1
、引言
   水泥工業用球磨機磨頭板
，處於粗磨倉（一倉）進料端，故又稱端襯板。由於水泥磨機一倉大都以破碎為主，入料粒度大

，衝擊功大，鋼球平均球徑>80mm，特te別bie是shi大da型xing或huo特te大da型xing磨mo機ji的de研yan磨mo條tiao件jian相xiang當dang惡e劣lie。磨mo頭tou板ban材cai料liao的de選xuan擇ze，過guo去qu主zhu要yao以yi安an全quan為wei主zhu，大da都dou采cai用yong高gao錳meng鋼gang或huo變bian質zhi高gao錳meng鋼gang，也ye有you采cai用yong超chao高gao錳meng鋼gang材cai料liao
，但dan生sheng產chan使shi用yong中zhong反fan映ying出chu諸zhu多duo問wen題ti：一是耐磨性不足，使用壽命在6—12月之間；ershisuxingbianxinglongqi，lazhe，duanluoshuanshiyoufasheng，zhishichenbanzhengtidiaoluoerzaoqishixiao。zhongdihejingangyongyumotoubansuijuyouqiangrenxingpipei，youyuhejinyuansuhanliangshao，naimoxingyebushifenlixiang，yibanshiyongshoumingzai16個月左右，影響了水泥粉磨效率的提高。2003年3月
，我公司承接了大宇水泥（山東）有限公司兩套∮5.4mx15.5m特大型磨機襯板的製備工作。該公司過去一直使用進口襯板，使用壽命在3年左右
，為此，合約簽定時
，對方要求磨頭板使用壽命在3年以上。我公司是專業生產耐磨襯板廠家，有近30年生產經驗
，特別是高合金襯板的生產，已用於水泥磨機上200多台（套）

，從∮2.2m
、∮2.6m、∮3m中小型磨機到∮3.8m、∮4.2m、∮5m大型和特大型磨機上都實現了安全生產
，一般使用壽命（一倉）均在6年以上。其中1988年用於原河南偃師縣水泥廠∮2.2mx6.5m水泥磨一倉溝槽襯板使用壽命在12年以上，2001年用於河南鄭州順寶水泥股份有限公司∮3mx9m大型水泥磨機一倉溝槽襯版使用壽命在7年nian以yi上shang，收shou到dao較jiao好hao社she會hui和he經jing濟ji效xiao益yi。但dan高gao鉻ge合he金jin鑄zhu鐵tie用yong於yu大da型xing和he特te大da型xing磨mo機ji磨mo頭tou板ban尚shang屬shu首shou次ci，國guo內nei也ye鮮xian有you報bao導dao。鑒jian於yu技ji術shu市shi場chang資zi源yuan實shi際ji，我wo們men決jue定ding試shi用yongKmTBCr26製備e5.4m特大型磨機磨頭板。
2、化學成分的設計
    Ø5.4m特大型磨機平均球徑∮80mm，最大∮100mm．入磨粒度≤25mm，人磨水份≤1，磨機轉速約15r/min，台時產量大於250t/h
，年產水泥約400萬噸，其中80%出口。
    原裝進口磨頭板化學成分和主要性能檢測分析見表1。結果顯示
，國外磨頭板材料主要是中碳中鉻合金鋼
，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他介質淬火
，HRC45~48，能夠滿足或基本滿足特大型磨機磨頭板的技術要求。
    因此
，我公司確定磨頭板的主要化學成分如下。
2.1碳
、鉻的確定
    碳和鉻是決定高鉻鑄鐵基體組織、碳(tan)化(hua)物(wu)結(jie)構(gou)和(he)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)的(de)兩(liang)個(ge)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)元(yuan)素(su)。碳(tan)量(liang)決(jue)定(ding)碳(tan)化(hua)物(wu)數(shu)量(liang)
，鉻(ge)量(liang)決(jue)定(ding)碳(tan)化(hua)物(wu)類(lei)型(xing)。從(cong)高(gao)鉻(ge)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)鑄(zhu)態(tai)獲(huo)得(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)要(yao)求(qiu)出(chu)發(fa)，結(jie)合(he)鑄(zhu)件(jian)的(de)壁(bi)厚(hou)

、形狀、大小及服役的工況條件和使用要求，選擇C量為2.6%~2.9%，使Cr/C=8左右，碳化物含量K<30%，這時共晶碳化物為斷網狀，M7C3型碳化物的顯微硬度可達到HV1300~1800，材料具有強韌性

，能夠滿足Cr26高鉻鑄鐵磨頭板的使用要求。
2.2矽、錳的確定
    矽、錳在高鉻鑄鐵中是常規元素，其主要作用是脫氧脫硫。矽降低淬透性但提高Ms點，在高鉻鑄鐵中一般不再單獨加矽，故Skl.2%。錳提高淬透性但嚴重降低Ms點
，一般控製在0.5%～1.0%。
20鉬的確定
    鉬在高鉻鑄鐵中一部分形成碳化物
，提高顯微硬度；一部分形成MozC
，其餘全部進入基體
，提高淬透性。鉬與錳
、鉬與鎳、鉬與銅聯合使用提高淬透性效果更好。但鉬是貴重金屬

，考慮成本因素，鉬含量選在0.6%~1.2%之間。
2A鎳和銅的確定
    鎳(nie)和(he)銅(tong)在(zai)高(gao)鉻(ge)鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)提(ti)高(gao)淬(cui)透(tou)性(xing)
，改(gai)善(shan)韌(ren)性(xing)。二(er)者(zhe)均(jun)是(shi)非(fei)碳(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)，全(quan)部(bu)溶(rong)人(ren)奧(ao)氏(shi)體(ti)，起(qi)穩(wen)定(ding)奧(ao)氏(shi)體(ti)作(zuo)用(yong)。但(dan)加(jia)入(ru)量(liang)大(da)時(shi)

，容(rong)易(yi)增(zeng)加(jia)殘(can)餘(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)量(liang)，特(te)別(bie)是(shi)銅(tong)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)溶(rong)解(jie)度(du)有(you)限(xian)。考(kao)慮(lv)成(cheng)本(ben)等(deng)綜(zong)合(he)因(yin)素(su)，確(que)定(ding)鎳(nie)加(jia)入(ru)量(liang)為(wei)0.4%～l.2%，銅加入量為0.4%～1.2%。
2.5其他
  S、P為有害元素，在生產中應嚴格控製。V
、Ti、B、RE作複合變質劑加入，細化晶粒，淨化晶界。
3、熔煉及澆注工藝
采用750kg快速中頻感應爐熔煉，單渣熔煉堿性成型坩堝。依次加入廢鋼及高碳鉻鐵、鉬鐵、鎳板、廢銅
；增碳用廢電極，顆粒為25～40mm，裝爐時裝入坩堝底部。熔化後期分析碳
、鉻含量，並用高、中碳鉻鐵調整碳、鉻含量。出鐵前10min加錳鐵預脫氧
，出鐵前約3min加矽鈣鋇鋁複合精煉脫氧劑進行終脫氧。當鐵液溫度達到1480—1530C時出鐵。澆包底部放入0.25%的稀土鎂鐵。待澆包充入1/3重量的鐵液時按0.5%的重量
，加入已烘幹過的顆粒為1—5mm的複合變質劑


，澆包接滿時複合變質劑應反應結束，以觀察不到鎂光為止。變質溫度為1450—1480C，包中攪拌
、造渣兩次
，徹底扒渣後鎮靜2~3min，待溫度降低到1380～1430C時開始澆注。澆注應“先慢，中快，後細”，待鐵液到達冒口4/5處時加保溫劑，並按一定時間點澆冒口2—3次。
4

、造型工藝
    麵砂為50/100目矽砂
，改性水玻璃C02硬化
；背砂為40/70目濕型砂；芯砂為70/140目合脂油砂。采用保溫冒口加覆蓋劑與冷鐵配合的鑄造工藝，端襯板工作麵采用厚40mm成型冷鐵和兩塊厚50mmbianlengtie。youyumotoubanzaishaxingzhongyijiaomandelengquesuduyihuzhuangxingshininggu，cishihejinjuyouxingchengfensansuokongdeyanzhongqingxiang，zhujianyichuxianjingjiansuokonghuoshusong
，zhujianrenxingxiajiang
，yanzhongdeshizhujianzaoqishixiao。lengtiedehelishiyong
，jiakuailezhujiandejiejinglengquesudu，zuzhizhimixinghao，qiangrenxingtigao

，bimianhuoxiaochuleyinzhuzaoquexiangeishengchanyingyongdailaideanquanyinhuan。lengtiezaidiyicishiyongqianxuyure180~200℃，刷石英粉醇基塗料，刷後及時點火烘幹。澆注前20min合箱。通過破壞性試驗及觀察宏觀斷口的方法，修正外冷鐵數量、厚度及保溫冒口的型號。
5、熱處理工藝
    高gao鉻ge鑄zhu鐵tie磨mo頭tou板ban必bi須xu經jing過guo淬cui火huo及ji回hui火huo以yi獲huo得de高gao硬ying度du強qiang韌ren性xing的de馬ma氏shi體ti基ji體ti
，同tong時shi可ke以yi提ti高gao鑄zhu件jian的de衝chong擊ji疲pi勞lao抗kang力li，消xiao除chu和he大da幅fu度du降jiang低di內nei應ying力li。熱re處chu理li時shi應ying視shi鑄zhu件jian的de壁bi厚hou
、斷麵大小、裝爐量、工裝條件及四季氣溫變化情況采用不同的奧氏體化溫度和保溫時間，來保證達到初始設計的性能要求。依據國家標準《GB/T8263-1999抗磨白口鑄鐵件》和建材行業標準《JC/T691-1998高鉻鑄鐵襯板技術條件》有關熱處理工藝規範，參照有關文獻資料研究提出的二次碳化物析出與溶入的淬火溫度和保溫時間

，確定奧氏體化溫度為1000℃±20℃，回火溫度為320～420℃。此批∮5.4mx15.5m特大型磨機磨頭板厚130mm
，最大塊重189kg，應保證熱處理過程中鑄件不開裂，采用階梯升溫措施（見圖2）。
    提取的試樣為10mmx10mm x55mm無缺口試樣，在熱處理後的磨頭板本體中直接提取
，硬度值在試樣上取得
，衝擊韌性及金相組織在同一試樣上進行。檢測結果表明：鑄件平均硬度HRC>58，平均衝擊韌性ak>5J/cm2。金相觀察表明，試樣的淬火回火組織為：回火馬氏體+共晶碳化物M7C3+=次碳化物+殘餘奧氏體。
6、結語
    (1)針對水泥工業大型和特大型球磨機磨頭板的使用要求，研究開發生產的Cr26高鉻鑄鐵材料，其化學成分為：2.6%~2.9%C
，22%—28%Cr，Si<1.2%，0.5%~1.0% Mn ,0.6%—1.2% Mo,0.4%—1.2% N1,0.4%一1.2%Cu,V、Ti、B微量．RE0.25,S<0,06% ,P58，平均衝擊韌性ak>5J/Cll12。淬火回火組織為：回火馬氏體+共晶碳化物M7C，+二次碳化物+殘餘奧氏體。
    (2)研製的Cr26高鉻鑄鐵磨頭板已連續運轉使用6年以上，預計仍能繼續使用2年nian左zuo右you，表biao明ming抗kang磨mo性xing良liang好hao。為wei我wo國guo水shui泥ni工gong業ye新xin型xing幹gan法fa生sheng產chan企qi業ye的de大da型xing和he特te大da型xing球qiu磨mo機ji耐nai磨mo襯chen板ban的de安an全quan應ying用yong和he節jie能neng降jiang耗hao提ti供gong了le可ke靠kao技ji術shu支zhi撐cheng，推tui動dong了le耐nai磨mo材cai料liao的de技ji術shu進jin步bu，具ju有you推tui廣guang應ying用yong意yi義yi。