本發明公開了耐磨鋼球制備技術及其使用方法，特別涉及用于大型半自磨機的耐磨鋼球制備技術及其使用方法，屬于磨球制備及其使用。

背景技術：

1、大型半自磨機是一種利用礦石自身的沖擊和研磨作用進行粉碎的設備，作為一種高效的礦石粉碎設備，逐漸成為礦業加工領域的核心設備。其工作原理是將礦石和少量鋼球一起放入磨機筒體內，通過筒體的旋轉使礦石和鋼球相互碰撞、摩擦，從而達到粉碎礦石的目的。與傳統的球磨機相比，大型半自磨機在粉碎過程中減少了鋼球的使用量，降低了磨損和能耗。大型半自磨機已廣泛應用于金屬礦和非金屬礦的選礦工藝中，尤其適用于處理硬度較高的礦石。例如，在金礦、銅礦、鐵礦等金屬礦的選礦過程中，大型半自磨機能夠高效地將礦石粉碎至所需的粒度，提高選礦效率。此外，大型半自磨機在石墨、石英等非金屬礦的加工中也表現出色，能夠顯著提升產品的純度和質量。隨著選礦技術的不斷進步，大型半自磨機將在礦業加工領域發揮更加重要的作用。為了提高磨礦效率，大型半自磨機中的鋼球尺寸不斷增大，對鋼球的強韌性提出了更高的要求。

2、為了提高大型半自磨機中耐磨鋼球的強韌性，中國發明專利cn116875914a公開了一種高強韌性鋼球及其生產方法，所述鋼球按重量百分比計，其成分含有0.13％-0.15％c、5.50％-6.70％w、1.50％-2.50％mn、0.25％-0.55％co、0.22％-0.45％mo，余量為fe及不可避免的雜質，一種高強韌性鋼球的生產方法，包括以下步驟：a、冶煉鐵礦石，將礦石還原成鐵水，并脫硫；b、在轉爐內通入高壓氧氣將鐵水升溫，加入白灰進行脫磷，去除雜質。該發明進行脫硫和脫磷，提高了鋼球的韌性，通過將c、w、mn、co及mo加入在鐵水中，c增加了鋼球的剛性，且含量較低，避免鋼球過脆，mn能提高鋼的強度，能消弱和消除硫的不良影響，并能提高鋼的淬透性，w能提高鋼的紅硬性和熱強性，并能提高鋼的耐磨性，co進一步提高鋼球的強度。中國發明專利cn115354208a還公開了一種高鉻合金復合耐磨鋼球，是通過下述方法制備而成：將普通廢鋼、增碳劑、鉻鐵、錳鐵、硼鐵、鉬鐵、硅鐵、銅板、金屬鎳和金屬鋁加入熔煉爐中熔煉成鐵水，所述鐵水的化學組成及質量分數控制為：2.0-3.0％c，0.4-1.0％si，17-21％cr，0.5-1.0％mn，0.4-0.8％b，0.1-0.3％mo，0.5-1.0％cu，0.05-0.2％ni，0.05-0.1％al，s≤0.05％，p≤0.05％，余量為fe；當鐵水溫度降至1530-1560℃時出爐，出爐時將孕育劑加入鐵水進行孕育處理，經靜置和扒渣處理后，得到澆鑄液；將澆鑄液倒入模具中，澆鑄形成球形鑄件，經淬火和回火處理后，即得到所述高鉻合金復合耐磨鋼球。該發明提出的一種高鉻合金復合耐磨鋼球，通過對所述耐磨鋼球的組成進行有效設計，使得所述耐磨鋼球具有優異耐磨性的同時，還具有高強韌性，從而進一步延長了所述耐磨鋼球的使用壽命。中國發明專利cn105112767a還公開了一種球磨機用高碳高鉻高硼合金鋼球及其制備方法，其各化學成分及質量百分比為：c3.2-4.4、si0.4-0.8、cr16.5-18.7、b1.8-2.6、mn0.3-0.5、mo0.45-0.65、nb0.2-0.4、ni0.1-0.3、ta0.09-0.16、al0.04-0.08、pm0.03-0.05、gd0.02-0.04、s≤0.03、p≤0.02、余量為fe。該發明制得的鋼球綜合性能優異，在具有優異強韌性的前提下，還具有高的硬度和優良的耐磨性，使用壽命長，應用范圍比廣，可以用于冶金礦山、水泥建材、火力發電等行業球磨機。中國發明專利cn104651596a還公開了一種強韌性、抗沖擊軸承用鋼球的熱處理技術。軸承用鋼球機械加工前材料熱處理工藝規程：一是正火處理：材料在爐中加熱到溫度為860～880℃時，保溫30～40min；然后將材料在油中冷卻至表面溫度為300～400℃時，取出材料在空氣中冷卻；二是退火處理：材料在爐中加熱到溫度為730～740℃時，保溫4～5h，隨爐降溫冷卻。軸承用鋼球機械加工后半成品熱處理，淬回火工藝規程：一是淬火處理：工件在爐中加熱到溫度為870～880℃時，保溫25～35min，然后將工件在60～80℃的快速淬火油中淬火；二是回火處理：工件在爐中加熱到溫度為220～240℃時，保溫4～5h。該發明可使鋼球獲得最佳的強韌性配合，有效提高鋼球壽命。上述耐磨鋼球盡管強韌性好，但是含有較多價格昂貴的鎢、鈷、鉬、鉻等合金元素，導致鋼球生產成本過高，市場競爭力差。

3、為了減少鋼球中合金元素加入量，降低鋼球的生產成本，中國發明專利cn114892086a公開了一種耐腐蝕高強度耐磨鋼球，通過下述方法制備而成：冶煉目標鋼水，所述目標鋼水的組成按重量百分比計包括c0.65-0.80％、si0.40-0.85％、mn0.65-0.95％、cr0.40-1.00％、mo0.04-0.06％、ti0.02-0.04％、cu0.04-0.08％、s≤0.020％、p≤0.020％、余量為fe和不可避免的雜質；澆鑄形成鑄坯；軋制形成鋼球坯；冷卻、熱處理形成鋼球，該鋼球即為所述耐磨鋼球。該發明提出的一種耐腐蝕高強度耐磨鋼球，通過設計該耐磨鋼球的成分，并調整耐磨鋼球的生產工藝，使得該耐磨鋼球具有優異耐磨性的同時，還具有高強韌性，并且進一步提高了鋼球的耐腐蝕性。中國發明專利cn107164618a還公開了一種適用于低鉻鋼球的熱處理工藝，其工藝步驟分為：1)、當含有質量百分數為3-5％鉻元素的鐵液溫度升至1350-1400℃時，插鋁脫氧，扒渣后出爐，鋼包內放置稀土硅鐵對鐵液進行變質處理，出爐后靜置3-5min，在1350℃左右進行澆注成型；2)、將低鉻鋼球放入到真空加熱爐加熱到900-930℃，并保溫20-30min備用，其中真空加熱爐的爐內氣氛由氮氣和一氧化氮組成；3)、將熾熱狀態的低鉻鋼球放入水基淬火液中進行等溫淬火處理，時間15-20min；該發明經過淬火并回火以獲得高硬度強韌性的馬氏體基體，同時可以提高鑄件的沖擊疲勞抗力，消除和大幅度降低內應力。中國發明專利cn104532139a還公開了一種高強韌性鋼球及其生產方法。高強韌性鋼球，按重量百分比計，含有0.15％-0.3％c、1.3-2.0％si、1.5％-2.5％mn、0.5％-1.0％cr、0.2-0.5％mo，余量為fe及不可避免的雜質；制備方法包括以下步驟：冶煉鋼水；澆鑄形成連鑄坯；加熱鑄坯然后軋制：連鑄坯加熱至1150-1300℃并保溫1-4h后軋制；形成鋼球坯；將鋼球坯加熱至1100-1250℃并保溫10-60s，然后鍛造成所需斷面鋼球，終鍛溫度900-1050℃；鍛造后的鋼球空冷至其表層溫度為750～850℃，然后水中淬火，當鋼球表層溫度降至60-80℃取出迅速進行回火處理，再進行去油及精整處理，得到鋼球。所得鋼球具有高硬度和良好的韌性。中國發明專利cn102418044a還公開了一種鋼球用鋼及制造該鋼球的方法。所述制造鋼球的方法包括步驟：冶煉鋼水；采用爐外精煉工藝處理鋼水，得到的鋼水按重量百分比計由0.90％～1.00％的c、0.30％～1.00％的si、0.80％～1.20％的mn、0.40％～0.70％的cr、0.01％～0.05％的ti、不多于0.025％的p、不多于0.025％的s、不多于2.0ppm的[h]、余量的fe和不可避免的雜質組成；澆鑄；軋制；切割形成鋼球坯；加熱鋼球坯，然后鍛造；淬火，回火，隨后進行空冷及精整處理，得到鋼球。該發明的鋼球抗磨損性能高，強韌性良好，在使用過程中不破圓、不失圓，使用壽命長。中國發明專利cn102443741a還公開了一種用于球磨機的鋼球及其制造方法。所述制造球磨機鋼球的方法包括步驟：冶煉鋼水；采用爐外精煉工藝處理鋼水，得到的鋼水按重量百分比計由0.90％～1.00％的c、0.30％～1.00％的si、0.80％～1.20％的mn、0.40％～0.70％的cr、0.01％～0.05％的ti、不多于0.025％的p、不多于0.025％的s、余量的fe和不可避免的雜質組成；澆鑄；軋制；切割形成鋼球坯；加熱鋼球坯，然后鍛造；淬火，回火，隨后進行空冷及精整處理，得到鋼球。上述鋼球普遍存在硬度低、淬透性差和耐磨性差等不足。

4、大型半自磨機的加球方法也嚴重影響半自磨機工作效率，目前已公開了多種加球設備和方法。中國發明專利cn102443741a公開了一種半自磨機智能化加球系統，包括自動取料裝置(2)、篩機(3)、礦石沖擊破碎性質在線檢測儀(4)、磨機智能化加球軟件及上位機(5)、磨機(6)、磨機充填率在線檢測傳感(8)、傳感器數據采集儀(9)以及功率監測裝置(10)。應用該技術方案可實現半自磨機的智能化運維，達到降本增效提產的目標。中國發明專利cn108654763a還公開了一種半自磨機合理補加鋼球的方法-動態加球法，其特點是在保持要求的磨礦粒度和設定的適宜磨礦濃度前提下，根據半自磨機的規格、轉速率、給礦量、充填率、運轉功率、返礦量、磨礦細度等參數的變化情況，動態確定合適的補加球量和補加球時間，使半自磨機負荷充填率保持在適當的范圍內，同時使半自磨機給礦量達到要求的范圍。該方法使半自磨機工作狀態始終動態地保持在最佳范圍內，從而達到最低的單位鋼球消耗、單位襯板鋼耗和磨礦單位電耗，還可提高生產能力、降低產品粒度或提高選礦回收率。中國發明專利cn112169928a公開了一種半自磨機的功率和軸壓控制方法，涉及半自磨機設備領域。該方法將半自磨機的功率和軸壓設定值與反饋值經過pid控制器處理后輸出u1、u2、u3三路控制信號，u1控制信號輸入給礦機，u2控制信號輸入給礦水閥，u3控制信號輸入加球機。經過調節后的半自磨機的給入量發生變化，軸壓傳感器采集的半自磨機軸壓信號與半自磨機的軸壓設定值進行比較，功率變送器采集的半自磨機功率信號與半自磨機的功率設定值進行比較，最后將偏差送入pid控制器中。該方法通過半自磨機的功率、軸壓、磨音三個參數來判斷磨機的狀態和負荷的大小，同時對影響半自磨機負荷的給礦量、給礦水、半自磨的加球量進行控制，使得半自磨機的功率和軸壓保持在最佳磨礦區域。中國發明專利cn105013572a還公開了一種直徑為10米的大型半自磨機加球方法。該發明是通過對磨機功率和返礦量控制來達到最佳加球效果，另外隨時檢查球體積所占磨機的容積，如果球的體積占磨機的容積小于9％時，應補加到9％。通過該發明加球方法，提高了磨礦產品粒度合格率和磨機磨礦效率，降低了球耗和電耗，達到降低選礦成本的最終目的。中國實用新型cn217856512u還公開了一種半自磨機自動加球裝置，由儲球機構、加球機構和傳動機構組成；儲球機構上部設置有儲球倉，儲球倉下部設置有內斜板，儲球倉底部設置有下球斜面，下球斜面尾部設置有擋板；加球機構設置于擋板后方，由滾筒支架、加球滾筒和球爪組成，加球滾筒設置于滾筒支架上，加球滾筒上設置有球爪；傳動機構由電動機、電機支架、減速器和聯軸器，所述電動機和減速器設置于電機支架上，電動機與減速器連接，減速器與加球滾筒通過聯軸器連接。通過儲球機構和加球機構的結構，解決了卡球、堵球、不下球的現象，并且降低了磨礦球耗，從而提高半自磨機的磨礦效率。

技術實現思路

1、針對大型半自磨機使用的高強韌性耐磨鋼球或含有較多價格昂貴的鎢、鈷、鉬等合金元素，導致鋼球生產成本高，市場競爭力差；或存在硬度低、淬透性差和耐磨性差等問題，本發明通過優化鋼球成分，改進鋼球加工工藝，使鋼球具有高強韌性和優異的耐磨性，在此基礎上使用時改進加球方法，進一步提高大型半自磨機的磨礦效率。

2、一種用于大型半自磨機的耐磨鋼球制備方法，其特征在于，耐磨鋼球采用以報廢汽車外殼、報廢冷軋輥和廢舊碳化硅為主冶煉而成的連鑄鋼坯加工而成，具體工藝步驟包括如下：

3、①先用報廢汽車撕碎機將報廢汽車外殼進行粗碎，然后用廢鋼打包機將粗碎后的報廢汽車外殼打包成尺寸為180～260mm×180～260mm×180～260mm的鋼塊；還使用落錘破碎設備將報廢冷軋輥9cr2mo破碎至10～220mm×10～220mm×10～220mm的冷軋輥9cr2mo碎塊；

4、②采用步驟①中的鋼塊和冷軋輥9cr2mo碎塊、廢舊碳化硅和鋁硅鈣合金為爐料，使用電爐冶煉鋼水；爐料中鋼塊、冷軋輥9cr2mo碎塊、廢舊碳化硅和鋁硅鈣合金的質量組成分別為：86.0～86.6％，10.0～10.8％，2.5～2.7％，0.6～0.7％，四種爐料的質量分數之和為100％；先將質量分數為86.0～86.6％的鋼塊和質量分數為10.0～10.8％的冷軋輥9cr2mo碎塊在電爐內混合加熱熔化；鋼塊和冷軋輥9cr2mo碎塊全部熔化后，加入質量分數為2.5～2.7％的廢舊碳化硅；廢舊碳化硅全部熔化后，升溫至1633～1648℃，加入質量分數0.6～0.7％的鋁硅鈣合金，保溫8～10分鐘后，將爐內鋼水出爐到鋼包，鋼包底部預先加入了顆粒尺寸5～10mm的稀土鎂硅鐵合金和納米tic；納米tic置于稀土鎂硅鐵合金上面，稀土鎂硅鐵合金和納米tic加入量，分別占進入鋼包內鋼水質量分數的0.50～0.65％和0.12～0.13％；鋼水經扒渣、靜置后，當溫度降至1516～1528℃，將鋼水在方坯連鑄機上，直接澆注成截面為180mm×180mm的方坯，結晶器的出口方坯連續拉出的拉速為0.70～0.85米/分鐘；隨后將方坯在軋機上直接軋制成直徑φ90～110mm的圓形鋼棒；

5、③將步驟②獲得的直徑φ90～110mm的圓形鋼棒按長度切割成6～8m；然后將長度為6～8m的圓形鋼棒置于加熱爐中進行加熱，待圓形鋼棒均勻加熱至1250～1280℃并保溫80～100分鐘后，將圓形鋼棒通過具有保溫裝置的鋼棒輸送裝置，輸送至連續切斷機進行切斷，得到長度225～275mm的鋼段；然后將鋼段鍛造成直徑為φ140～170mm多種不同直徑鋼球，終鍛溫度控制在980～1050℃；鍛造后的鋼球空冷至其表面溫度為835～870℃時，將其放入溫度為25～38℃的水池中冷卻60～80秒；水池中水和鋼球的質量比大于10:1；然后將水冷后的鋼球直接在溫度為265～300℃的硝酸鹽熔液中進行等溫淬火，等溫時間為2.0～2.5小時；等溫淬火池中，硝酸鹽熔液和鋼球的質量比大于8:1；隨后空冷即可獲得耐磨鋼球；

6、如上所述報廢冷軋輥9cr2mo的化學組成及質量分數為：0.85～0.95％c,1.70～2.10％cr,0.20～0.35％mn,0.20～0.40％mo,0.25～0.45％si,≤0.25％ni,≤0.025％p,≤0.025％s,余量為fe和不可避免的雜質。

7、如上所述鋁硅鈣合金的化學組成及質量分數為：8.64～8.97％ca,28.37～29.81％si,余量為al和不可避免的雜質。

8、如上所述稀土鎂硅鐵合金的化學組成及質量分數為：6～8％re,7～9％mg,35～44％si,≤1％ti,≤1％al,余量為fe和不可避免的雜質。

9、如上所述硝酸鹽由質量分數50～55％的kno3和45～50％的nano3組成。

10、本發明所得耐磨鋼球的使用方法，其特征在于，將直徑為φ140～170mm多種不同直徑耐磨鋼球，加入到直徑大于10米的大型半自磨機中，用于破碎礦石，其加球方法是：將耐磨鋼球的加入量體積占據半自磨機容積的30％～35％；φ140～170mm多種不同直徑耐磨鋼球的直徑分別為：φ140mm、φ150mm、φ160mm和φ170mm，直徑φ140mm、φ150mm、φ160mm和φ170mm耐磨鋼球的加入量，分別占進入半自磨機內耐磨鋼球總加入量質量分數的12～15％、15～18％、25～28％和40～45％。

11、本發明一種用于大型半自磨機的耐磨鋼球制備技術及其加球使用方法，其特征在于耐磨鋼球采用以報廢汽車外殼、報廢冷軋輥和廢舊碳化硅為主冶煉而成的連鑄鋼坯加工而成。我國是汽車生產和消費大國，僅2024年我國汽車產銷量超過3000萬輛，年報廢汽車超過1000萬輛。以往報廢汽車外殼主要進入鋼廠的煉鋼車間，進入電爐或轉爐內，用于生產鋼水。但是，為了提高汽車外殼耐蝕性，其表面往往通過熱鍍或電鍍方法，在其表面鍍了厚度達數十微米的鋅層。在高溫冶煉過程中，鋅會與鋼中的其他元素發生反應，導致鋼材的機械性能下降，如強度和韌性降低。汽車外殼中鋅的存在，導致汽車外殼作為爐料加入鋼中會嚴重影響最終鋼材產品的質量。這對于需要高強度鋼材的行業，如汽車制造和建筑業，是不可接受的。因此，為了保證鋼鐵產品的質量，廢鋼屑中不能含有鋅成為了一項重要的質量標準。導致報廢汽車外殼無法用于生產高性能鋼材產品，限制了報廢汽車外殼的應用。此外，我國是鋼鐵生產大國，年產粗鋼穩定在10億噸以上，穩居全球第一的位置，已經占到全球鋼總產量的50％以上。軋輥是鋼鐵生產中的重要消耗材料，我國年消耗軋輥近百萬噸，每年報廢冷軋輥10多萬噸，多數報廢冷軋輥用于生產普通鑄鋼件，造成了資源的巨大浪費。本發明將報廢汽車外殼和報廢冷軋輥聯合使用，即可利用報廢汽車外殼中的鐵和少量合金元素，報廢汽車外殼中的鋅在鋼中含量適中，能顯著提升鋼材的硬度，提高耐磨性，還可利用報廢冷軋輥中的鉻、鉬等合金元素提高材料的淬透性和淬硬性，并克服報廢汽車外殼中鋅元素的存在對鋼材性能降低的不利影響。

12、此外，本發明爐料中還含有廢舊碳化硅和鋁硅鈣合金；碳化硅是一種人造材料，碳化硅的分子式為sic，分子量為40.07，質量百分組成相應為70.045％的硅和29.955％的碳。本發明加入廢舊碳化硅，主要是為了補充鋼球中的硅和碳含量。本發明原料主要是報廢汽車外殼、報廢冷軋輥和廢舊碳化硅，不加任何鐵合金，確保了本發明鋼球具有較低的生產成本。但是全部采用廢料冶金而成的鋼水中含有較多的氣體和夾雜物，澆注產品質量差。為此本發明還加入了占爐料總質量分數0.6～0.7％的鋁硅鈣合金，所述鋁硅鈣合金的化學組成及質量分數為：8.64～8.97％ca,28.37～29.81％si,余量為al和不可避免的雜質，具有很好的脫氧、除夾雜物效果。此外，鋁硅鈣合金作為一種新型的冶金材料，能夠去除雜質、改進夾雜物形態，節省冶金材料并降低電耗。它還可以替代鋁線和硅鈣等材料，具有較好的脫氧和凈化鋼液作用，能夠改善鋼水的流動性，防止水口結瘤。

13、本發明的具體工藝步驟如下：先用報廢汽車撕碎機將報廢汽車外殼進行粗碎，然后用廢鋼打包機將粗碎后的報廢汽車外殼打包成尺寸為180～260mm×180～260mm×180～260mm的鋼塊；還使用落錘破碎設備將報廢冷軋輥9cr2mo破碎至10～220mm×10～220mm×10～220mm的冷軋輥9cr2mo碎塊。報廢冷軋輥9cr2mo的化學組成及質量分數為：0.85～0.95％c,1.70～2.10％cr,0.20～0.35％mn,0.20～0.40％mo,0.25～0.45％si,≤0.25％ni,≤0.025％p,≤0.025％s,余量為fe和不可避免的雜質。采用上述鋼塊和冷軋輥9cr2mo碎塊、廢舊碳化硅和鋁硅鈣合金為爐料，使用電爐冶煉鋼水；爐料中鋼塊、冷軋輥9cr2mo碎塊、廢舊碳化硅和鋁硅鈣合金的質量組成分別為：86.0～86.6％，10.0～10.8％，2.5～2.7％，0.6～0.7％，四種爐料的質量分數之和為100％。為了提高鋼水冶煉效率，先將質量分數為86.0～86.6％的鋼塊和質量分數為10.0～10.8％的冷軋輥9cr2mo碎塊在電爐內混合加熱熔化。碳化硅的熔點高達2700℃，直接加入電爐內熔化困難，且易發生氧化和燒損。

14、本發明當鋼塊和冷軋輥9cr2mo碎塊全部熔化后，再加入質量分數為2.5～2.7％的廢舊碳化硅，將廢舊碳化硅全部浸入爐內鋼水中，可以加速廢舊碳化硅的熔解和熔化，提高冶煉效率。廢舊碳化硅全部熔化后，升溫至1633～1648℃，加入質量分數0.6～0.7％的鋁硅鈣合金，保溫8～10分鐘后，將爐內鋼水出爐到鋼包。鋁硅鈣合金的加入，可以對鋼水進入很好的脫氧和除渣效果。鋼包底部預先加入了顆粒尺寸5～10mm的稀土鎂硅鐵合金和納米tic；納米tic置于稀土鎂硅鐵合金上面，稀土鎂硅鐵合金和納米tic加入量，分別占進入鋼包內鋼水質量分數的0.50～0.65％和0.12～0.13％。加入0.12～0.13％的納米tic，主要是用于促進鋼水的凝固，細化凝固組織，特別是細化鋼水中殘存的zno，可以顯著提升隨后澆注的鋼坯力學性能。但是，納米tic密度小，且易團聚，為了實現納米tic在鋼水中的均勻分布，本發明將納米tic置于稀土鎂硅鐵合金上面，而稀土鎂硅鐵合金中的鎂元素沸點低，在高溫鋼水作業下迅速氣化，促進鋼包內鋼水劇烈翻騰，有利于納米tic在鋼水中實現均勻分布。此外，稀土鎂硅鐵合金中的鎂和稀土元素，具有優異的脫硫、脫氧效果，促進鑄鋼凝固組織的進一步細化和凈化，提升隨后澆注的鋼坯力學性能。

15、本發明鋼水經扒渣、靜置后，當溫度降至1516～1528℃，將鋼水在方坯連鑄機上，直接澆注成截面為180mm×180mm的方坯，結晶器的出口方坯連續拉出的拉速為0.70～0.85米/分鐘。隨后將方坯在軋機上直接軋制成直徑φ90～110mm的圓形鋼棒，實現了鑄造和軋制一體化，具有節能和高效生產的優勢。本發明將直徑φ90～110mm的圓形鋼棒的長度切割成6～8m，然后將長度為6～8m的圓形鋼棒置于加熱爐中進行加熱，待圓形鋼棒均勻加熱至1250～1280℃并保溫80～100分鐘后，實現完全奧氏體化，具有優良的高溫塑性，可以用于隨后的鍛造加工。本發明將圓形鋼棒通過具有保溫裝置的鋼棒輸送裝置，輸送至連續切斷機進行切斷，得到長度225～275mm的鋼段；然后將鋼段鍛造成直徑φ140～170mm的不同鋼球，終鍛溫度控制在980～1050℃。終鍛溫度不能太低，否則鋼球心部易出現低硬度的珠光體組織，會降低鋼球耐磨性。

16、本發明鍛造后的鋼球空冷至其表面溫度為835～870℃時，將其放入溫度為25～38℃的水池中冷卻60～80秒；水池中水和鋼球的質量比大于10:1。對鋼球表面進行快速冷卻，可以帶走鋼球內部的熱量，有利于隨后等溫淬火時，獲得性能優異的下貝氏體。本發明將水冷后的鋼球直接在溫度為265～300℃的硝酸鹽熔液中進行等溫淬火，所述硝酸鹽由質量分數50～55％的kno3和45～50％的nano3組成，等溫時間為2.0～2.5小時；等溫淬火池中，硝酸鹽熔液和鋼球的質量比大于8:1；隨后空冷即可獲得耐磨鋼球。本發明鋼球中含有較多的硅和碳元素，奧氏體化溫度過低，高溫奧氏體中溶解的碳和合金元素較少，高溫奧氏體穩定性差，等溫淬火組織中易出現珠光體和鐵素體組織，降低鋼球的強度、韌性和耐磨性。奧氏體化溫度過高，高溫奧氏體中溶解的碳和合金元素過多，高溫奧氏體穩定性高，等溫淬火組織中易出現大量奧氏體，而且奧氏體化溫度過高，還使鋼球的組織顯著粗化，降低鋼球的強度、韌性和耐磨性。因此本發明鋼球空冷至其表面溫度為835～870℃(奧氏體化溫度)時，將其放入溫度為25～38℃的水池中冷卻60～80秒；水池中水和鋼球的質量比大于10:1；然后將水冷后的鋼球直接在溫度為265～300℃的硝酸鹽熔液中進行等溫淬火。此外，等溫淬火溫度對鋼球組織和性能影響明顯。在不同等溫淬火處理條件下得到的顯微組織均為典型的無碳化物奧-貝組織。當等溫淬火溫度較低時，貝氏體鐵素體板條較為細小，取向十分雜亂。隨著等溫淬火溫度的提高，貝氏體鐵素體板條加寬，其間的富碳殘余奧氏體薄膜加厚。這是因為等溫淬火溫度較高時，貝氏體鐵素體轉變的孕育期縮短，碳原子的擴散能力增強，貝氏體鐵素體的生長速度加快，富碳的穩定奧氏體量也增加。同時貝氏體鐵素體板條的取向也逐漸變得一致，在一個原奧氏體晶粒內部生成不同取向的相互成一定交角的貝氏體鐵素體板條束。當轉變溫度高于350℃時，組織發生明顯變化，貝氏體鐵素體變得粗大而且出現分枝，奧氏體薄膜加厚。本發明等溫淬火溫度控制在265～300℃，等溫時間為2.0～2.5小時。等溫淬火池中，硝酸鹽熔液和鋼球的質量比大于8:1，隨后空冷即可獲得高強韌性、高硬度和優異耐磨性的耐磨鋼球

17、將本發明耐磨鋼球加入直徑大于10米的大型半自磨機中，用于破碎礦石，其加球方法是：將耐磨鋼球的加入量占據半自磨機容積的30％～35％。在半自磨機的運行過程中，確定鋼球的適宜添加比例至關重要，本發明將耐磨鋼球的加入量占據半自磨機容積的30％～35％，30％～35％的比例是基于確保鋼球能有效覆蓋磨機底部，實現高效的研磨效果，并防止因鋼球過多而導致的設備磨損或效率降低。本發明直徑φ140mm、φ150mm、φ160mm和φ170mm耐磨鋼球加入量，分別占進入半自磨機內耐磨鋼球總加入質量分數的12～15％、15～18％、25～28％和40～45％。本發明通過合理確定并調整半自磨機中鋼球的添加比例，確保研磨效率高，還可延長設備壽命。

18、本發明與現有技術相比，具有以下優點：

19、(1)本發明耐磨鋼球采用報廢汽車外殼、報廢冷軋輥和廢舊碳化硅為主要爐料冶煉而成的連鑄鋼坯加工而成，不加硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵、鎳、銅等合金原料，具有較低的生產成本，且實現了廢料的高效利用。

20、(2)本發明耐磨鋼球鍛造后采用余熱水冷短時淬火+等溫淬火復合工藝，制備出直徑140mm-170mm鋼球，具有優異淬透性，表面硬度≥61hrc，心部硬度≥58hrc，沖擊韌性≥45j/cm2，抗拉強度≥1400mpa，單球落球次數＞8000次，鋼球顯微組織細小，分布均勻，抗沖擊破碎性能優良，沖擊疲勞壽命高。

21、(3)本發明耐磨鋼球實現了連鑄連軋，生產效率高，鋼球鍛造合格率高，大于99.5％，容易實現高效生產。

22、(4)本發明耐磨鋼球獲得了下貝氏體+體積分數8～12％殘留奧氏體的復相組織，具有優異的加工硬化效果，在直徑10米以上大型半自磨機上使用，鋼球表面硬度提升3-5hrc，達到64hrc以上，不發生開裂、剝落和失圓現象，能滿足礦山的使用要求，提高半自磨機的磨礦效率，能顯著提高大直徑鍛造磨球產品的競爭力和市場占有率及經濟效益。