CN112609132A - 一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其工艺流程及路线为，电弧炉熔化初炼→AOD炉外精炼→连铸→电渣重熔→高线轧制→盘条退火→酸洗→检验→入库，内容主要包括铁铬铝热轧盘条的冶炼、连铸、电渣、高线轧制的生产工序。该铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，一方面，改善了热加工性能，而且提高了产品的品质，同时，电渣钢锭采取埋砂缓冷的方式，自然冷却至室温，大大节省能源消化，降低了生产成本，最后，采用高线轧制，得到尺寸精度较高的铁铬铝盘条，进一步降低了生产成本，显著提高了生产效率。

Description

一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法
技术领域
本发明涉及铁铬铝电热合金技术领域，具体为一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法。
背景技术
电热合金广泛应用于机械、冶金、化工、食品等领域的电加热元器件,工作温度500～1400℃。电热合金按其金相组织结构可以分为Ni-Cr基奥氏体合金和Fe-Cr-Al铁素体合金，其中Fe-Cr-Al合金是我国应用最广泛的金属电热元件材料,比重小,电阻系数小,使用温度较高,耐热性能较好。其主要包括的钢种有：0Cr25A15、0Cr21A16、0Cr21A16Nb、0Cr20A13等。目前，国内生产电热合金大多采用的是中频炉＋电渣生产工艺，存在着生产工艺流程长、盘重小、成本高、电阻率不均匀稳定性差等缺点。
盘重在400-1000kg的铁铬铝盘卷的生产国内少有报道，铁铬铝因含有较高的Al元素，加工脆性大，在热加工过程中坯料极易断裂，难以采取高线轧制生产大盘卷的盘条，为此，我们提出一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，在该区域内的设备，一方面，改善了热加工性能，而且提高了产品的品质，同时，电渣钢锭采取埋砂缓冷的方式，自然冷却至室温，大大节省能源消化，降低了生产成本，最后，采用高线轧制，得到尺寸精度较高的铁铬铝盘条，进一步降低了生产成本，显著提高了生产效率。
（二）技术方案
1.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，包括以下步骤：
S1：电弧炉熔化初炼，在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；
S2：AOD炉炉外精炼，AOD炉入炉及出钢成分要求如下，其中入炉Si≤1.00，Mn≤0.50、P≤0.020、Ni≤0.50，出钢C≤0.05、Si≤0.20、Mn≤0.30、P≤0.019、Ni≤0.50、N≤0.010；终点C含量≤0.03%，终点温度T≥1700℃，出钢中的Cr与Al按照铁铬铝合金的合金成分要求进行添加与调整，全铝还原，出钢温度：T≥1600℃；
S3：连铸，采用弧形方坯连铸机连铸，浇注时采用结晶器与末端电磁搅拌的组合方式；
S4：电渣重熔，将连铸生产的电渣母材坯料与假电极焊接，进行电渣重熔，渣料选取预熔渣或三七渣，正常重熔电流5000-6000A，电压50-55V，得到重量为530±20Kg电渣钢锭，电渣钢锭脱模后，埋砂缓冷，冷却后转场轧制；
S5：高线轧制，加热制度，在推钢式加热炉或步进式加热炉中加热，开轧温度：1120～1140℃，终轧吐丝温度控制≥900℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
S6：盘条退火，热轧盘条需在6小时内进行退火处理，退火采用台车式电炉，加热制度为：随炉升温，室温到820℃，升温时间≥4小时，820℃±10℃保温4～4.5小时，后空冷。
S7：酸洗，酸洗合格后抽检盘条的表面质量，质量检验完成后进行统一入库。
优选的，所述步骤S3中连铸机的拉速为1.0-1.4m/min，温度控制在1510-1530℃之间。
优选的，所述步骤S3中的冷却控制采用三段式分区配水的方式，比水量随着拉速自动匹配；出坯时定尺切割，退火炉堆放，得到公称边长为：150×150mm，长度为3200-3500mm的连铸电渣母材坯料。
优选的，所述公称边长允许偏差满足YB/T2011-2004表1与表2 要求。
优选的，所述步骤S4中预熔渣或三七渣的质量百分比为CaF2：Al2O3:MgO=65%：30%：5%。
优选的，所述步骤S5中初轧方坯加热温度为预热段：≤920℃；加热段：920～1020℃，均热段：1130～1150℃。
优选的，所述步骤S5中，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
（三）有益效果
本发明提供了一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，具备以下有益效果：
（1）、该铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，采用连铸母材和电渣重熔的冶金工艺手段生产钢坯，克服了高Al钢连铸的难题，炉外精炼和连铸冶金方式保证了电渣母材的纯净度，电渣结晶强制冷却的特点，不仅改善了坯料中的母材各种偏析、疏松等冶金缺陷，有效的细化原始坯料的组织，不仅改善了热加工性能，而且提高了产品的品质，特别是改善了产品的力学性能、保证了产品的电阻率的均匀性、提升了产品的快速寿命关键指标。
（2）、该铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，电渣钢锭采取埋砂缓冷的方式，自然冷却至室温，整个流程中不需要对钢锭进行退火处理，大大节省能源消化，降低了生产成本。
（3）、该铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，采取电渣钢锭一火成材的生产工艺，直接高线轧制，得到尺寸精度较高的铁铬铝盘条，盘条的盘重大大增加，进一步降低了生产成本，无需进行多次的开坯及加热等工序，显著提高了生产效率。
（4）、该铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，高线轧制，采用控温控速控冷的方法，得到优良的晶粒度及合适的组织，保证了后道产品加工性能以及产品使用要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，包括以下步骤：
S1：电弧炉熔化初炼，在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；
S2：AOD炉炉外精炼，AOD炉入炉及出钢成分要求如下，其中入炉Si≤1.00，Mn≤0.50、P≤0.020、Ni≤0.50，出钢C≤0.05、Si≤0.20、Mn≤0.30、P≤0.019、Ni≤0.50、N≤0.010；终点C含量≤0.03%，终点温度T≥1700℃，出钢中的Cr与Al按照铁铬铝合金的合金成分要求进行添加与调整，全铝还原，出钢温度：T≥1600℃；
S3：连铸，采用弧形方坯连铸机连铸，浇注时采用结晶器与末端电磁搅拌的组合方式；
S4：电渣重熔，将连铸生产的电渣母材坯料与假电极焊接，进行电渣重熔，渣料选取预熔渣或三七渣，正常重熔电流5000-6000A，电压50-55V，得到重量为530±20Kg电渣钢锭，电渣钢锭脱模后，埋砂缓冷，冷却后转场轧制；
S5：高线轧制，加热制度，在推钢式加热炉或步进式加热炉中加热，开轧温度：1120～1140℃，终轧吐丝温度控制≥900℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
S6：盘条退火，热轧盘条需在6小时内进行退火处理，退火采用台车式电炉，加热制度为：随炉升温，室温到820℃℃，升温时间≥4小时，820℃±10℃保温4～4.5小时，后空冷。
S7：酸洗，酸洗合格后抽检盘条的表面质量，质量检验完成后进行统一入库。
步骤S3中连铸机的拉速为1.0-1.4m/min，温度控制在1510-1530℃之间。
步骤S3中的冷却控制采用三段式分区配水的方式，比水量随着拉速自动匹配；出坯时定尺切割，退火炉堆放，得到公称边长为：150×150mm，长度为3200-3500mm的连铸电渣母材坯料。
公称边长允许偏差满足YB/T2011-2004表1与表2 要求。
步骤S4中预熔渣或三七渣的质量百分比为CaF2：Al2O3:MgO=65%：30%：5%。
步骤S5中初轧方坯加热温度为预热段：≤920℃；加热段：920～1020℃，均热段：1130～1150℃。
步骤S5中，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
实例一，一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，包括以下步骤：
S1：电弧炉熔化初炼，在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；
S2：AOD炉炉外精炼，AOD炉入炉及出钢成分要求如下，其中入炉Si≤1.00，Mn≤0.50、P≤0.020、Ni≤0.50，出钢C≤0.05、Si≤0.20、Mn≤0.30、P≤0.019、Ni≤0.50、N≤0.010；终点C含量≤0.01%，终点温度T≥1900℃，出钢中的Cr与Al按照铁铬铝合金的合金成分要求进行添加与调整，全铝还原，出钢温度：T≥1800℃；
S3：连铸，采用弧形方坯连铸机连铸，浇注时采用结晶器与末端电磁搅拌的组合方式；
S4：电渣重熔，将连铸生产的电渣母材坯料与假电极焊接，进行电渣重熔，渣料选取预熔渣或三七渣，正常重熔电流为6000A，电压55V，得到重量为≥550Kg电渣钢锭，电渣钢锭脱模后，埋砂缓冷，冷却后转场轧制；
S5：高线轧制，加热制度，在推钢式加热炉或步进式加热炉中加热，开轧温度：1120～1140℃，终轧吐丝温度控制≥900℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
S6：盘条退火，热轧盘条需在6小时内进行退火处理，退火采用台车式电炉，加热制度为：随炉升温，室温到820℃℃，升温时间≥4小时，820℃±10℃保温4～4.5小时，后空冷。
S7：酸洗，酸洗合格后抽检盘条的表面质量，质量检验完成后进行统一入库。
步骤S3中连铸机的拉速为1.0-1.4m/min，温度控制在1510-1530℃之间。
步骤S3中的冷却控制采用三段式分区配水的方式，比水量随着拉速自动匹配；出坯时定尺切割，退火炉堆放，得到公称边长为：150×150mm，长度为3200-3500mm的连铸电渣母材坯料。
公称边长允许偏差满足YB/T2011-2004表1与表2 要求。
步骤S4中预熔渣或三七渣的质量百分比为CaF2：Al2O3:MgO=65%：30%：5%。
步骤S5中初轧方坯加热温度为预热段：≤920℃；加热段：920～1020℃，均热段：1130～1150℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
通过上述步骤制取的热轧盘条克服了高Al钢连铸的难题，炉外精炼和连铸冶金方式保证了电渣母材的纯净度，电渣结晶强制冷却的特点，不仅改善了坯料中的母材各种偏析、疏松等冶金缺陷，有效的细化原始坯料的组织，同时大大产能，减少加工成本。
实例二，一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，包括以下步骤：
S1：电弧炉熔化初炼，在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；
S2：AOD炉炉外精炼，AOD炉入炉及出钢成分要求如下，其中入炉Si≤1.00，Mn≤0.50、P≤0.020、Ni≤0.50，出钢C≤0.05、Si≤0.20、Mn≤0.30、P≤0.019、Ni≤0.50、N≤0.010；终点C含量＞0.03%，终点温度＜1700℃，出钢中的Cr与Al按照铁铬铝合金的合金成分要求进行添加与调整，全铝还原，出钢温度：T＜1600℃；
S3：连铸，采用弧形方坯连铸机连铸，浇注时采用结晶器与末端电磁搅拌的组合方式；
S4：高温热处理，在推钢式加热炉或步进式加热炉中加热，加热后的材料进行轧制过程；
S5：高线轧制，开轧温度：1120～1140℃，终轧吐丝温度控制≥900℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
S6：盘条退火，热轧盘条需在6小时内进行退火处理，退火采用台车式电炉，加热制度为：随炉升温，室温到820℃，升温时间≥4小时，820℃±10℃保温4～4.5小时，后空冷。
S7：酸洗，酸洗合格后抽检盘条的表面质量，质量检验完成后进行统一入库。
步骤S3中连铸机的拉速为1.0-1.4m/min，温度控制在1510-1530℃之间。
步骤S3中的冷却控制采用三段式分区配水的方式，比水量随着拉速自动匹配；出坯时定尺切割，退火炉堆放，得到公称边长为：150×150mm，长度为3200-3500mm的连铸电渣母材坯料。
公称边长允许偏差满足YB/T2011-2004表1与表2 要求。
步骤S5中初轧方坯加热温度为预热段：≤920℃；加热段：920～1020℃，均热段：1130～1150℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
上述过程并没有进行电渣重熔过程，并且所得到的原材料C含量较高，因此导致产品的刚性较强，但是韧性不足，另一方面，其产品的生产效率较低，产品精度不足。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：电弧炉熔化初炼，在电弧炉中配入废钢和高碳铬铁等合金料，进行合金的熔化初炼；
S2：AOD炉炉外精炼，AOD炉入炉及出钢成分要求如下，其中入炉Si≤1.00，Mn≤0.50、P≤0.020、Ni≤0.50，出钢C≤0.05、Si≤0.20、Mn≤0.30、P≤0.019、Ni≤0.50、N≤0.010；终点C含量≤0.03%，终点温度T≥1700℃，出钢中的Cr与Al按照铁铬铝合金的合金成分要求进行添加与调整，全铝还原，出钢温度：T≥1600℃；
S3：连铸，采用弧形方坯连铸机连铸，浇注时采用结晶器与末端电磁搅拌的组合方式；
S4：电渣重熔，将连铸生产的电渣母材坯料与假电极焊接，进行电渣重熔，渣料选取预熔渣或三七渣，正常重熔电流5000-6000A，电压50-55V，得到重量为530±20Kg电渣钢锭，电渣钢锭脱模后，埋砂缓冷，冷却后转场轧制；
S5：高线轧制，加热制度，在推钢式加热炉或步进式加热炉中加热，开轧温度：1120～1140℃，终轧吐丝温度控制≥900℃，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
2.S6：盘条退火，热轧盘条需在6小时内进行退火处理，退火采用台车式电炉，加热制度为：随炉升温，室温到820℃，升温时间≥4小时，820℃±10℃保温4～4.5小时，后空冷。
3.S7：酸洗，酸洗合格后抽检盘条的表面质量，质量检验完成后进行统一入库。
4.根据权利要求1所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述步骤S3中连铸机的拉速为1.0-1.4m/min，温度控制在1510-1530℃之间。
5.根据权利要求1所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的冷却控制采用三段式分区配水的方式，比水量随着拉速自动匹配；出坯时定尺切割，退火炉堆放，得到公称边长为：150×150mm，长度为3200-3500mm的连铸电渣母材坯料。
6.根据权利要求3所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述公称边长允许偏差满足YB/T2011-2004表1与表2 要求。
7.根据权利要求1所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述步骤S4中预熔渣或改进型三七渣的质量百分比为CaF2：Al2O3:MgO=65%：30%：5%。
8.根据权利要求1所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述步骤S5中初轧方坯加热温度为预热段：≤920℃；加热段：920～1020℃，均热段：1130～1150℃。
9.根据权利要求1所述的一种铁铬铝电热合金盘条的生产制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，精轧速度控制在28～35m/s，空冷进入集卷线进行收集，转入热处理工序，热轧盘条不圆度控制±0.15mm。
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