专利名称:稀土低铬多元合金铸铁磨球及生产工艺的制作方法本发明涉及粉磨物料用的磨球，特别是一种稀土低铬多元合金铸铁磨球及生产工艺，尤其适用于球磨机粉磨钢渣和矿石。目前，水泥行业粉磨钢渣矿渣用的磨球多为锻钢球，少数采用稀土中锰球墨铸铁磨球或高铬铸铁球，但是前两种磨球耐磨性差，破碎率高，高铬铸铁球韧性和破碎率虽可以，但在湿磨矿石方面效果不明显，需用大量贵重金属，磨球需要热处理，成本较高。本发明的目的在于提供一种铸铁磨球，该磨球在湿磨矿石方面性能与高铬铸铁相当，但不需要热处理，可节省大量的贵重金属，生产方法简便，能利用我国丰富的稀土资源，成本较低。本发明为一种稀土低铬多元合金铸铁磨球，其化学成分为C2.4-3.2%，Si0.5-1.5%，Mn0.5-1.5%，Cr1.3-2.22%，P≤0.1%，S≤0.2%，Cu≤0.6%，RE0.05-0.1%，V0.08-0.2%，Ti0.03-0.1%。为提高耐磨性，降低破碎率，其最优化学成分为C2.5-2.6%，Si0.8-1.0%，Mn0.5-0.8%，Cr1.5-1.8%，P≤0.1，S≤0.2%，RE0.07-0.1%，Cu0.4-0.6%，V0.1-0.15%，Ti0.05-0.08%。其化学成分限定理由是1).C含量愈高，产生碳化物亦愈多，硬度、耐磨性愈好，但韧性差，C量太低不仅铸造性能恶化，同时耐磨性亦明显下降，为兼顾其耐磨性与韧性选择上述化学成分。2).Si是石墨化元素，为保证白口，Si不能太高，另一方面Si高还会导致脆性增加，Si全部溶解在铁中，适量Si可提高磨球强度、硬度，同时还可改善其铸造性能。3).试验多次证明，Mn高碳化物数量增多，脆性增大，磨球破碎率高，但适量Mn可提高磨球的硬度、耐磨性。4).Cr是强烈碳化物形成元素，含量太高造成大量碳化物出现，虽硬度和耐磨性可显著增高，但韧性大幅度下降，破碎率增高，为获得既耐磨又具有很好的韧性，经大量试验证明Cr为1.5-1.8%最佳。5).RE残余量加入稀土的目的，主要为了使连续的网状碳化物变为断网碳化物，其RE残余量过少，则起不到变质作用，过多，则又会产生夹杂物，降低韧性，经多次试验选取RE残余量为0.07-0.1%最佳。6).V、Ti加入微量V、Ti作为奥氏体结晶时的形核剂，以细化晶粒，提高韧性。加入V、Ti太少起不到核心作用，过多又会使合金变脆，故选V0.08-0.12%，Ti0.05-0.08%最佳。7).S、P为有害元素，愈低愈好。
8).Cu可细化组织，提高韧性，但过高，会出现自由铜，使合金变脆。
其生产工艺经过熔炉装料→熔化至一定温度→加变质剂一次变质→加变质剂二次变质，达到要求化学成分→浇注成型。所说的熔炉可以是冲天炉，出铁温度为1380-1450℃，也可以是感应电炉，熔化一定温度为1500-1530℃为宜。对冲天炉而言，两次变质均在炉外浇包中进行。第一次，将变质剂加入浇包中搅拌，第二次在倒包时撒入铁水流中。感应炉一般一次变质在炉外浇包内进行，将变质剂撒在包底，出铁时冲入。最后扒渣浇注，从第二次处理完毕到浇注完，一般不超过15分钟。铸型可用干型，最好用潮型等。铸件不需要热处理。变质时也可采用钟罩压入法或堤垻冲入法等。上述变质剂可为稀土合金或纯稀土，最好为稀土硅铁合金，最好用1号稀土硅铁合金，其成分为稀土含量30-35%，硅铁35-45%，其余为铁。1号稀土的加入量以1-1.5%为宜。配料的原材料可用废钢，可炉铁，根据需要可加适量的钒铁、钛铁、锰铁、硅铁(75%或45%)等，考虑到炉内烧损，经配料，使最后达到所要求的化学成分。
本发明与锻钢磨球及稀土中锰球铁磨球相比，耐磨性好，破碎率低。在湿磨矿石方面与高铬砖铸铁球性能相当，该生产工艺不需要处理，生产方法简便易行，节省大量贵重金属，利用了我国丰富的稀土资源，成本较低。适用于水泥、矿山、电力、化工等行业，尤其适用于粉磨钢渣和矿石。
以下是本发明的具体实施例。
采用50.0kg中频电炉熔炼，冲击试验设备JB-30B型，冲击试样φ20×110，跨距70mm，砂型铸造，硬度到HR-150D型。
利用铸造15＃生铁，废紫铜线，，低碳废钢，废石墨电极，钛铁，钒铁，铬铁配料，升温熔化至1520℃时，在炉内加入1＃稀土硅铁合金0.5%，搅拌，在包底加入1＃稀土硅铁合金0.5%，冲入法，二次变质，扒渣浇注。配制料时考虑元素烧损率Si0，Mn-10%，Cr-5-10%，其它不考虑，并使最后化学成分落在最优化学成分范围。
经化验，化学成分为C2.5% Si0.8% Mn0.6%，Cr1.7%，RE0.07 V0.12，Ti0.08，Cn0.4。
湿型铸造，磨球铸态机械性能为HRC45，aK＝7J，附图为其金相组织照片。400×，组织为索氏体+断网碳化物。
使用情况在1.83×7钢渣水泥球磨机中工作2160小时，已生产出万吨水泥，球破碎率为0，耐磨性良好，用户十分满意。


本发明提供了一种稀土低铬多元合金铸铁磨球，化学成分为C2.4—3.2％，Si0.5—1.5％，Mn0.5—1.5％，C21.3—2.2％，P≤0.1％，S≤0.2％，Cu≤0.6％，RE0.05—0.1％，V0.08—0.32％，Ti0.03—0.1％。其工艺特点是经过两次变质处理，铸态使用。解决了已有技术耐磨性低，破碎率高或需用大量贵重合金元素，成本高的问题，可利用我国丰富的稀土资源。适用于矿山、水泥、电力、化工粉磨物料用，尤其适用于球磨机粉磨钢渣和矿石。