CN104195307B

CN104195307B - 一种发电机护环的径向环形轧制方法

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Publication number: CN104195307B
Application number: CN201410380357.7A
Authority: CN
Inventors: 李长生; 陈礼清; 宋艳磊; 王治国; 刘英伟; 孙吉明
Original assignee: XUZHOU SHENGHAI MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY Co Ltd; Northeastern University China
Current assignee: XUZHOU SHENGHAI MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY Co Ltd; Northeastern University China
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2034-08-05
Also published as: CN104195307A

Abstract

一种发电机护环的径向环形轧制方法，属于轧钢技术领域，按以下步骤进行：（1）制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯；（2）加热：将环坯置于加热炉中加热至1200~1300℃，保温2~3h；（3）轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100~1200℃，终轧温度850~1050℃，环形轧机的每转进给量1~40mm，轧制时间30~120s；获得的环件的外径500~3000mm，高度160~4000mm；（4）固溶处理：将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为0.5~2.5h，水淬至常温。本发明综合考虑有益效果是：该方法可代替繁琐的传统护环生产工艺，提高了生产效率，保证了护环的尺寸精度及组织性能要求；产品的金相组织为奥氏体，综合性能优良，满足发电机护环的技术指标要求。

Description

一种发电机护环的径向环形轧制方法

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种发电机护环的径向环形轧制方法。

背景技术

发电机护环是汽轮发电机转子的重要部件，是发电机组承受应力最高的部件。由于发电机护环工作环境特殊，因此要求具有较高的强度、塑性和良好的磁导率、热膨胀率等重要技术指标。传统的发电机护环通常采用电渣重熔锭─轻拔长─下料─镦粗─自由冲孔─芯棒拔长─芯棒扩孔等多个锻造步骤，加热火次较多，制造工艺流程冗长，而且护环锻件的表面纹理严重，晶粒粗大且不均匀，生产效率较低。为此，开发一种生产效率高，且表面质量好、晶粒组织均匀的发电机护环制造方法显得额外重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电机护环的径向环形轧制方法，根据护环钢的特性及环件轧制工艺的特点，采用合理的毛坯尺寸，轧制规程及热处理制度，获得性能优良、晶粒组织细小均匀、尺寸精度高的发电机护环。

本发明的发电机护环的径向环形轧制方法按以下步骤进行：

1、制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.03~0.1%，Si0.3~0.6%，Mn18~20%，Cr18~21%，P≤0.014%，S≤0.003%，V0.2~0.3%，N0.35~0.9%、余量为Fe；壁厚在100~500mm，轴向宽度在300~1500mm，外径在300~1500mm；

2、加热：将环坯置于加热炉中加热至1200~1300℃，保温2~3h；

3、轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100~1200℃，终轧温度850~1050℃，环形轧机的每转进给量1~40mm，轧制时间30~120s；获得的环件的外径500~3000mm，高度160~4000mm；

4、固溶处理：将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为0.5~2.5h，水淬至常温。

上述方法获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为25~55μm。

上述方法获得的发电机护环的室温屈服强度520~580MPa、抗拉强度915~1025MPa、伸长率55~65％、冲击功102~110J。

上述方法获得的发电机护环的相对磁导率≤1.02。

上述方法中，轧制成环件时，环形轧机的径向轧制力4000~8000kN，环形轧机的驱动辊半径在1000~1600mm，芯辊半径在100~400mm。

本发明综合考虑有益效果是：该方法可代替繁琐的传统护环生产工艺，提高了生产效率，保证了护环的尺寸精度及组织性能要求；产品的金相组织为奥氏体，综合性能优良，满足发电机护环的技术指标要求。

附图说明

图1为本发明实施例1中的发电机护环的金相显微组织图；

图2为本发明实施例2中的发电机护环的金相显微组织图。

具体实施方式

本发明实施例中采用的环形轧机的型号为D52，主电机功率500~1500KW，工作台面500~3000mm。

本发明实施例中显微组织是采用LeicaDMIRM型光学显微镜进行观察。

本发明实施例中按照GB/T228-2002制成矩形截面标准拉伸试样，在CMT5105-SANS微机控制电子万能实验机上进行室温力学性能测试。

本发明实施例中相对磁导率是采用LakeShore的7400系列振动样品磁强计进行测量。

实施例1

采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.06%，Si0.303%，Mn18.32%，Cr20.11%，P0.014%，S0.003%，V0.245%，N0.5%、余量为Fe；壁厚h₀180mm，轴向宽度b748mm，外径d₁996mm；

将环坯置于加热炉中加热至1200℃，保温2h；

采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1150℃，终轧温度1050℃，环形轧机的每转进给量1.51mm，轧制时间60s；获得的环件的外径1270mm，内径910mm，高度748mm；环形轧机的径向轧制力4700kN，环形轧机的驱动辊半径R₁1100mm，芯辊半径R₂220mm；环形轧机的主电机功率1000KW；

将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为1.5h水淬至常温；获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，如图1所示，平均晶粒尺寸为35μm，室温屈服强度545MPa、抗拉强度935MPa、伸长率60％、冲击功108J，相对磁导率1.018。

实施例2

采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.08%，Si0.343%，Mn18.06%，Cr19.11%，P0.013%，S0.003%，V0.25%，N0.7%、余量为Fe；壁厚h₀328mm，轴向宽度b1041mm，外径d₁1029.6mm；

将环坯置于加热炉中加热至1200℃，保温2.5h；

采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1180℃，终轧温度1050℃，环形轧机的每转进给量2mm，轧制时间63s；获得的环件的外径1339mm，内径934mm，高度1041mm；环形轧机的径向轧制力7400kN，环形轧机的驱动辊半径R₁1110mm，芯辊半径R₂185mm；环形轧机的主电机功率1200KW；

将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为2h；

将固溶处理后的环件水淬至常温，获得发电机护环，金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，如图2所示，平均晶粒尺寸为45μm，室温屈服强度540MPa、抗拉强度930MPa、伸长率58％、冲击功106J，相对磁导率1.015。

实施例3

采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.03%，Si0.4%，Mn18.9%，Cr18%，P0.012%，S0.002%，V0.2%，N0.35%、余量为Fe；壁厚h₀100mm，轴向宽度b300mm，外径d₁300mm；

将环坯置于加热炉中加热至1250℃，保温3h；

采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100℃，终轧温度850℃，环形轧机的每转进给量1mm，轧制时间120s；获得的环件的外径500mm，内径155mm，高度300mm；环形轧机的径向轧制力4000kN，环形轧机的驱动辊半径R₁1200mm，芯辊半径R₂200mm；环形轧机的主电机功率500KW；

将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为0.5h，水淬至常温；

获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为25μm，室温屈服强度570MPa、抗拉强度1025MPa、伸长率65％、冲击功110J，相对磁导率1.019。

实施例4

采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.05%，Si0.5%，Mn19.4%，Cr19%，P0.013%，S0.002%，V0.25%，N0.9%、余量为Fe；壁厚h₀300mm，轴向宽度b900mm，外径d₁900mm；

将环坯置于加热炉中加热至1300℃，保温2h；

采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1200℃，终轧温度900℃，环形轧机的每转进给量20mm，轧制时间40s；获得的环件的外径1800mm，内径365mm，高度2000mm；环形轧机的径向轧制力6500kN，环形轧机的驱动辊半径R₁1400mm，芯辊半径R₂300mm；环形轧机的主电机功率800KW；

将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为1h，水淬至常温；

获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为30μm，室温屈服强度560MPa、抗拉强度985MPa、伸长率56％、冲击功102J，相对磁导率1.02。

实施例5

采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.1%，Si0.6%，Mn20%，Cr21%，P0.014%，S0.002%，V0.3%，N0.6%、余量为Fe；壁厚h₀500mm，轴向宽度b1500mm，外径d₁1500mm；

将环坯置于加热炉中加热至1300℃，保温3h；

采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1200℃，终轧温度1000℃，环形轧机的每转进给量40mm，轧制时间30s；获得的环件的外径3000mm，内径458mm，高度4000mm；环形轧机的径向轧制力8000kN，环形轧机的驱动辊半径R₁1600mm，芯辊半径R₂400mm；环形轧机的主电机功率1500KW；

将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为2.5h，水淬至常温；

获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为55μm，室温屈服强度530MPa、抗拉强度915MPa、伸长率56％、冲击功105J，相对磁导率1.017。

Claims

1.一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯，其成分按重量百分比含C0.03~0.1%，Si0.3~0.6%，Mn18~20%，Cr18~21%，P≤0.014%，S≤0.003%，V0.2~0.3%，N0.35~0.9%、余量为Fe；壁厚在100~500mm，轴向宽度在300~1500mm，外径在300~1500mm；

（2）加热：将环坯置于加热炉中加热至1200~1300℃，保温2~3h；

（3）轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100~1200℃，终轧温度850~1050℃，环形轧机的每转进给量1~40mm，轧制时间30~120s；获得的环件的外径500~3000mm，高度160~4000mm；轧制成环件时，环形轧机的径向轧制力4000~8000kN，环形轧机的驱动辊半径在1000~1600mm，芯辊半径在100~400mm；

（4）固溶处理：将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为0.5~2.5h，水淬至常温；

所述的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为25~55μm。

2.根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所述的发电机护环的室温屈服强度520~580MPa、抗拉强度915~1025MPa、伸长率55~65％、冲击功102~110J。

3.根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所述的发电机护环的相对磁导率≤1.02。