專利名稱：0Cr17Ni4Cu4Nb電渣錠熱送開坯的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)馬氏體沉淀硬化型不銹鋼錠的熱送開坯工藝方法，尤其是指馬氏體沉淀硬化型不銹鋼電渣錠的熱送開坯工藝方法。
背景技術(shù)：
鋼錠熱送一般指澆鑄鋼錠的熱送，可分為高溫?zé)崴?熱送溫度通常為AC3或ACm以上)，低溫?zé)崴?熱送溫度通常為AC1以下)，鋼錠熱送能大大節(jié)約能源，降低制造成本，故在鋼鐵生產(chǎn)廠家中廣泛地被應(yīng)用。電渣錠(也稱之為電渣重熔錠)由于其生產(chǎn)方式的特殊性很少采用熱送。
不銹鋼可分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼五大鋼類；馬氏體沉淀硬化不銹鋼是一種常見的沉淀硬化不銹鋼，它是在馬氏體基體上析出細(xì)小、彌散的第二相，使材料達(dá)到高強(qiáng)度、高硬度，有許多這類的鋼種可以在軟化或退火狀態(tài)下進(jìn)行成型加工。
0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)是1946年美國(guó)開發(fā)的馬氏體沉淀硬化型不銹鋼，具有相變硬化和時(shí)效硬化的特點(diǎn)，主要用于制造316℃以下工作的高強(qiáng)耐蝕部件，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，常用于大功率汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)備所需的葉片用鋼。由于0Cr17Ni4Cu4Nb鋼在冷卻過程中承受多種應(yīng)力(主要是熱應(yīng)力、馬氏體相變應(yīng)力、時(shí)效應(yīng)力)作用，規(guī)格越大承受的應(yīng)力作用越大，越易開裂，故生產(chǎn)過程中，鋼錠、鋼坯、鋼材都必須進(jìn)行退火處理。
目前，用于葉片用鋼的馬氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)，生產(chǎn)方式采用原材料準(zhǔn)備→電弧爐+氬氧爐冶煉，澆注電極棒→電渣重熔爐熔煉成電渣錠→熱裝退火，電渣錠退火后緩冷(冷卻速度≤50℃/h)，電渣錠溫度≤100℃出退火爐→電渣錠冷送至熱加工開坯車間的加熱爐升溫、均熱→熱加工開坯→退火→熱加工成材→退火→表面磨光至成品規(guī)格→檢測(cè)→入庫。在傳統(tǒng)的“電渣錠—熱裝退火—冷送—加熱爐升溫、均熱—熱加工開坯”生產(chǎn)工藝中，一方面，熱裝退火的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3天(電渣錠必須緩冷至≤100℃，才能出退火爐，若電渣錠≤300℃出退火爐，由于0Cr17Ni4Cu4Nb鋼中存在的組織應(yīng)力、相變應(yīng)力、熱應(yīng)力等多種應(yīng)力的作用，易造成0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的開裂、報(bào)廢，而生產(chǎn)實(shí)踐中，在300℃～100℃的溫度時(shí)，電渣錠降溫速度很慢，需要1天)，嚴(yán)重影響了退火爐的生產(chǎn)能力；另一方面，送至熱加工開坯車間加熱爐的0Cr17Ni4Cu4Nb電渣冷錠，也加重了加熱爐的升溫、均熱負(fù)擔(dān)(能耗增加，時(shí)間增加)，造成0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開發(fā)一種0Cr17Ni4Cu4Nb電渣錠熱送開坯的工藝方法，用“電渣錠熱送開坯”來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“電渣錠熱裝退火后冷送開坯”，解決了0Cr17Ni4Cu4Nb鋼的生產(chǎn)周期長(zhǎng)，鋼錠易開裂的問題，大大降低了冶金制造的生產(chǎn)成本，滿足用戶要求和市場(chǎng)需要。
本發(fā)明提供的0Cr17Ni4Cu4Nb電渣錠熱送開坯的工藝方法，其特征是采用“電渣錠重熔”+“退火爐均溫處理”+“電渣錠低溫?zé)崴汀钡娜椒崴凸に?，滿足電渣錠以≥300℃的溫度(由于鋼錠導(dǎo)熱性較差，若溫度降至300℃以下再裝爐，易出現(xiàn)炸裂現(xiàn)象)進(jìn)加熱爐的熱送要求(1)電渣錠重熔電渣錠熔煉一半時(shí)，減少結(jié)晶器底水箱的冷卻水流量，水流量是正常冷卻水流量的40％～65％，以減少電渣錠頭部、尾部的溫度差(為保證電渣錠的結(jié)晶凝固和結(jié)晶器的使用壽命，結(jié)晶器必須采用水冷保護(hù)。由于電渣重熔是一個(gè)局部熔化、精煉、凝固的過程，若電渣錠重熔過程中，冷卻水流量始終維持初始狀態(tài)的正常冷卻水流量，則電渣錠尾部溫度可能低于300℃，影響電渣錠質(zhì)量)；重熔結(jié)束后50～70分鐘，進(jìn)行電渣錠脫模，電渣錠脫模后15分鐘內(nèi)進(jìn)退火爐，確保電渣錠尾部的溫度≥300℃；(2)退火爐均溫處理鋼錠的入爐溫度≥300℃；退火爐的保溫溫度T退火＝650℃～690℃，退火爐的保溫時(shí)間＝4～4.5h；電渣錠出爐溫度為650～690℃；(3)電渣錠低溫?zé)崴筒捎贸Ｒ?guī)保溫車熱送電渣錠，電渣錠待裝車時(shí)間控制在30分鐘之內(nèi)，卸車時(shí)間控制在30分鐘之內(nèi)，使熱送全過程的電渣錠溫降(溫度損失)控制在350℃之內(nèi)，確保鋼錠進(jìn)加熱爐溫度≥300℃；熱加工開坯車間加熱爐的待料溫度(起始溫度)T≤AC1＝600℃～670℃，(0Cr17Ni4Cu4Nb鋼錠的導(dǎo)熱性較差，故待料溫度應(yīng)控制在AC1下的較高溫度，這樣即可保證質(zhì)量，又可降低生產(chǎn)成本)。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)1.生產(chǎn)周期大大縮短；2.冶金制造成本大大降低；3.金屬成坯率大大提高；4.鋼錠報(bào)廢率大大降低。


圖1是電渣錠退火爐保溫工藝圖具體實(shí)施方案
某鋼鐵公司實(shí)施本發(fā)明專利，采用“電渣錠重熔”+“退火爐均溫處理”+“電渣錠低溫?zé)崴汀钡娜椒崴凸に嚕瑵M足0Cr17Ni4Cu4Nb電渣錠(錠重2噸)以≥300℃的溫度進(jìn)加熱爐的熱送要求(1)電渣錠重熔電渣錠熔煉一半時(shí)，減少結(jié)晶器底水箱的冷卻水流量，水流量是正常冷卻水流量的55％，以減少電渣錠頭部、尾部的溫度差，確保電渣錠尾部的溫度≥300℃；重熔結(jié)束后60分鐘時(shí)，進(jìn)行電渣錠脫模，電渣錠脫模后10分鐘內(nèi)進(jìn)退火爐；(2)退火爐均溫處理鋼錠的入爐溫度＝1000℃～350℃≥300℃(電渣錠頭部溫度≤1000℃、尾部溫度≥350℃)；退火爐的保溫溫度為650℃～690℃＝680℃，退火爐的保溫時(shí)間是4小時(shí)；電渣錠出爐溫度為650℃～690℃＝670℃；(3)電渣錠低溫?zé)崴筒捎帽剀嚐崴碗娫V，電渣錠待裝車時(shí)間是27分鐘，卸車時(shí)間是22分鐘；電渣錠裝入熱送車溫度為460℃～500℃，出熱送車溫度為420℃～470℃，入加熱爐溫度為400℃~450℃；熱加工開坯車間加熱爐的待料溫度T＝600℃～670℃＝650℃。實(shí)施本發(fā)明專利對(duì)0Cr17NI4Cu4Nb電渣錠進(jìn)行熱送開坯，具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短、冶金制造成本低、成坯率高的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的“電渣錠熱裝退火后冷送開坯”生產(chǎn)工藝相比，退火爐保溫時(shí)間從原來的72小時(shí)降低至4小時(shí)，熱加工車間加熱爐對(duì)電渣錠升溫、保溫時(shí)間從原來的16小時(shí)降低至11小時(shí)，不僅大大減輕了退火爐的生產(chǎn)負(fù)擔(dān)，還縮短生產(chǎn)周期4天以上，且鋼錠報(bào)廢率從2％降低至0.5％，金屬成坯率從80％提高至83％以上。由熱送開坯生產(chǎn)的0Cr17Ni4Cu4Nb大棒材(φ110~φ180mm)，其內(nèi)材質(zhì)量均滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T8732-1988的有關(guān)規(guī)定，表面質(zhì)量穩(wěn)定，符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，成品合格率達(dá)99％，適應(yīng)用戶要求和市場(chǎng)發(fā)展的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求
1.OCr17Ni4Cu4Nb電渣錠熱送開坯的工藝方法，其特征是采用“電渣錠重熔”+“退火爐均溫處理”+“電渣錠低溫?zé)崴汀钡娜椒崴凸に?，滿足電渣錠以≥300℃的溫度進(jìn)加熱爐的熱送要求(1)電渣錠重熔電渣錠熔煉一半時(shí)，減少結(jié)晶器底水箱的冷卻水流量，水流量是正常冷卻水流量的40％～65％；重熔結(jié)束后50～70分鐘，進(jìn)行電渣錠脫模，電渣錠脫模后15分鐘內(nèi)進(jìn)退火爐；(2)退火爐均溫處理鋼錠的入爐溫度≥300℃；退火爐的保溫溫度為650℃～690℃，退火爐的保溫時(shí)間4～4.5h；電渣錠出爐溫度為650～690℃；(3)電渣錠低溫?zé)崴筒捎贸Ｒ?guī)保溫車熱送電渣錠，電渣錠待裝車時(shí)間控制在30分鐘之內(nèi)，卸車時(shí)間控制在30分鐘之內(nèi)；熱加工開坯車間加熱爐的待料溫度≤AC1＝600℃～670℃。
全文摘要
0Cr17 Ni4Cu4Nb電渣錠熱送開坯的工藝方法，其特征是采用“電渣錠重熔”+“退火爐均溫處理”+“電渣錠低溫?zé)崴汀钡娜椒崴凸に?1)電渣錠熔煉一半時(shí)，結(jié)晶器冷卻水流量是正常流量的50％；重熔結(jié)束后60分鐘電渣錠脫模，脫模后15分鐘內(nèi)進(jìn)退火爐；(2)鋼錠入爐溫度≥300℃；退火爐的保溫溫度680℃，時(shí)間4h；鋼錠出爐溫度670℃；(3)常規(guī)保溫車熱送電渣錠，待裝車時(shí)間≤30分鐘，卸車時(shí)間≤30分鐘；熱加工車間加熱爐的待料溫度650℃。實(shí)施本發(fā)明，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、冶金成本低的特點(diǎn)，與“冷送開坯”工藝相比，退火爐保溫時(shí)間減少68小時(shí)，且表面質(zhì)量穩(wěn)定，鋼錠報(bào)廢率降低1％以上，成坯率提高3％。生產(chǎn)的0Cr17Ni4Cu4Nb成品，質(zhì)量滿足GB/T8732－1988標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)B21B1/00GK1584067SQ20041002510
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者方靜賢, 李家驤, 陳新建, 董英豪, 顧新根, 徐惠松, 金鑫 申請(qǐng)人:寶鋼集團(tuán)上海五鋼有限公司