CN1827796A - 低碳高铬合金钢钢锭的均热方法 - Google Patents

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Abstract

低碳高铬合金钢钢锭的均热方法，其工艺步骤如下：a.钢锭脱模后空冷至400－600℃装入均热炉，均热炉炉温≤800℃；b.装炉结束时均热炉炉温保持在600℃以下，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升；c.均热炉自然升温结束后点火，以50℃±10℃/h的升温速率将炉温上升到800℃±10℃保温，保温时间≥360分钟；d.然后继续以50±10℃/h的升温速率将炉温上升到1000±10℃保温，保温时间≥120分钟；e.随后以90±10℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温，保温时间≥300分钟，钢锭出炉轧制。本发明省略了低碳高铬合金钢钢锭的退火工艺，钢锭脱模后直接均热轧制，具有工艺和装备简单、生产成本低等优点。

Description

低碳高铬合金钢钢锭的均热方法
技术领域
本发明涉及一种钢锭均热方法，尤其是低碳高铬合金钢钢锭的均热方法。
背景技术
通常，钢锭脱模后首先在均热炉加热到合适的轧制温度，然后轧制成要求的形状和规格。低碳高铬合金钢因为含有较高合金含量，浇铸的钢锭与普通碳素钢钢锭相比导热系数低，钢锭在凝固和加热过程会产生较大热应力。此外，钢锭在凝固和加热过程组织发生相变产生相变应力。如果按照常规的均热方法加热和轧制，低碳高铬合金钢钢锭在轧制过程容易发生开裂而报废，造成重大经济损失。因此，一般低碳高铬合金钢钢锭在脱模冷却后先进行消除应力退火处理，然后再进行热加工。专利CN1069523公开了一种不锈钢、耐热钢类低碳高铬合金钢钢锭的消除应力退火工艺。
由于钢锭进行消除应力退火处理需要合适的退火炉装置，而且生产周期长、制造工艺复杂，所以加工成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢锭的均热工艺，使低碳高铬合金钢钢锭省略消除应力退火工艺，在钢锭脱模后送均热炉加热并直接轧制成所需要形状和规格的钢材。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种低碳高铬合金钢钢锭的温锭热装均热方法，控制装入均热炉的钢锭温度并采用多段加热保温的均热模型来减小钢锭在凝固和加热过程中产生的应力，避免引起钢锭在轧制过程发生开裂报废。
本发明涉及的低碳高铬合金钢含有0.05-0.22wt％碳、8.0-14.0wt％铬，以及镍、钼、铌、钒、氮等一种或二种以上合金元素，此外含有硅、锰、磷、硫和余铁以及不可避免的杂质。
本发明设计的低碳高铬合金钢钢锭均热工艺的原理是：低碳高铬合金钢钢锭凝固时由高温进行冷却，温度达到Ar3时，金属组织由γ相奥氏体的面心立方晶格转变为α相铁素体的体心立方晶格，金属体积产生膨胀，温度达到Ar1时，即γ→α相转变结束，这种体积膨胀现象才告结束，钢锭内部产生很大内应力。在冷却造成的内应力尚未得到消除的情况下，钢锭又立即进行加热，温度通过Ac1时金属组织又产生α→γ相转变，即α相铁素体的体心立方晶格向γ相奥氏体的面心立方晶格转变，金属体积产生收缩现象，温度达到Ac3时，α→γ相转变结束，钢锭内部又产生很大内应力。由于金属在加热和冷却时金属组织的转变总是存在迟滞现象，在加热和冷却过程中各相变临界点并不重合，结果钢锭在加热和冷却过程中金属体积的变化不仅不能相互抵消，相反加剧内应力增加，成为导致钢锭开裂的重要因素。为了避免低碳高铬合金钢钢锭在冷却过程中γ相奥氏体转变为α相铁素体的相变过程所产生应力尚未释放又开始加热再次发生α相铁素体转变为γ相奥氏体的相变过程，同时为了防止钢锭在冷却时发生马氏体相变，控制装入均热炉的钢锭表面温度在γ相奥氏体转变为α相铁素体结束的Ar1转变温度和马氏体开始转变的Ms转变温度之间，并在低温区保温，充分均匀钢锭内外温度。然后缓慢加热到α相铁素体转变为γ相奥氏体开始的Ac1转变温度以上保温，消除相变过程产生的内应力。再快速加热到轧制温度保温至钢锭出炉轧制。具体工艺如下所述：
a.钢锭装炉：低碳高铬合金钢钢锭脱模后空冷至400-600℃装入均热炉，保持钢锭装入均热炉时的炉温≤800℃；
b.低温保温：装炉结束时均热炉炉温保持在600℃以下，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升，使钢锭温度与均热炉炉温趋于相同；
c.低温均热：均热炉自然升温结束后点火，以50℃±10℃/h的升温速率将炉温上升到800℃±10℃保温，保温时间≥360分钟，使钢锭内外温度充分均匀；
d.相变均热：低温均热期结束后，继续以50±10℃/h的升温速率将炉温上升到1000±10℃保温，保温时间≥120分钟，消除钢锭在相变过程产生的相变应力；
e.高温均热：随后以90±10℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温，保温时间≥300分钟，使钢锭温度均匀后出炉轧制。
本发明的有益效果
本发明省略了低碳高铬合金钢钢锭的退火工艺，钢锭脱模后直接均热轧制，具有工艺和装备简单、生产成本低等优点。
附图说明
图1是本发明低碳高铬合金钢钢锭的均热模型示意图。
具体实施方式
本发明结合实施例作进一步说明。表1是实施例低碳高铬合金钢钢锭的成分。
                                               表1                                                         单位：wt％
  实施例   C   Si   Mn   P   S   Cr   Mo   V   Al   Nb   N
  A   0.109   0.29   0.45   0.017   0.0032   8.69   0.93   0.19   0.010   0.078   0.0502
  B   0.192   0.45   0.57   0.020   0.0012   12.93
  C   0.050   0.35   0.53   0.019   0.0025   13.78
  D   0.220   0.30   0.40   0.015   0.0010   14.00
  E   0.150   0.40   0.50   0.020   0.0012   8.00
实施例A采用图1低碳高铬合金钢钢锭的均热模型加热。钢锭脱模后空冷至520-590℃装入均热炉，钢锭装入均热炉时的炉温为800℃。装炉结束时均热炉炉温在587℃，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升，使钢锭内外温度充分均匀。均热炉自然升温结束后点火，以50℃/h的升温速率将炉温上升到800℃保温360分钟，然后继续以50℃/h的升温速率将炉温上升到1000℃保温120分钟，随后以90℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温300分钟，钢锭出炉轧制。
实施例B，钢锭脱模后空冷至400℃装入均热炉，钢锭装入均热炉时的炉温为800℃。装炉结束时均热炉炉温在587℃，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升，使钢锭内外温度充分均匀。均热炉自然升温结束后点火，以60℃/h的升温速率将炉温上升到900℃保温360分钟，然后继续以40℃/h的升温速率将炉温上升到1100℃保温120分钟，随后以100℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温300分钟，钢锭出炉轧制。
实施例C，钢锭脱模后空冷至600℃装入均热炉，钢锭装入均热炉时的炉温为800℃。装炉结束时均热炉炉温在578℃，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升，使钢锭内外温度充分均匀。均热炉自然升温结束后点火，以40℃/h的升温速率将炉温上升到700℃保温360分钟，然后继续以60℃/h的升温速率将炉温上升到1100℃保温120分钟，随后以80℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温300分钟，钢锭出炉轧制。
表2是实施例低碳高铬合金钢采用图1均热模型加热的钢锭轧制收得率。
        表2
  收得率，％
  A   82.42
  B   81.53
本发明所述均热工艺在某钢厂应用，轧制低碳高铬合金钢钢锭10000多吨，没有出现过钢锭或轧制钢坯表面开裂等废品，钢锭轧制成材的收得率达82％左右，具有实际推广应用价值。

Claims (2)

1.低碳高铬合金钢钢锭的均热方法，包括如下步骤：
a.低碳高铬合金钢钢锭脱模后空冷至400-600℃装入均热炉，钢锭装入均热炉时的炉温≤800℃；
b.低温保温：装炉结束时均热炉炉温保持在600℃以下，通过均热炉内钢锭散发的热量保持炉温自然上升；
c.低温均热：均热炉自然升温结束后点火，以50℃±10℃/h的升温速率将炉温上升到800℃±10℃保温，保温时间≥360分钟；
d.相变均热：低温均热期结束后，继续以50±10℃/h的升温速率将炉温上升到1000±10℃保温，保温时间≥120分钟；
e.高温均热：随后以90±10℃/h的升温速率将炉温上升到1270℃轧制温度保温，保温时间≥300分钟，钢锭出炉轧制。
2.如权利要求1所述的低碳高铬合金钢钢锭的均热方法，其特征是：所述的低碳高铬合金钢钢锭中C 0.05-0.22wt％、Cr 8.0-14.0wt％。
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