CN110117702A - 巨型铬钼圆锭的退火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种巨型铬钼圆锭的退火方法，具体步骤为：圆锭脱模后入退火炉，于300～350℃焖钢4～5h；随后以50～60℃/h的升温速率升温至保温温度650～660℃后保温时间为75～78h；再以25～30℃/h的降温速率降至280～300℃，随后熄火并随炉冷却至室温。本发明退火温度远在Ac1以下，退火工艺简单，退火时间较其他退火方法要短，且退火后圆锭内外在质量优良，无外在裂纹和内生裂纹，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷，适用于重量60t以上尤其是78～80t的大型铬钼圆锭。

Description

巨型铬钼圆锭的退火方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种巨型铬钼圆锭的退火方法。
背景技术
单重60吨以上的特大型铬钼钢锭一般采用圆锭进行铸造，由于合金元素含量较高，锭身较大，加上其独特的结构导致其内外在应力过大，在后续的降温或制造过程中易产生表面缺陷或致应力开裂，从而导致报废。因此在圆锭脱模后需先进行退火处理，以消除圆锭应力，便于后期加工。现有退火方法中，有的退火方法虽然工艺简单，但耗时较长，效率低，不利于工厂的大规模化生产；有的退火工艺繁杂且退火效果不佳，圆锭在后续的加工过程中易产生裂纹缺陷。基于上述背景，本发明提供了一种时间短且效果好的退火方法，便于工厂大规模化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种巨型铬钼圆锭的退火方法，这种退火方法用时短、效果好，退火后圆锭内外在质量良好。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种巨型铬钼圆锭的退火方法，其包括焖钢、升温、保温和冷却过程；
所述焖钢过程为圆锭脱模后入退火炉，于300～350℃焖钢4～5h；
所述升温过程的升温速率为50～60℃/h；
所述保温过程为圆锭升温至保温温度650～660℃后保温75～78h；
所述冷却过程为圆锭以25～30℃/h的降温速率降至280～300℃，随后熄火并随炉冷却至室温。
本发明所述圆锭中Cr含量2.40～2.50%，Mo含量1.00～1.10%。
本发明所述圆锭的重量为78～80t。
大型圆锭脱模后，由于锭身尺寸大，随着温度不断降低，内外温差越来越大，由于各部位的冷却速度不均，内外温差会进一步形成热应力。同时，当圆锭冷却至临界点温度以下时，会发生诸如珠光体分解、贝氏体相变、马氏体转变等一系列相变。冷却的不等时性相变过程将导致圆锭体积膨胀，从而产生组织应力。热应力和组织应力叠加形成圆锭中的内应力，一般情况下，内应力随着钢锭质量和钢中合金元素含量的增加而增大。若冷却工艺不当，或冷却后不及时退火以消除内应力，会产生表面缺陷或致应力开裂，导致钢锭报废，造成经济损失。
针对大型钢锭，一般的去应力退火处理方法为钢锭加热至Ac1以上甚至Ac3以上的某个温度并保持一定时间，然后再缓慢降温至100℃以下。该方法加热温度高，加热时间长，导致加热周期和加热成本居高不下。并且在该条件下，还可能会带来其他组织变化，影响钢的使用性能；而一些无需专门退火炉的大型钢锭的退火方法虽然简单，但退火温度控制精度较差，退火时间相对更长，不利于工厂的规模化批量生产。
针对上述问题，本发明的退火温度远在Ac1以下，在不影响圆锭组织性能的基础上，退火工艺相对简单，能最大程度消除大型圆锭的内应力。焖钢和升温过程可避免因为较大的温度梯度而导致的圆锭内外在温差过大迅速开裂，具体参数的设定既不至于使圆锭由于内应力开裂又不会导致生产效率降低；保温阶段为去除圆锭内应力的主要阶段，在不改变组织状态，保留热作条件下，对圆锭进行较低温度的加热，以去除内应力，减小变形开裂倾向，在该保温温度和时间范围内通过内部局部塑性变形或局部的弛豫过程使内应力松弛而达到最大程度消除内应力的目的；缓慢冷却工艺则用于防止圆锭产生新的残余应力。
本发明工艺简单，退火效果好，适用于重量60t以上尤其是78～80t的大型铬钼圆锭，且退火后圆锭表面无缺陷或开裂现象。从统计结果来看，采用本发明的方法退火后，因退火原因导致的圆锭废品率低至0.5%以下，同时相比传统退火方法节能50～80元/吨，整个退火生产时间缩短了50～60h，节能降耗效果明显。
附图说明
图1为实施例1退火后圆锭的图片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
圆锭：重量78t，Cr元素含量2.40%，Mo元素含量1.00%。
圆锭脱模后入退火炉350℃焖钢4h后，以60℃/h的升温速度加热至650℃保温75h，之后以30℃/h的降温速率降温至300℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷，如图1所示（其他实施例圆锭退火后的情况与图1相似，故省略）。圆锭废品率0.2%，相比传统退火方式节能50元/吨，整个退火生产时间缩短了50h。
实施例2
圆锭：重量79 t，Cr元素含量2.45%，Mo元素含量1.05%。
圆锭脱模后入退火炉330℃焖钢4.5h后，以55℃/h的升温速度加热至655℃温76.5h，之后以28℃/h的降温速率降温至290℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.4%，相比传统退火方式节能70元/吨，整个退火生产时间缩短了55h。
实施例3
圆锭：重量80 t，Cr元素含量2.50%，Mo元素含量1.10%。
圆锭脱模后入退火炉300℃焖钢5h后，以50℃/h的升温速度加热至660℃保温78h，之后以25℃/h的降温速率降温至280℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.45%，相比传统退火方式节能80元/吨，整个退火生产时间缩短了60h。
实施例4
圆锭：重量79t，Cr元素含量2.42%，Mo元素含量1.08%。
圆锭脱模后入退火炉310℃焖钢250min后，以58℃/h的升温速度加热至660℃保温77h，之后以27℃/h的降温速率降温至280℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.4%，相比传统退火方式节能60元/吨，整个退火生产时间缩短了53 h。
实施例5
圆锭：重量78.5t，Cr元素含量2.40%，Mo元素含量1.03%。
圆锭脱模后入退火炉340℃焖钢290min后，以55℃/h的升温速度加热至652℃保温77.5h，之后以30℃/h的降温速率降温至295℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.2%，相比传统退火方式节能65元/吨，整个退火生产时间缩短了54h。
实施例6
圆锭：重量80t，Cr元素含量2.45%，Mo元素含量1.00%。
圆锭脱模后入退火炉300℃焖钢280min后，以53℃/h的升温速度加热至658℃保温75.5h，之后以26℃/h的降温速率降温至297℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.5%，相比传统退火方式节能75元/吨，整个退火生产时间缩短了58h。
实施例7
圆锭：重量78t，Cr元素含量2.47%，Mo元素含量1.06%。
圆锭脱模后入退火炉320℃焖钢5h后，以60℃/h的升温速度加热至656℃保温76h，之后以29℃/h的降温速率降温至285℃，随后熄火随炉冷却至室温。退火结束后，经检测圆锭表面无缺陷或开裂现象，且无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。圆锭废品率0.1%，相比传统退火方式节能78元/吨，整个退火生产时间缩短了60h。

Claims (4)

1.一种巨型铬钼圆锭的退火方法，其特征在于，其依次包括焖钢、升温、保温和冷却过程；
所述焖钢过程为圆锭脱模后入退火炉，于300～350℃焖钢4～5h；
所述保温过程为圆锭升温至保温温度650～660℃后保温75～78h；
所述冷却过程为圆锭以25～30℃/h的降温速率降至280～300℃，随后熄火并随炉冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的巨型铬钼圆锭的退火方法，其特征在于，所述升温过程的升温速率为50～60℃/h。
3.根据权利要求1所述的巨型铬钼圆锭的退火方法，其特征在于，所述圆锭中Cr含量2.40～2.50%，Mo含量1.00～1.10%。
4.根据权利要求1、2或3所述的巨型铬钼圆锭的退火方法，其特征在于，所述圆锭的重量为78～80t。
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