CN1302130C - 0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭热送开坯的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭热送开坯的工艺方法，其特征是采用“电渣锭重熔”+“退火炉均温处理”+“电渣锭低温热送”的三步法热送工艺：(1)电渣锭熔炼一半时，结晶器冷却水流量是正常流量的50%；重熔结束后60分钟电渣锭脱模，脱模后15分钟内进退火炉；(2)钢锭入炉温度≥300℃；退火炉的保温温度680℃，时间4h；钢锭出炉温度670℃；(3)常规保温车热送电渣锭，待装车时间≤30分钟，卸车时间≤30分钟；热加工车间加热炉的待料温度650℃。实施本发明专利，具有工艺简单、生产周期短、冶金成本低的特点，与“冷送开坯”工艺相比，退火炉保温时间减少68小时，且表面质量稳定，钢锭报废率降低1%以上，成坯率提高3%。生产的0Cr17Ni4Cu4Nb成品，质量满足GB/T8732-1988标准，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业马氏体沉淀硬化型不锈钢锭的热送开坯工艺方法，尤其是指马氏体沉淀硬化型不锈钢电渣锭的热送开坯工艺方法。
背景技术：
钢锭热送一般指浇铸钢锭的热送，可分为高温热送(热送温度通常为AC3或ACm以上)，低温热送(热送温度通常为AC1以下)，钢锭热送能大大节约能源，降低制造成本，故在钢铁生产厂家中广泛地被应用。电渣锭(也称之为电渣重熔锭)由于其生产方式的特殊性很少采用热送。
不锈钢可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢五大钢类；马氏体沉淀硬化不锈钢是一种常见的沉淀硬化不锈钢，它是在马氏体基体上析出细小、弥散的第二相，使材料达到高强度、高硬度，有许多这类的钢种可以在软化或退火状态下进行成型加工。0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)是1946年美国开发的马氏体沉淀硬化型不锈钢，具有相变硬化和时效硬化的特点，主要用于制造316℃以下工作的高强耐蚀部件，应用相当广泛，常用于大功率汽轮机发电设备所需的叶片用钢。由于0Cr17Ni4Cu4Nb钢在冷却过程中承受多种应力(主要是热应力、马氏体相变应力、时效应力)作用，规格越大承受的应力作用越大，越易开裂，故生产过程中，钢锭、钢坯、钢材都必须进行退火处理。
目前，用于叶片用钢的马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)，生产方式采用：原材料准备→电弧炉+氩氧炉冶炼，浇注电极棒→电渣重熔炉熔炼成电渣锭→热装退火，电渣锭退火后缓冷(冷却速度≤50℃/h)，电渣锭温度≤100℃出退火炉→电渣锭冷送至热加工开坯车间的加热炉升温、均热→热加工开坯→退火→热加工成材→退火→表面磨光至成品规格→检测→入库。在传统的“电渣锭—热装退火—冷送—加热炉升温、均热—热加工开坯”生产工艺中，一方面，热装退火的时间长达3天(电渣锭必须缓冷至≤100℃，才能出退火炉，若电渣锭≤300℃出退火炉，由于0Cr17Ni4Cu4Nb钢中存在的组织应力、相变应力、热应力等多种应力的作用，易造成0Cr17Ni4Cu4Nb钢的开裂、报废，而生产实践中，在300℃～100℃的温度时，电渣锭降温速度很慢，需要1天)，严重影响了退火炉的生产能力；另一方面，送至热加工开坯车间加热炉的0Cr17Ni4Cu4Nb电渣冷锭，也加重了加热炉的升温、均热负担(能耗增加，时间增加)，造成0Cr17Ni4Cu4Nb钢的生产周期较长、成本较高。
发明内容：
本发明开发一种0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭热送开坯的工艺方法，用“电渣锭热送开坯”来代替传统的“电渣锭热装退火后冷送开坯”，解决了0Cr17Ni4Cu4Nb钢的生产周期长，钢锭易开裂的问题，大大降低了冶金制造的生产成本，满足用户要求和市场需要。
本发明提供的0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭热送开坯的工艺方法，其特征是采用“电渣锭重熔”+“退火炉均温处理”+“电渣锭低温热送”的三步法热送工艺，满足电渣锭以≥300℃的温度(由于钢锭导热性较差，若温度降至300℃以下再装炉，易出现炸裂现象)进加热炉的热送要求：
(1)电渣锭重熔：电渣锭熔炼一半时，减少结晶器底水箱的冷却水流量，水流量是下常冷却水流量的40％～65％，以减少电渣锭头部、尾部的温度差(为保证电渣锭的结晶凝固和结晶器的使用寿命，结晶器必须采用水冷保护。由于电渣重熔是一个局部熔化、精炼、凝固的过程，若电渣锭重熔过程中，冷却水流量始终维持初始状态的正常冷却水流量，则电渣锭尾部温度可能低于300℃，影响电渣锭质量)；重熔结束后50～70分钟，进行电渣锭脱模，电渣锭脱模后15分钟内进退火炉，确保电渣锭尾部的温度≥300℃；
(2)退火炉均温处理：钢锭的入炉温度≥300℃；退火炉的保温温度T退火＝650℃～690℃，退火炉的保温时间＝4～4.5h；电渣锭出炉温度为650～690℃；
(3)电渣锭低温热送：采用常规保温车热送电渣锭，电渣锭待装车时间控制在30分钟之内，卸车时间控制在30分钟之内，使热送全过程的电渣锭温降(温度损失)控制在350℃之内，确保钢锭进加热炉温度≥300℃；热加工开坯车间加热炉的待料温度(起始温度)T＝600℃～670℃≤AC1，(0Cr17Ni4Cu4Nb钢锭的导热性较差，故待料温度应控制在AC1下的较高温度，这样即可保证质量，又可降低生产成本)。
和现有技术相比，本发明具有下列优点：
1.生产周期大大缩短；
2.冶金制造成本大大降低；
3.金属成坯率大大提高；
4.钢锭报废率大大降低。
附图说明
图1是电渣锭退火炉保温工艺图
具体实施方案：
某钢铁公司实施本发明专利，采用“电渣锭重熔”+“退火炉均温处理”+“电渣锭低温热送”的三步法热送工艺，满足0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭(锭重2吨)以≥300℃的温度进加热炉的热送要求：(1)电渣锭重熔：电渣锭熔炼一半时，减少结晶器底水箱的冷却水流量，水流量是正常冷却水流量的55％，以减少电渣锭头部、尾部的温度差，确保电渣锭尾部的温度≥300℃；重熔结束后60分钟时，进行电渣锭脱模，电渣锭脱模后10分钟内进退火炉；(2)退火炉均温处理：钢锭的入炉温度＝1000℃～350℃≥300℃(电渣锭头部温度≤1000℃、尾部温度≥350℃)；退火炉的保温温度为650℃～690℃＝680℃，退火炉的保温时间是4小时；电渣锭出炉温度为650℃～690℃＝670℃；(3)电渣锭低温热送：采用保温车热送电渣锭，电渣锭待装车时间是27分钟，卸车时间是22分钟；电渣锭装入热送车温度为460℃～500℃，出热送车温度为420℃～470℃，入加热炉温度为400℃~450℃；热加工开坯车间加热炉的待料温度T＝600℃～670℃＝650℃。实施本发明专利对0Cr17NI4Cu4Nb电渣锭进行热送开坯，具有工艺简单，生产周期短、冶金制造成本低、成坯率高的特点，与传统的“电渣锭热装退火后冷送开坯”生产工艺相比，退火炉保温时间从原来的72小时降低至4小时，热加工车间加热炉对电渣锭升温、保温时间从原来的16小时降低至11小时，不仅大大减轻了退火炉的生产负担，还缩短生产周期4天以上，且钢锭报废率从2％降低至0.5％，金属成坯率从80％提高至83％以上。由热送开坯生产的0Cr17Ni4Cu4Nb大棒材(φ110~φ180mm)，其内材质量均满足标准GB/T8732-1988的有关规定，表面质量稳定，符合产品质量要求，成品合格率达99％，适应用户要求和市场发展的需要，经济效益显著。
Claims (1)
1、0Cr17Ni4Cu4Nb电渣锭热送开坯的工艺方法，其特征是采用“电渣锭重熔”+“退火炉均温处理”+“电渣锭低温热送”的三步法热送工艺，满足电渣锭以≥300℃的温度进加热炉的热送要求：
(1)电渣锭重熔：电渣锭熔炼一半时，减少结晶器底水箱的冷却水流量，水流量是正常冷却水流量的40％～65％；重熔结束后50～70分钟，进行电渣锭脱模，电渣锭脱模后15分钟内进退火炉；
(2)退火炉均温处理：钢锭的入炉温度≥300℃；退火炉的保温温度为650℃～690℃，退火炉的保温时间4～4.5h；电渣锭出炉温度为650～690℃；
(3)电渣锭低温热送：采用常规保温车热送电渣锭，电渣锭待装车时间控制在30分钟之内，卸车时间控制在30分钟之内，钢锭进加热炉温度≥300℃；热加工开坯车间加热炉的待料温度＝600℃～670℃≤AC1。
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