45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400我國(guó)是電解金屬錳生產(chǎn)大國(guó),但是我國(guó)富錳資源匱乏,電解錳生產(chǎn)能耗物耗高,污染物排放量極大。因此,研究綠色低耗的錳礦強(qiáng)化提取方法,對(duì)于緩解我國(guó)錳礦資源短缺,促進(jìn)電解錳行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。以菱錳礦為原料的濕法電解法是生產(chǎn)金屬錳的主要方法,但我國(guó)菱錳礦品位低,質(zhì)量差,脈石含量高,多礦相共存,直接酸浸難以實(shí)現(xiàn)錳的浸出。本論文在分析菱錳礦浸出前后工藝礦物學(xué)基礎(chǔ)上,提出表界面強(qiáng)化菱錳礦浸出新方法,通過添加表面活性劑調(diào)控CaSO4·2H2O鈍化層形貌,降低其結(jié)晶度;引入超聲波更新固液界面,破壞礦物集合體,促進(jìn)固液界面?zhèn)髻|(zhì),實(shí)現(xiàn)菱錳礦的強(qiáng)化浸出。主要結(jié)論如下:（1）通過對(duì)典型菱錳礦工藝礦物學(xué)分析表明,我國(guó)菱錳礦結(jié)構(gòu)復(fù)雜,菱錳礦與白云石、碳酸鈣鎂石、鈣沸石、黏土質(zhì)等緊密共生,形成多礦物集合體。其中白云石,碳酸鈣鎂石與菱錳礦共生導(dǎo)致浸出過程極易產(chǎn)生CaSO4·2H2O鈍化層;礦物集合體,黏土質(zhì)阻礙固液傳質(zhì)進(jìn)程,浸出液難以直接作用于目的礦物。（2）開展了表面活性劑界面強(qiáng)化菱錳礦浸出研究。  本文以兩種優(yōu)化成分耐磨鋼基板NM400/450和NM500/550為研究對(duì)象,探索熱處理工藝對(duì)兩種耐磨鋼板錳13基板的組織和硬度的影響規(guī)律,制定符合相應(yīng)硬度級(jí)別（400 HB和450 HB級(jí)、500 HB和550 HB級(jí)）的優(yōu)化熱處理工藝,并對(duì)優(yōu)化工藝下試制的450 HB和550 HB兩種硬度等級(jí)耐磨鋼成品的磨損性能進(jìn)行了對(duì)比研究,分析了其磨損機(jī)制的差異,并探討此類耐磨鋼組織、硬度與耐磨性能之間的聯(lián)系。熱處理工藝優(yōu)化試驗(yàn)表明:NM400/450基板910℃淬火后,在200℃低溫回火,能夠達(dá)到450 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求;在200℃至340℃回火,能夠達(dá)到耐磨鋼板nm400 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求。

耐磨鋼板NM500/550基板在880℃淬火后,在200℃低溫回火,能夠達(dá)到550HB級(jí)耐磨鋼硬度要求;在290℃以內(nèi)溫度回火,能夠達(dá)到500 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求。采用優(yōu)化工藝生產(chǎn)的450 HB級(jí)NM450和550 HB級(jí)耐磨鋼板NM500成品馬氏體耐磨鋼,從表面到心部原奧氏體晶粒細(xì)小均勻,組織都為回火馬氏體,表面與心部組織均勻;NM450和NM550板厚方向平均硬度分別為423 HB和540 HB。磨損試驗(yàn)結(jié)果表明:在銷盤式滑動(dòng)磨損條件下,低載下兩種耐磨鋼的磨損機(jī)制45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4

45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400狀珠光體,回火后組織為回火馬氏體+少量鐵素體,而傳統(tǒng)熱軋態(tài)50CrV4鋼的組織為粒狀珠光體+鐵素體,回火后組織為回火馬氏體;經(jīng)相同淬火與回火工藝后,連鑄連軋態(tài)50CrV4鋼的強(qiáng)度增加幅度更大,且相同狀態(tài)下連鑄連軋50CrV4鋼的強(qiáng)度更高而塑性較低。在相同磨料磨損條件下,磨損失重量從大至小順序?yàn)?Q345>16Mn>45鋼>50CrV4鋼,50CrV4、45鋼和16Mn鋼的相對(duì)耐磨性（與Q345相比）分別為1.99、1.21和1.14,50CrV4鋼具有佳的耐磨性;45鋼、16Mn和Q345鋼的主在相同反應(yīng)條件下，與無電場(chǎng)浸出相比，電場(chǎng)的引入可使高硫煤脫硫率提高19.93%,軟錳礦中錳的浸出率提高16.77%。經(jīng)電場(chǎng)與軟錳礦聯(lián)合脫硫后的煤中的固定碳及熱值略微降低，而揮發(fā)分和灰分略微增加，小分子增多，另外，煤中的分子結(jié)構(gòu)基本未改變。在電場(chǎng)的作用下，軟錳礦中二氧化錳的強(qiáng)氧化作用會(huì)促進(jìn)煤粒表面有機(jī)分子鍵斷裂，使高硫煤粒內(nèi)部無機(jī)硫及有機(jī)硫充分暴露，并與電解生成的高價(jià)鐵、錳離子發(fā)生反應(yīng)，終，無機(jī)硫被氧化為單質(zhì)硫或者硫酸根離子脫除，有機(jī)硫則主要被氧化成亞砜及砜后水解，以達(dá)脫硫目的。研究確定了520MPa750MPa三個(gè)級(jí)別鋼種的化學(xué)成分設(shè)計(jì),BT520JJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cu合金組合設(shè)計(jì);耐磨鋼板400，BT590GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Nb合金組合設(shè)計(jì);BT750GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cr-Mo-V合金組合設(shè)計(jì)。針對(duì)上述三個(gè)級(jí)別鋼種進(jìn)行了焊接研究,合金鋼板焊接應(yīng)選擇“等強(qiáng)匹配”或“匹配”的焊接工藝,其中BT520JJ級(jí)別的鋼板實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。本文采用KR法鐵水預(yù)處理,鐵水硫含量應(yīng)≤0.01%,出鋼溫度≥1620℃;LF精煉根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫,加合金進(jìn)行成分調(diào)整,溫度滿足連鑄工藝;連鑄液相線溫度1513℃,過熱度2540℃,耐磨鋼板500平均拉速0.81.3m/min;鋼坯三段式加熱,出爐溫度1220℃±15℃,均熱時(shí)間≥30min,在加熱溫度1080℃45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4