定範圍內能提高鋼的強度
、硬度和耐磨性
，Mn又是較強的脫硫劑，可減少硫的有害作用。但過量的Mn會導致鋼的淬火組織中奧氏體增加，易引起晶粒粗大，使鋼的硬度下降
，耐磨性降低。故Mn O．6～1.2%為宜。
    Cr: Cr是強碳化物形成元素。在鋼中隨Cr量的變化
，碳化物可轉變為對抗磨有利的碳化物類型。當Cr >4%時，即可有硬度較高的M7C3型碳化物出現，這有利於提高鋼的耐磨性。另有部分Cr溶入基體中，既強化基體又提高淬透性。Cr在回火時能阻止或減緩碳化物的析出和集聚，使碳化物保持較大的分散度，有利於強度和硬度的提高。但Cr量不宜過高，否則易形成柱狀晶和枝晶偏析，增大生產白點的傾向性。綜合考慮Cr4. 5～5. 5%為宜。
    Ti：Tishihuopoyuansu。gangzhongjiaruweiliangdetai，keyimingxianxihuajingli，jianshaozhijingpianxi，tigaogangdeqiangduherenxing。taihaishiyizhongtuoyangquqiji

，zaigangzhongxingchengjiweiwendingdeTiC
，並不易溶解，隻有當鋼加熱到1000℃以上才緩慢地溶解，從而保證鋼在熱處理中能獲得細晶粒組織。鈦作為單一的微合金化元素添加到鋼中，其含量必須達到一定量（Ti>0. 04%質量分數）

，才cai能neng起qi到dao析xi出chu強qiang化hua作zuo用yong。鈦tai的de加jia入ru不bu易yi過guo量liang，如ru果guo含han量liang過guo大da時shi，就jiu會hui有you多duo餘yu的de鈦tai固gu溶rong於yu鐵tie素su體ti中zhong，引yin起qi鐵tie素su體ti的de脆cui化hua作zuo用yong，將jiang會hui抵di消xiao細xi化hua晶jing粒li的de作zuo用yong，惡e化hua鋼gang的de性xing能neng，綜zong合he考kao慮lvTi控製在0.  06～0.12%為宜。
    Cu：Cu可全部溶入奧氏體中，少量的Cu有與Ni類似作用，改善鋼的韌性，提高鋼的淬透性。其含量控製在0.3～0.5%為宜。
    S

、P為有害元素，在鋼中應嚴格控製。
4
、生產質量控製
4.1熔煉
    產品內在質量的優劣多來自冶金質量的控製，為取得高潔淨的鋼夜，熔煉是關鍵。大型隔倉板的熔煉是在750kg中頻感應電爐中性坩堝中進行
，選用低硫低磷無鏽蝕優質廢鋼，按精細計算的配料單全部稱重下料。高（低）碳鉻鐵破碎粒度80～100 mm
，並經250 0C烘烤。複合脫氧劑、複合變質劑、鈦鐵破碎粒度1～10 mm，並經150～200 0C烘烤。在熔煉的全過程中大功率送電，以縮短熔煉時間，減少合金的燒損及提高熔化速度。采用高（低）碳鉻鐵調整Cr、C的平衡。爐前分析C
、Cr元素。
4.2淨化鋼液
    各元素調整平衡後，造渣升溫至1550℃除渣，加入已預熱的複合脫氧劑（見表3），加入量0.2%，複合脫氧劑既是除渣劑
，又是Ca
、Ba的添加劑，用以淨化鋼液
，提高冶金質量。在脫氧基本良好的潔淨液麵上加入鈦鐵( FeTi30)。Ti在鋼液中形成TiN和TiC。TiC顆粒細小
，是阻礙奧氏體晶粒長大的有效質點，提高鋼水的潔淨度，得到N、0
、S含量較小的潔淨鋼水

，可獲得細晶粒組織。鈦鐵加入後，采用高效隔熱保溫劑覆蓋液麵，提速升溫至1600～1620 0C時
，除渣再造新渣，徹底扒渣後傾鋼出爐。
4.3變質處理
    稀土淨化變質處理工藝是我國獨特的淨化鋼液
、細化晶粒、強化基體的生產手段之一，高的潔淨度和均勻細小的晶粒有利於提高材料的強度與韌性。有文獻表明，Y基重稀土的淨化變質效果優於Ce基輕稀土。變質處理是采用中性材料鋼包，在出鋼前30min將鋼包預熱至800℃左右，將已預熱的稀土變質劑按鋼液重量的0.3%加(jia)入(ru)鋼(gang)包(bao)底(di)部(bu)，並(bing)用(yong)潔(jie)淨(jing)的(de)薄(bo)鐵(tie)皮(pi)覆(fu)蓋(gai)
，以(yi)延(yan)長(chang)變(bian)質(zhi)劑(ji)的(de)反(fan)應(ying)，對(dui)鋼(gang)液(ye)進(jin)行(xing)孕(yun)育(yu)變(bian)質(zhi)。變(bian)質(zhi)劑(ji)的(de)加(jia)入(ru)量(liang)不(bu)得(de)過(guo)量(liang)，過(guo)多(duo)的(de)變(bian)質(zhi)劑(ji)會(hui)使(shi)鋼(gang)液(ye)中(zhong)夾(jia)雜(za)物(wu)數(shu)量(liang)增(zeng)多(duo)
，對(dui)材(cai)料(liao)的(de)韌(ren)性(xing)帶(dai)來(lai)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。變(bian)質(zhi)溫(wen)度(du)為(wei)1550～1580℃。變質過程中造渣、扒(ba)渣(zha)兩(liang)次(ci)

，將(jiang)被(bei)融(rong)渣(zha)吸(xi)附(fu)的(de)懸(xuan)浮(fu)夾(jia)雜(za)物(wu)及(ji)非(fei)金(jin)屬(shu)夾(jia)雜(za)物(wu)排(pai)出(chu)。排(pai)渣(zha)即(ji)為(wei)清(qing)雜(za)的(de)過(guo)程(cheng)。變(bian)質(zhi)處(chu)理(li)後(hou)及(ji)時(shi)在(zai)鋼(gang)包(bao)的(de)液(ye)麵(mian)上(shang)覆(fu)蓋(gai)鋼(gang)包(bao)覆(fu)蓋(gai)劑(ji)進(jin)行(xing)靜(jing)置(zhi)，溫(wen)度(du)降(jiang)至(zhi)1480～1500℃時，推開包嘴浮渣進行澆注。
5、熱處理工藝及主要性能
    1）隨鑄件同箱澆注100×100×100 mm試塊

，澆注後6h開箱打磨清理，進行熱處理。
    2）熱處理奧氏體化在煤氣（天燃氣）工業加熱爐中進行，回火在75kw台式電阻爐中進行。其熱處理工藝見圖1。
    3）中碳中鉻合金鋼隔倉板因化學成分的變化，淬火冷卻介質采用淬火液。淬火液冷卻特性介於油冷和空冷之間，比空冷快5～9倍左右‘8]。高溫鑄件進入淬火液因水的比熱比空氣大，散熱速度比空氣快。進入中、低溫度階段時
，散熱速度降低
，冷卻均勻
，且變形開裂現象極微。淬火液使用溫度應≤50℃。根據現場生產實踐操作，鑄件在淬火液中的終冷溫度控製基本按以下經驗公式計算：
    S-K．n
    式中S是鑄件在淬火液中停留的時間（秒）

；K是根據液溫不同所取的係數(3～5)秒，低溫取上限，高溫取下限；n是鑄件的平均有效厚度（毫米）。
  鑄件在淬火液中終冷溫度為：180～210℃。特別指出的是：(a)鑄件在淬火液中必須是均勻散開
，不得疊壓。(b)大斷麵鑄件冷卻時應垂直入液且上下移動，不得躺臥。(c)鑄件淬火後空冷至50: -80℃及時裝爐回火。
    4)性能測試結果：衝擊試樣為10×10×55 mm無缺口試塊，在100×100×100 mm大試樣上用線切割切取。試樣隨鑄件同爐進行熱處理。HRC值均在10×10×55 mm衝擊試樣上測得
，測試結果見表4。
    5)通過金相觀察表明，該材料的金相組織符合原設定要求，即金相組織為板條馬氏體及殘餘奧氏體。
6
、應用效果
    2007年初大宇水泥（山東）有限公司①5.4×15.5特大型水泥磨機隔倉板（如圖2）裝機運行，至今己運營近3年。又分別於2007年7-8月將該材料應用於山西晉牌水泥集團公司①4.4m大型磨機整體隔倉板上（鑄件高  1. 2m）和浙江水泥股份有限公司①4.2×14. 5m大(da)型(xing)磨(mo)機(ji)隔(ge)倉(cang)板(ban)上(shang)，均(jun)表(biao)現(xian)了(le)良(liang)好(hao)的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)和(he)使(shi)用(yong)效(xiao)果(guo)。大(da)量(liang)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)為(wei)水(shui)泥(ni)工(gong)業(ye)新(xin)型(xing)幹(gan)法(fa)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)大(da)型(xing)和(he)特(te)大(da)型(xing)磨(mo)機(ji)隔(ge)倉(cang)板(ban)的(de)安(an)全(quan)使(shi)用(yong)提(ti)供(gong)了(le)技(ji)術(shu)支(zhi)撐(cheng)，為(wei)耐(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)質(zhi)量(liang)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)與(yu)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)指(zhi)明(ming)了(le)方(fang)向(xiang)。
7
、結束語
    (1)新研製的特大型水泥磨機隔倉板材料，主要化學成分（質量分數%）：C 0.33: -0. 42，Si 0.40:-0. 80,  Mn O.6--1.2,Cr 4.5--5.5,Cu 0.3:-0.5,Ti O.06～0. 12,  Re O.05: -0. 08,S≤0.035,  P≤O. 035,主要力學性能HRC45--52
，a。>40J/cm2。
    (2)生產質量控製的關鍵是：淨化鋼液及變質處理技術，以淨化晶界、細化組織、強化基體。采用特殊淬火介質淬火，熱工人員素質和現場操作經驗顯得十分重要。