一種新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬材料加工設(shè)備領(lǐng)域，提供了一種新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐，以耐熱、抗氧化、耐腐蝕的不銹鋼作為材質(zhì)、離心澆鑄成型、外表面被覆耐火材料保護(hù)層的退火罐，可作為冷拔鐵絲、熱拔鋼絲、鋼帶退火工藝用的專(zhuān)用設(shè)備，還可用于其他需同時(shí)耐受高溫、氧化、燃?xì)飧g，特別是長(zhǎng)期處于升溫、降溫循環(huán)往復(fù)的熱震蕩且同時(shí)承受氧化侵蝕工況環(huán)境的特殊領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵絲、鋼絲及鋼帶是重要的金屬制品，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的生產(chǎn)和建設(shè)，在其生產(chǎn)工藝中退火是不可或缺的重要工序。退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻，目的是去除冷拔鐵絲、熱拔鋼絲、乳制鋼帶的殘余應(yīng)力，減少變形與裂紋傾向，降低金屬硬度和脆性，改善其塑性和韌性。鐵絲、鋼絲及鋼帶生產(chǎn)企業(yè)中大部分的退火采用井式退火爐，承裝退火工件為可移動(dòng)式退火罐。其工作流程為裝料一一封罐一一加溫保溫緩冷出料，一個(gè)流程約40天，最尚工作溫度850?900°C。
[0003]移動(dòng)式退火罐罐體一般為Φ 1000mm，高2000-2500mm，采用18?20mm厚的#25碳鋼板卷制對(duì)接后里外堆焊，罐底采用同質(zhì)鋼板與筒體堆焊連接。罐體外表面進(jìn)行浸滲鋁處理形成氧化鋁薄膜以提高其抗氧化能力。退火罐的工作溫度在850—900°C的高溫區(qū)域，將鐵絲放置入罐內(nèi)后反復(fù)加熱冷卻，退火罐在一代罐役中需反復(fù)承受加熱、保溫、緩冷至常溫循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，因而退火罐的材質(zhì)要求具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能，以及足夠高的高溫強(qiáng)度和綜合機(jī)械性能。長(zhǎng)期以來(lái)，原始的以碳鋼板圈好、對(duì)接縫焊接、滲鋁形成的退火罐，因抗氧化、抗腐蝕能力差，導(dǎo)致退火罐在升溫、降溫、升溫、降溫循環(huán)往復(fù)的高溫狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間工作中，過(guò)早的氧化、剝皮、脫皮、焊縫開(kāi)裂，罐體承受重量較大，在吊裝移動(dòng)過(guò)程中罐體容易變形等問(wèn)題。
[0004]其破損失效的主要形式為:1)表面氧化鋁薄膜破損，基體碳鋼受到爐內(nèi)煙氣的氧化侵蝕，產(chǎn)生點(diǎn)蝕甚至剝蝕，蝕穿罐體后使得罐內(nèi)的退火工件受氧化報(bào)廢，導(dǎo)致退火罐及其內(nèi)部工件使用壽命不超過(guò)一年，而使用一段時(shí)間后，表層氧化嚴(yán)重，作為廢品鐵進(jìn)行處理也是不受歡迎的；2)罐體受氧化后蝕損使得堆焊的焊體與罐體的結(jié)合破壞，罐體漏氣失效；
3)罐體采用的普通碳鋼抗熱振性能較差，耐熱疲勞性能不足，使用中容易產(chǎn)生變形而失效。最終不僅使產(chǎn)品使用壽命短，安全系數(shù)低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下，極大的影響了用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決目前移動(dòng)式退火罐使用中反復(fù)承受加熱、保溫、緩冷至常溫循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，容易出現(xiàn)破損失效的問(wèn)題，提供了一種新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐。
[0006]本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法，包括如下步驟:
A、罐體采用離心澆鑄，廢舊不銹鋼作基料，加入耐高溫耐腐蝕合金，通過(guò)中頻感應(yīng)爐，1600°C熔煉、精煉，鋼水檢測(cè)達(dá)標(biāo)后，開(kāi)啟離心機(jī)，轉(zhuǎn)速達(dá)到350—400轉(zhuǎn)時(shí)，均勻投入30-40目的石英砂，再將轉(zhuǎn)速提升到500轉(zhuǎn)，澆入鋼水，冷卻到暗紅色，從管模中拖出，退火處理消除鑄造硬力；B、鋼水在管模內(nèi)，通過(guò)離心力的作用和石英砂在高溫下滲透融合，形成石英砂滲透融合層；C、未融合滲透的石英砂顆粒則牢固粘附于滲透融合層表面，形成石英砂層；D、將設(shè)有石英砂滲透融合層和石英砂層的罐體與罐底焊接。
[0007]所制備的罐體控制壁厚為16-20mm。所述石英砂滲透融合層厚2mm，石英砂層厚3_4mm0
[0008]利用上述一種新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法制備的新型耐熱不銹鋼退火罐，包括焊接為一體的罐底和罐體，所述罐體為16-20mm厚的大口徑無(wú)縫不銹鋼鋼管，罐體外表面覆有石英砂滲透融合層。
[0009]所述罐體為合金鋼材，其組分及重量百分比為:鎳3-4%，鉻13%，硅1-2%，錳 1-1.5%，銅 0.4-0.6%，鋁 0.01-0.03%，鉬 0.1-0.2%，鈮 0.01-0.03%，氮 0.1-0.3%，碳0.25-0.3%，其余為鐵元素。
[0010]筒體整體澆鑄成型，沒(méi)有軸向焊縫，罐體與罐底焊接處理；罐體外表面被覆以石英砂質(zhì)耐火材料保護(hù)層，罐體表面的鋼水和石英砂在高溫下滲透融合，形成滲透融合層，未融合滲透的石英砂顆粒則在鋼水浸潤(rùn)、熱吸附、澆鑄離心力與鋼模限制間產(chǎn)生的壓力的綜合作用下牢固粘附于滲透融合層表面形成致密的粘附層，兩層間沒(méi)有明顯的界面。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、采用耐熱、抗氧化、耐腐蝕的不銹鋼作為材質(zhì)，其高溫環(huán)境下抗熱振性、耐熱疲勞性能、抗氧化和耐腐蝕能力、抗磨能力遠(yuǎn)優(yōu)于采用#25碳鋼的普通退火罐，且高溫環(huán)境下焊縫不開(kāi)裂，機(jī)械性能好，罐體不變形；
2、筒體為整體澆鑄成型，沒(méi)有軸向焊縫，罐體外表面焊縫量減少42.4%，從而大大減少因焊縫蝕損造成的失效報(bào)廢；
3、罐體外表面被覆耐火材料保護(hù)層，具有良好的抗熱沖擊、耐高溫、抗氧化和耐腐蝕性會(huì)K ;
4、因罐體材料的耐高溫、抗氧化性能遠(yuǎn)優(yōu)于普通碳鋼，罐內(nèi)表面不會(huì)因氧化和高溫造成缺陷；
5、使用維護(hù)方便，終身免大修；耐熱鋼退火罐因其特殊的合金材質(zhì)可做到終身免大修。耐熱鋼退火罐屬鑄鋼，其合金組織有較好的焊接性能，對(duì)于鑄造氣孔、砂眼、內(nèi)應(yīng)力引起的局部裂紋都可以用不銹鋼焊條進(jìn)行補(bǔ)焊，不會(huì)影響退火罐的整體壽命；
6、罐體密封性能好，產(chǎn)品退火質(zhì)量高。耐熱鋼退火罐熱強(qiáng)度高，在高溫加熱時(shí)，密封蓋及罐體不會(huì)因受熱不均而發(fā)生巨局部變形，引起空氣進(jìn)入容器內(nèi)，使退火產(chǎn)品發(fā)生氧化、脫皮，造成產(chǎn)品質(zhì)量事故。故使用耐熱鋼退火罐可有效地提高金屬絲、冷乳帶鋼表面的光澤度和內(nèi)在品質(zhì)。
[0012]7、通過(guò)石英砂層和石英砂滲透融合層的作用，使罐體的抗氧化防腐蝕能力大大加強(qiáng)，在高溫，退火反復(fù)使用的情況下，可以使用2年以上，其使用壽命為常規(guī)退火罐的3?5倍，未見(jiàn)損壞，氧化程度很輕，即使使用壽命到期，還可以回收再利用；使用該退火罐可大大降低生產(chǎn)成本，年使用成本比普通罐的使用成本下降30— 50%，提高生產(chǎn)效率；
8、保護(hù)層為石英砂，報(bào)廢后其殘余保護(hù)層不會(huì)對(duì)其回收利用產(chǎn)生大的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本申請(qǐng)所述新型耐熱不銹鋼退火罐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A部放大圖。
[0014]圖中:1_罐體；2-罐底；3_石英砂滲透融合層；4_石英砂層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:一種新型耐熱不銹鋼退火罐，包括焊接為一體的罐底2和罐體I，所述罐體I為18_厚的大口徑無(wú)縫不銹鋼鋼管，罐體I外表面設(shè)有石英砂滲透融合層3和石英砂層4o
[0016]所述罐體I為合金鋼材，其組分及重量百分比為:鎳3%，鉻10%，硅1%，錳1%，銅0.6%，鋁 0.01%，鉬 0.1%，鈮 0.03%，氮 0.1%，碳 0.25%，其余為鐵元素。
[0017]所述新型耐熱不銹鋼退火罐的加工方法為:A、罐體采用離心澆鑄而成，利用廢舊不銹鋼作為基料，加入耐高溫耐腐蝕合金，通過(guò)中頻感應(yīng)爐，1600的高溫下熔煉、精煉，鋼水檢測(cè)達(dá)標(biāo)后開(kāi)啟離心機(jī)，轉(zhuǎn)速達(dá)到350轉(zhuǎn)時(shí)，均勻投入30目的石英砂，再將轉(zhuǎn)速提升到500轉(zhuǎn)，澆入鋼水，冷卻到暗紅色，從管模中拖出，再經(jīng)退火處理消除鑄造硬力，控制壁厚為18_。B、鋼水在管模內(nèi)，通過(guò)離心力的作用和石英砂在高溫下滲透融合，形成石英砂滲透融合層。C、未融合滲透的石英砂顆粒則牢固粘附于滲透融合層表面，形成石英砂層；D、將設(shè)有石英砂滲透融合層和石英砂層的罐體與罐底焊接。所述石英砂滲透融合層厚2_，石英砂層厚 3mm。
[0018]筒體整體澆鑄成型，沒(méi)有