[發(fā)明專利]一種煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710482785.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107267886A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹小榮;沈羽;柴曉宇;王紹武;李?yuàn)檴?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曹小榮
• 主分類號(hào): C22C38/60
• 分類號(hào): C22C38/60;C22C38/58;C22C38/02;C21D8/00;C21D1/28
• 代理公司: 北京國(guó)坤專利代理事務(wù)所(普通合伙)11491
• 代理人: 黃耀鈞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)煤機(jī)制造技術(shù)與生產(chǎn)能力迅速提升，與我國(guó)第一煤炭消耗和開(kāi)采大國(guó)的地位相符，我國(guó)已經(jīng)成為世界第一煤機(jī)制造大國(guó)。低合金高強(qiáng)度鋼因其本身具有高的強(qiáng)度、良好的低溫沖擊韌性、使用壽命長(zhǎng)、自身重量較輕而能夠建造相同承載能力的結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)異的綜合機(jī)械性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效益而成為煤礦機(jī)械設(shè)備其制造所需的關(guān)鍵材料。

低合金結(jié)構(gòu)鋼是在含碳量Wc≦0.20％的碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，加入少量的合金元素發(fā)展起來(lái)的，強(qiáng)度高于碳素結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)此材料應(yīng)用于正常使用條件下的橋梁、建筑，可以滿足要求，但是當(dāng)要滿足能夠遇到較大地震，橋梁、建筑等不被破壞，或是作為橋梁減隔震材料時(shí)，屈強(qiáng)比過(guò)大容易導(dǎo)致橋墩底部受力過(guò)大，損壞橋墩，因此需要材料具有良好的韌性。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：現(xiàn)在的煤礦機(jī)械性能差，壓力過(guò)大容易損壞，不夠耐用，使用周期短，低溫性能差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝包括以下步驟：

步驟一、低合金鋼原料加熱，在中頻爐中2010℃下加熱40min；

步驟二、鍛造，采用2500噸精鍛機(jī)鍛造，各道次拉打速度控制在5米/分鐘，最后次拉打速度控制在3米/分鐘；

步驟三、鍛后冷卻，冷卻速率為20℃/min；

步驟四、正火，將低合金結(jié)構(gòu)鋼或低碳結(jié)構(gòu)鋼放入加熱爐中，隨爐升溫至880℃～950℃，正火保溫時(shí)間為60min～120min；

步驟五、風(fēng)冷，將正火后的材料進(jìn)行風(fēng)冷，風(fēng)冷后溫度控制在300℃～600℃；

步驟六、回火，將風(fēng)冷后的材料放入回火爐中進(jìn)行回火處理，回火溫度控制在450℃～650℃，保溫時(shí)間為120min～180min；

步驟七、澆注，采用連鑄澆注鑄坯，連鑄中采用結(jié)晶器電磁攪拌和末端電磁攪拌；控制中間包鋼水溫度1530℃～1540℃，控制拉速0.29m/min±0.01m/min，制得φ600mm規(guī)格圓坯；

步驟八、空冷，澆注后空冷至室溫。

進(jìn)一步，所述低合金鋼的配方以重量百分比表示包括：鐵：80-85％；碳：0.5-1.4％；硅：1.08-2.15％；錳：3.55-4.65％；磷：1.03-1.65％；硫：2.25-3.15％；鉻：3.12-5.25％；鎳：5.28-8.40％。

進(jìn)一步，所述鍛造首先去掉坯料的頭尾，再進(jìn)行下料；然后進(jìn)行鍛擠，滑塊主壓頭設(shè)定行程，坯料裝模后調(diào)整主壓頭間距鐓擠成形，主壓頭行程達(dá)到設(shè)定值時(shí)回程；再次設(shè)定水平?jīng)_頭行程，同時(shí)設(shè)定水平?jīng)_頭工作載荷；設(shè)定豎直沖頭行程，同時(shí)設(shè)定豎直沖頭工作載荷。

進(jìn)一步，所述鍛后冷卻方法包括向進(jìn)水口通入冷卻水，冷卻水通過(guò)冷卻噴水孔并從排水口排出，在冷卻水進(jìn)出鍛造的過(guò)程中進(jìn)行直噴冷卻。

進(jìn)一步，所述風(fēng)冷包括以下步驟：

步驟一、將鋼錠加熱至1210℃，將4254mm的高度變?yōu)?300mm；

步驟二、差溫壓實(shí)法鍛壓；三次鐓粗后對(duì)鍛件立即噴霧冷卻或風(fēng)冷，使鍛件表面冷至700～800℃進(jìn)行差溫壓實(shí)法鍛壓。

進(jìn)一步，所述澆注方法包括：

步驟一、金屬?gòu)U水進(jìn)入廢水集水池，進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)與均化；

步驟二、將集水池的廢水用水泵抽入管式混合反應(yīng)裝置，依據(jù)廢水性質(zhì)向管式混合反應(yīng)裝置投加：酸或堿，調(diào)節(jié)廢水pH為7至9，使廢水中的重金屬離子與氫氧根離子結(jié)合，形成金屬氫氧化物固體微粒；沉淀劑，使廢水中的重金屬離子與沉淀劑結(jié)合，形成金屬化合物固體微粒；

步驟三、處理后的廢水進(jìn)入管式過(guò)濾裝置，流出的清水回用或達(dá)標(biāo)排放，流出的濃液進(jìn)入濃縮池，并不斷循環(huán)過(guò)濾，待濃縮池固液比達(dá)到5％時(shí)，進(jìn)行脫水，泥餅無(wú)害化處置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：該煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝制作的合金鋼結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，強(qiáng)度高、耐壓力，可滿足長(zhǎng)期使用的要求；將低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼采用正火加回火工藝處理，提高了低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的韌性，有較大的彈塑性變形延遲區(qū)間，細(xì)化了低碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的晶粒度，采用連鑄保證鋼良好的低溫性能和質(zhì)量可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施提供的煤礦機(jī)械用低合金結(jié)構(gòu)鋼的制造工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施提供的風(fēng)冷方法流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施提供的澆注方法流程圖。