【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)用國家。更重要的是隨著我國耐磨鋼鐵材料和耐磨鋼鐵件技術(shù)和生產(chǎn)水平的提高 ， 我國耐磨件的質(zhì)量也不斷提高 ， 近年來我國耐磨鋼鐵件開始批量出口歐美日澳及眾多的亞非國家 ， 并已在國際市場上建立了較高的信譽(yù) ， 進(jìn)而吸引了眾多外商來華采購耐磨鋼鐵件或者投 (合 )資建廠 ， 在這一方面美國 ESCO 公司、比利時 MAGOTI39。EAUX 公司、日本栗本鐵工所、澳大利亞 WIELAND公司、加拿大 AMSCO公司、德國 KRUPP公司、芬蘭 METSO公司、日本東洋鐵球等國際知名企業(yè)已捷足先登。就目前我國出口的耐磨鋼鐵件的種類而言 ， 幾乎包括了目前在國家上已廣泛應(yīng)用的各種類耐磨件 ， 這標(biāo)志著我國部分耐磨件生產(chǎn)企業(yè)已具備了在國際同行業(yè)競爭的能力。 2021 年我國耐磨件年出口量尚不足 10 萬噸 ， 但出口量逐年增加發(fā)展勢頭非常好 ， 一批高起點建設(shè)的企業(yè)和高標(biāo)準(zhǔn)技改的企業(yè)將開始較大批量出口耐磨件 ， 估計 2021 年 我國耐磨件年出口量有望達(dá)到 21 20萬噸。 耐磨鋼鐵件的生產(chǎn) 我國耐磨鋼鐵件生產(chǎn)企業(yè)基本上可分為 3大類 ， 第一類是原各行 業(yè)和地方所屬的專業(yè)機(jī)械廠 ， 如一重、二重、沈重、上重等重型機(jī)器廠 ， 洛礦等礦山機(jī)械廠 ， 衡冶、沈冶、西冶等冶金 (有色冶金 )機(jī)械 (修造 )廠 ， 北京、西安、山西等電力機(jī)械 (修造 )廠 ，唐水機(jī)、北水機(jī)等水泥機(jī)械廠 ， 還有煤礦機(jī)械廠和軋輥廠 ； 第二類是各大工礦企業(yè)所屬的機(jī)械 (機(jī)修 )廠和鍛軋球廠 ； 第三類是民營的專業(yè)耐磨件廠。前兩類企業(yè)原為國營企業(yè) ， 現(xiàn)有部分企業(yè)已改制 ， 這些企業(yè)的特點是技術(shù)力量較強(qiáng) ， 員工素質(zhì)較高 ， 生產(chǎn)裝備比較先進(jìn) ， 分析檢測設(shè)備齊全 ， 就耐磨件生產(chǎn)而言可以實現(xiàn)鑄造 (鍛軋 )—— 熱處理 —— 機(jī)加工以及檢測等全套的自主生產(chǎn)。而第 三類的民營耐磨件廠近年的發(fā)展很快 ， 由于管理和機(jī)制靈活 ，企業(yè)發(fā)展充滿了活力 ， 這類企業(yè)現(xiàn)漸以成為國內(nèi)耐磨鋼鐵件生產(chǎn)的主力軍。這類企業(yè)或是由普通的鑄造廠受耐磨件高利潤的吸引而轉(zhuǎn)產(chǎn)耐磨件 ， 或是由小磨球廠 (小錳鋼廠、小鍛軋廠 )逐漸發(fā)展起來 ， 由單一鑄造 (鍛軋 )擴(kuò)大到鑄 (鍛軋 )， 熱、機(jī)加工一條龍生產(chǎn)。第三大類民營專業(yè)耐磨件廠普遍存在的問題是技術(shù)力量比較薄弱 ， 生產(chǎn)設(shè)備和檢測儀器比較匱乏或老舊 ， 員工素質(zhì)有待進(jìn)一步提高 ， 但經(jīng)過近些年的發(fā)展 ，已開始高標(biāo)準(zhǔn)的技改和擴(kuò)建 ， 與此同時受市場利好的影響近期有許多 高起點的民營耐磨件企業(yè)在建。這 — 類民營專業(yè)耐磨件企業(yè) 22 的崛起和壯大 ， 匯集改制后的前兩類企業(yè) ， 成為了我國耐磨鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和希望。 我國耐磨鋼鐵件企業(yè)的發(fā)展方向 耐磨件生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定了企業(yè)的管理模式和運(yùn)作方法 ， 產(chǎn)品定位是企業(yè)立足之本。多個企業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗表明 ， 單一品種優(yōu)質(zhì)規(guī)?；a(chǎn)和多品種專業(yè)化生產(chǎn)兩種方式比較適合我國耐磨件企業(yè)。前者選擇單一耐磨件如磨球、顎板、鏟齒等產(chǎn)品組織生產(chǎn) ， 目標(biāo)是將某一產(chǎn)品做優(yōu)做強(qiáng) ， 這樣的企業(yè)由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一 ， 生產(chǎn)效率較高 ， 產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定 ， 管理也較易到位 ，后者企業(yè)多為大型企 業(yè) ， 以市場為導(dǎo)向 ， 選擇多品種產(chǎn)品生產(chǎn)方式 ， 并力爭鑄造 —— 熱處理 —— 機(jī)加工全套自主生產(chǎn)方式 ， 以追求最高的利潤。多品種專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)在國內(nèi)外均有許多成功的實例 ， 但應(yīng)該引起我國企業(yè)特別注意的是企業(yè)須有較高的生產(chǎn)技術(shù)水平 ， 較高素質(zhì)的員工、較全的生產(chǎn)設(shè)備和質(zhì)量檢測儀器以及較高的綜合管理能力。 產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā)是企業(yè)升級的手段。在企業(yè)初步完成了原始的資本積累之后 ， 大多數(shù)企業(yè)面臨著升級和發(fā)展的機(jī)遇 ， 針對耐磨件多品種、小批量 ， 大多產(chǎn)品不易自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)這些行業(yè)特點 ， 尋求產(chǎn)品和技術(shù)開發(fā) ， 進(jìn)而提高生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)品技術(shù)含量 ， 則 成為企業(yè)升級的主要手段。對于第一、二類企業(yè)或大型耐磨件企業(yè)有較強(qiáng)的開發(fā)隊伍 ， 可組織自主研發(fā)或引進(jìn)國外技術(shù)再消化吸收 ， 而對眾多近年發(fā)展起來的民營企業(yè)而言 ， 研發(fā)隊伍 23 還較薄弱 ， 尋求與高?；蜓芯吭核a(chǎn)學(xué)研合作 ， 共同研發(fā)、共建研發(fā)心等是一個快捷有效的方法。 盡快走向國際市場是企業(yè)追求的目標(biāo)。隨著國際經(jīng)濟(jì)大循環(huán) ， 國際耐唐鋼鐵件市場已全面向我國打開 ， 高額的利潤空間十分誘人 ， 機(jī)遇真的來了 ， 此時就看我們國內(nèi)企業(yè)的實力了。好的產(chǎn)品質(zhì)量、交貨準(zhǔn)時、價格合理三要素是老生常談但卻是經(jīng)驗之濃縮。耐磨件走出國門溶人國際市場的這一過程 ， 正 是對國內(nèi)耐磨件企業(yè)綜合實力即管理、技術(shù)、裝備、質(zhì)量、員工水平及信息化程度考核的時候。成功的經(jīng)驗告訴我們 ， 通過追求出口 ， 進(jìn)而逼迫完善自我 ， 企業(yè)綜合實力提高了 ， 外商就自己找上門來了 ，出口機(jī)遇也就真正抓住了 ， 同時在國內(nèi)外市場也就站穩(wěn)了。 綜上所述 ， 以我國目前正處高速發(fā)展過程中的工業(yè)經(jīng)濟(jì)中 ，礦產(chǎn)資源開發(fā)作為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè) ， 決定著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向和程度。而在全球性資源日益緊缺的今天 ， 對能源、建材、冶金等基礎(chǔ)性礦產(chǎn)的合理、充分、綜合利用將是其關(guān)鍵所在。隨著礦產(chǎn)資源的持續(xù)開發(fā)和生產(chǎn)加工 ， 礦山機(jī)械及其以耐磨件為 主的各種零配件的需求也將保持持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。因此 ， 針對礦山機(jī)械提供耐磨材料的本項目而言 ， 只要把握好市場需求、保障產(chǎn)品質(zhì)量、努力控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ) ， 則會有較為廣闊的發(fā)展前景。 本項目的建設(shè)規(guī)模主要根據(jù)當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)開發(fā)規(guī)模、所采用的技 24 術(shù)工藝、裝備水平、場地規(guī)模和建設(shè)單位目前的人才、技術(shù)、裝備情況萊確定 ， 并結(jié)合周邊地區(qū)未來市場空間適當(dāng)留有發(fā)展余地。綜合 福建 各種礦產(chǎn)儲量規(guī)模和煤炭、冶金、水泥、電力等行業(yè)對礦山機(jī)械的需求和耐磨件的消耗特點結(jié)合耐磨件制造業(yè)規(guī)模效益產(chǎn)能本項目生產(chǎn)規(guī)模擬定為年產(chǎn) 1萬噸耐磨鉻系金 屬球。 擬采用工藝 ： 本項目生產(chǎn)鉻合金耐磨球擬采用鐵模激冷工藝 ， 并應(yīng)用中頻電爐鑄造技術(shù)方案 ， 使鋼球組織致密、細(xì)化 ， 增加產(chǎn)品的硬度、降低了鑄球磨耗 ， 以提高落球的使用壽命 ， 從而為用戶降低耐磨球的更換頻率的同時節(jié)省鋼材鐵件的消耗 ， 為構(gòu)建資源節(jié)約型社會做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 第七章 技術(shù)、設(shè)備和工程方案 生產(chǎn)方法 （ 1） 生產(chǎn)方法概述 本項目擬生產(chǎn)的鉻合金耐磨球是礦山、建材、冶金、電力、化工等行業(yè)廣泛使用的球磨機(jī)最常用的研磨體 ， 是球磨機(jī)各類易損件中消耗量最大且更換頻率最高的零配件。 根據(jù)目前國內(nèi)通常采 用的磨球制造工藝 ， 本項目擬采用鐵模激冷工藝 ， 并應(yīng)用中頻電爐鑄造技術(shù)方案。其主要生產(chǎn)過程如下 ： 將 C、 Si、 Mn、 Cr、 S、 P等按所要求的化學(xué)成分配料 ， 在電 25 爐中熔化 ， 把熔煉燒損考慮進(jìn)去 ， 升溫至 1500~1580℃ ， 加入鋁脫氧及合金化 ， 使上述合金鋼達(dá)到所要求的化學(xué)成分 ， 將高稀土低鎂硅鐵合金加入包底 ， 用鐵水沖熔 ， 進(jìn)行爐前變質(zhì)處理 ， 達(dá)到所要求的化學(xué)成分 ， 將鐵水澆注到石墨型一金屬型一砂型三元復(fù)合成型的腔中 ， 下型為石墨型 ， 上型為金屬型和砂型 ， 形成強(qiáng)烈的順序凝固 ， 凝固后 ， 取出磨球 ， 在 500~650℃溫度下進(jìn)行中溫?zé)崽幚?8~12小時 ， 然后空氣中冷卻而成。 （ 2） 技術(shù)原理及其特點 ①鉻 ： 是最重要的合金元素 ， 為了保證有足夠數(shù)量高耐磨性的 CrFe7C3型碳化物 ， 須控制鉻的含量范圍。如其含量過多 ， 碳化物數(shù)量增多 ， 導(dǎo)致脆性增大 ， 且生產(chǎn)成本增加。 ②錳和硅 ： 錳是穩(wěn)定奧氏體的元素 ， 使 M s點下降使殘余奧氏體增加 ， 上述技術(shù)工藝使磨球經(jīng)中溫?zé)崽幚砜上龤堄鄪W氏體 ， 加入較高 Mn量 ， 主要用來脫 S、脫 O， 以增加韌性。 適量的硅主要用于脫氧 ， 因為過高的硅將導(dǎo)致碳化物數(shù)量增多 ， 使韌性下降 ， 會使磨球使用過程有剝落現(xiàn)象 ， 故將硅量控制在 ~%范圍內(nèi) 。 ③鎢 ： 鎢的作用是顯著提高淬透性 ， 且具有較強(qiáng)的促進(jìn)貝氏體相變的作用。鎢既可固溶于鐵索體或奧氏體中 ， 強(qiáng)化基體 ， 提高基體的硬度 ， 又可形成復(fù)雜碳化物 ， 能明顯細(xì)化碳化物。因此加適量鎢能提高磨球的綜合力學(xué)性能。 ④鎂 ： 鎂是強(qiáng)成分過冷元素 ， 加入微量鎂 ， 可使晶核數(shù)量大 26 大增加 ， 使初生奧氏體、碳化物明顯細(xì)化。 （ 3） 其生產(chǎn)出的產(chǎn)品特點有 ： ① 磨球材質(zhì)中不含昂貴含量大的 M o、 N i、 C u。通過加入多元微量元素 ， 使該材質(zhì)達(dá)到復(fù)合合金化效果 ， 使磨球既具有高硬度 ， HRc 50~60， 又具有高韌性 ， a08J/cm； ② 抗沖擊疲勞壽命長 ， 按標(biāo)準(zhǔn)落球試驗 ， 可達(dá) 10萬次 ； ③ 工藝出品率高 ， 磨性能好 ； ④ 原輔料來源充足、成本低 ， 有較高的經(jīng)濟(jì)性。 工藝流程 上述所選用生產(chǎn)方法的工藝流程如下圖所示 ： 27 物料消耗定額 根據(jù)上述生產(chǎn)方法和所需原輔料 ， 本項目生產(chǎn)物料消耗定額如下表所示 ： 物料消耗定額表 物料名稱 計量單位 數(shù)量 生鐵 Kg 300 廢鋼 Kg 720 CrTe Kg 20 MnTe Kg 10 SiTe Kg 4 精砂 Kg 18 硼酸 Kg 水玻璃 Kg 珍珠巖 Kg 5 石棉布 Kg 機(jī)械油 Kg 江西砂 Kg 15 淘土 Kg 14 砂輪 塊 焦炭粉 Kg 20 乙炔 瓶 注 ： 以上為本項目擬生產(chǎn)各規(guī)格耐磨球的平均物料消耗參數(shù) 設(shè)備選型原則 （ 1） 先進(jìn)性原則 ： 采用國內(nèi)先進(jìn)和流行的設(shè)備、 裝置， 以滿足不斷增長的技術(shù)發(fā)展需要 ； （ 2） 適用性原則 ： 對設(shè)備進(jìn)行性能價格比較 ， 從實際需要出發(fā) ， 選擇性能價格比優(yōu)越的設(shè)備 ； （ 3） 可擴(kuò)展性原則 ： 充分考慮設(shè)備的擴(kuò)展、升級性能 ， 同 28 時在設(shè)備規(guī)模擴(kuò)充時保護(hù)原有設(shè)備的性能 ； （ 4） 可 靠性原則 ： 充分考慮質(zhì)量和安全性能 ， 選擇技術(shù)成熟的設(shè)備和 裝置。 主要設(shè)備選型 根據(jù)上述項目生產(chǎn)技術(shù)方案 ， 本項目關(guān)鍵設(shè)備為中頻電爐。 當(dāng)前 ， 中頻電源及中頻感應(yīng)電爐、保溫爐、熱處理爐等金屬熔煉生產(chǎn)設(shè)備 ， 因其具有易于變換熔煉品種、便于控制熔煉質(zhì)量 ，操作靈活簡單和功率密度大、熔煉速度快、熱效率高、起熔方便等諸多優(yōu)點而受到了冶金鑄造和軋輥生產(chǎn)廠家的青睞。很多鑄造廠和軋輥生產(chǎn)廠都相繼購買并安裝了中頻感應(yīng)電爐以替代傳統(tǒng)的沖天爐 和工頻電爐。 中頻感應(yīng)電爐的特點和優(yōu)勢主要有 ： 中頻感應(yīng)電爐的成套 裝置 ， 是把三相工頻交流電 ， 整 流后變成直流電 ， 再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流 ， 供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流 ， 在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線 ， 并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料 ， 在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質(zhì) ， 即 ， 金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動要產(chǎn)生熱量。例如 ， 把一根金屬圓柱體放在有交變中頻電流的感應(yīng)圈里 ， 金屬圓柱體沒有與感應(yīng)線圈直接接觸 ， 通電線圈本身溫度已很低 ， 可是圓柱體表面被加熱到發(fā)紅 ， 甚至熔化 ， 而且這種發(fā)紅和熔化的速度只要調(diào)節(jié)頻率大小和電流的強(qiáng)弱就能實現(xiàn)。如果圓柱體放在線圈中心 ， 那么圓柱 體周邊的溫度是一樣的 ， 29 圓柱體加熱和熔化也沒有產(chǎn)生有害氣體、強(qiáng)光污染環(huán)境。正因為中頻感應(yīng)電爐有以上的優(yōu)點 ， 在各種行業(yè)得到了廣泛推廣使用。 主要設(shè)備來源 隨著我國和世界經(jīng)濟(jì)接軌的步伐加快 ， 在冶煉、鑄造、熱加工行業(yè) ， 對使用可靠穩(wěn)定的大功率中頻電源和大噸位熔煉爐、感應(yīng)加熱爐的需求急速上升 ， 在這種狀況下 ， 大功率、大噸位、感應(yīng)電爐的國產(chǎn)化迫在眉睫 ， 為此國內(nèi)電爐廠商都在全力開發(fā)這種產(chǎn)品和世界接軌。特別是蘇州工業(yè)園區(qū)振吳電爐有限公司捷足先登 ， 在 1997 年為江蘇宜興共昌軋輥有限公司試在國內(nèi)首次生產(chǎn)2500kW/8 噸的中頻 熔煉爐 ， 并一次調(diào)試成功 ， 運(yùn)行 3 年多一切正常 ， 使宜興共昌軋輥有限公司的產(chǎn)品一下子提高到高檔產(chǎn)品水平 ， 為國產(chǎn)中頻電爐發(fā)展和可信度打下了牢固的基礎(chǔ)。 2021年 9月 ， 振吳電爐有限公司又為江蘇南通煉鋼廠研制開發(fā)生產(chǎn)了目前國內(nèi)最大功率和噸位的 20噸 /6000kW 中頻熔煉爐。 因此 ， 中頻電爐完全可以由國內(nèi)廠家提供 ， 其他設(shè)備作為機(jī)械制造常規(guī)設(shè)備 ， 在國內(nèi)市場上有充分的供應(yīng)。 主要設(shè)備清單 主要設(shè)備選型表 序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 備注 1 中頻爐 1 噸 臺 2 2 沖天爐 1 噸 臺 1 3 行車 5 噸 臺 1 4 剪鐵機(jī) 臺 1 30 5 電焊機(jī) 500A 臺 1 6 砂輪機(jī) 臺 5 7 碾砂機(jī) 臺 1 8 臺車爐 臺 1 180 型 9 井式回火爐 臺 1 10 地磅 300 噸 臺 1 11 叉車 3 噸 輛 1 12 動力設(shè)備 套 1 變壓器 580KVA 13 檢測設(shè)備 套 2 14 計量設(shè)備 套 磅稱（ 1000kg） 2臺 15