CN113151664A - 一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，首先将铁素体不锈钢板坯置入预加热炉中加热至720‑800℃，然后将预加热后的不锈钢板坯与常温高纯镍板坯混合置入加热炉中加热至目标温度。本发明提供的技术方案加热炉内热负荷分配合理、加热速度控制合理、加热时间合适，高纯镍成品边部质量较好，表面光洁度较高，产品力学性能符合产品质量要求；提供的加热工艺生产组织方便，成本降低，生产效率较高，更有利于不锈钢产线向有色金属高纯镍及镍基等合金领域的扩展。

Description

一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，涉及一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法。
背景技术
镍是贵重有色金属中重要的战略金属之一，具有耐蚀、耐热、塑性好、强度高等特点，被广泛应用于电镀、制碱、石油、电真空器件等工业领域，尤其是含量99%以上的高纯镍产品，作为优良的合金、触媒、电镀、电池原材料，应用于电子器件、航天器件等高端领域产品的制造。
但由于工业高纯镍需求量较小，且受冶炼设备能力的限制，镍坯尺寸较小，板坯厚度≤140mm，长度5000mm左右，常温时导热系数91.4W/(m.K)，高温1200℃时导热系数81.9W/(m.K)，是普通碳钢的2倍，是不锈钢的4倍多，加热后高温强度与碳钢、不锈钢相差较大。
另外，工业高纯镍多应用于航空等高端领域，对成品表面光洁度、平直度等有很高的要求，故目前国内多使用专门的台车式电炉单块加热。
酒钢不锈钢热轧生产线工艺流程为：连铸板坯→预加热炉→加热炉→炉卷轧机轧制成形。
由于高纯镍板坯代加工批次量都仅有1-2块，单独加热工艺无法实现，且与不锈钢生产前后衔接困难，对生产效率影响较大，成本较高，而使用传统的不锈钢加热用常规式步进梁式燃气加热炉进行不锈钢与高纯镍板混合加热，不仅要克服不锈钢加热用常规步进梁式燃气加热炉对坯料长度、坯料厚度的限制，原设计要求板坯厚度≥160mm，长度≥5000mm，板坯尺寸不满足该要求时，还可能造成板坯加热过程中从步进梁掉道，造成严重的设备故障停炉；此外，各段燃烧热负荷分配将很难匹配，实现热平衡难度很大，另一方面还需要克服不锈钢与高纯镍板物理性能的巨大差异；最终还要通过合理的加热工艺控制保证高纯镍板加热后表面质量。加热温度过高，易出现炉内高温变形叩头弯曲无法出炉、成品表面及边部起皮、表面粗糙等缺陷；加热温度过低，无法保证同炉铁素体不锈钢及高纯镍板顺利轧制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法。
为此，本发明采取如下技术方案：
一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，包括以下步骤：
（1）将铁素体不锈钢板坯置入预加热炉中加热至720-800℃；
（2）将预加热后的不锈钢板坯与常温高纯镍板坯混合置入加热炉中加热至目标温度。
进一步地，所述预加热炉和加热炉为步进梁式板坯加热炉。
进一步地，步骤（2）中组坯布料方式为：高纯镍板坯中间布料铁素体不锈钢左右布料。
进一步地，步骤（2）中加热时间大于185分钟，其中0-450℃加热时间大于65分钟，450-760℃加热时间大于40分钟，760-1050℃加热时间大于45分钟，1050-1120℃保温时间大于35分钟。
进一步地，步骤（2）加热炉温度制度为：预热段、加热段、均热段三段式加热，其中，预热段850-1000℃，加热段温度为1050-1120℃，均热段温度为1080-1120℃。
进一步地，加热炉加热速度为预热段：4-6℃/min，加热段15-20℃/min，均热段保温时间大于35分钟。
本发明的有益效果在于：
（1）在不做任何设备改造和投资的前提下，应用不锈钢热轧生产线生产高纯镍板，有效节约成本。
（2）使用不锈钢与高纯镍板冷热装混合加热，保证了生产的连续性，提高了生产效率。
（3）通过铁素体不锈钢预热温度的合理控制及加热炉各段炉膛温度、加热时间、加热速度的合理控制，成功实现了低导热系数不锈钢与高导热系数高纯镍板同炉加热，既保证了铁素体不锈钢的低变形抗力，又实现了高纯镍板加热质量的最优化控制。
（4）通过小规格较薄高纯镍板与较大规格厚铁素体不锈钢铸坯在加热炉内的合理布料，解决了高纯镍板的加热变形弯曲问题。
附图说明
图1为在加热炉中混合加热时的布料图；
图2 为金相组织照片图；
图中1-SUS410L铁素体不锈钢板坯，2-高纯镍N6板坯。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明：
本实施例中采用规格为124mm*1230mm*5100mm纯镍N6板坯，加热后轧制呈厚度为1.0mm的镍卷。
首先将规格为220*1250*8000mm的SUS410L铁素体不锈钢板坯置入预加热炉中加热至720-800℃，预加热炉采用不锈钢加热用常规步进梁式板坯加热炉；
然后即可将预加热后的SUS410L铁素体不锈钢板坯与常温高纯镍N6板坯混合置入加热炉中进行加热，加热炉同样采用步进梁式板坯加热炉，在置入加热炉时采用高纯镍N6板坯中间布料SUS410L铁素体不锈钢左右布料方式进行布料（如图1所示），加热炉采用三段式加热，包括预热段、加热段、均热段，预热段850-1000℃，加热速度4-6℃/min，加热段温度为1050-1120℃，加热速度15-20℃/min，均热段温度为1080-1120℃，保温时间大于35 min，具体在本实施例中，预热段温度采用950-995℃，加热速度为6℃/min，加热段温度采用1073-1110℃，加热速度为15℃/min，均热段温度采用1090-1110℃，保温35 min；
在具体加热过程中，根据上述各段加热速度要求，加热时间需大于185 min，0-450℃加热时间大于65分钟，450-760℃加热时间大于40分钟，760-1050℃加热时间大于45分钟，1050-1120℃保温时间大于35分钟，具体地，在本实施例中总加热时间为192min，其中，0-450℃加热时间为67min，450-760℃加热时间为43min，760-1050℃加热时间为47min，1050-1120℃保温时间为35min；加热完成后即可进行高纯镍N6板坯和铁素体不锈钢板坯的轧制操作，轧制完成后得到的了工业纯镍卷经过检测以及实验室分析具有如表1所示的力学性能指标，根据金相组织照片图（如图2所示），其晶粒尺寸为50-110μm，晶粒等级为5-5.5级。
表1纯镍卷力学性能指标
钢号 厚度mm 屈服强度（MPa） 抗拉强度（MPa） 延伸率 HV（平均）
N6 1.0 119 365 54.0 83.6

Claims (6)

1.一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将铁素体不锈钢板坯置入预加热炉中加热至720-800℃；
（2）将预加热后的不锈钢板坯与常温高纯镍板坯混合置入加热炉中加热至目标温度。
2.根据权利要求1所述的一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，所述预加热炉和加热炉为步进梁式板坯加热炉。
3.根据权利要求1所述的一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，步骤（2）中组坯布料方式为：高纯镍板坯中间布料铁素体不锈钢左右布料。
4.根据权利要求1所述的一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，步骤（2）中加热时间大于185分钟，其中0-450℃加热时间大于65分钟，45-760℃加热时间大于40分钟，760-1050℃加热时间大于45分钟，1050-1120℃保温时间大于35分钟。
5.根据权利要求1所述的一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，步骤（2）加热炉温度制度为：预热段、加热段、均热段三段式加热，其中，预热段850-1000℃，加热段温度为1050-1120℃，均热段温度为1080-1120℃。
6.根据权利要求5所述的一种工业高纯镍板坯与不锈钢混合加热方法，其特征在于，加热炉加热速度为预热段：4-6℃/min，加热段15-20℃/min，均热段保温时间大于35分钟。
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