專利名稱：0Cr17Ni4Cu4Nb鑄錠的軋制開坯生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)沉淀硬化型不銹鋼錠的熱加工開坯生產方法，尤其是指馬氏體沉淀硬化型不銹鋼的熱加工開坯生產方法。
背景技術：
不銹鋼可分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼五大鋼類；馬氏體沉淀硬化不銹鋼是一種常見的沉淀硬化不銹鋼，它是在馬氏體基體上析出細小、彌漫的第二相，使合金達到高強度、高硬度，有許多這類的鋼種可以在軟化或退火狀態(tài)下進行成型加工。0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)是1946年美國開發(fā)的馬氏體沉淀硬化型不銹鋼，具有相變硬化和時效硬化的特點，主要用于制造316℃以下工作的高強耐蝕部件，應用相當廣泛，常用于大功率汽輪機發(fā)電設備所需的葉片用鋼。
0Cr17Ni4Cu4Nb鋼具有難變形易開裂的特點，該鋼的固有特性是導熱性低，變形抗力大，過熱較敏感，冷卻過程中承受多種應力(主要是熱應力、馬氏體相變應力、時效應力)作用；另外，從理論上來說，鋼的熔點為1400～1440℃，按常規(guī)其加熱溫度最高可達1250℃，但是，由于鋼中起沉淀硬化作用的Cu元素(鋼中Cu含量高達4％，而Cu的熔點為1083℃，)是低熔點物質，當加熱溫度為1200℃時，在鋼錠表面易形成Cu的氧化物，熱加工后在鋼坯表面形成角裂，而較低加熱溫度，則增大變形抗力，熱加工開坯困難，造成熱加工溫度范圍比較窄，因此，該鋼的生產工藝是“電爐澆鑄鋼錠+電渣重熔錠+鍛壓機熱加工開坯+熱加工成材”， 另外生產過程中，鋼錠、鋼坯、鋼材都必須進行退火處理(消除或緩解應力作用)。
長期以來，馬氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb葉片用鋼的熱加工開坯工藝都是采用“電渣錠(1-2.5噸)→鍛壓機多火次的鍛壓開坯→120～220mm方鋼坯→退火處理”，該生產工藝的不足之處是鍛壓開坯產能低，生產周期長，金屬消耗大，冶金制造成本高。近年來，隨著社會科學技術的進步，我國用電需求量不斷擴大，發(fā)電設備增容所需的葉片用鋼需求量俱增，尤其是大功率汽輪機發(fā)電設備所需的葉片鋼0Cr17Ni4Cu4Nb需求量大幅度上升，傳統(tǒng)的0Cr17Ni4Cu4Nb葉片用鋼熱加工鍛壓開坯工藝不能滿足冶金制造商的生產要求和市場發(fā)展的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明開發(fā)一種0Cr17Ni4Cu4Nb鑄錠的軋制開坯生產方法，用軋鋼機替代鍛壓機進行熱加工開坯，將0Cr17Ni4Cu4Nb電渣錠軋制成合格的鋼坯，解決了馬氏體類沉淀硬化型不銹鋼葉片用鋼0Cr17Ni4Cu4Nb生產周期長，金屬成坯率低的問題，大大降低冶金制造成本，滿足用戶要求和市場需要。
本發(fā)明提供的0Cr17Ni4Cu4Nb鑄錠的軋制開坯生產方法，其特征是采用均熱爐加熱電渣錠+初軋機(軋鋼機)二火軋制的熱加工開坯，生產0Cr17Ni4Cu4Nb鋼坯初軋機第一火軋制(1)均熱爐加熱電渣錠要求(A)電渣錠單支重量1.5～2.8噸；冷鋼錠的入爐溫度400～600℃，保溫1.2～1.8小時，熱鋼錠的入爐溫度600～710℃，保溫0.5～1.0小時；(B)以40～60℃/h的速度(嚴格控制0Cr17Ni4Cu4Nb在低溫及組織發(fā)生轉變)升溫至900～1000℃，保溫1.5～2.5小時；(C)以80～100℃/h的速度升溫至1180～1220℃；(D)1180～1220℃保溫3.5～4.5小時，保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差；(E)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進行熱加工開坯，進入初軋機第一火軋制；(2)初軋機熱加工開坯要求(A)軋制前，先關閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；(B)軋輥預熱溫度80～150℃(可以按排其它鋼錠先軋制4～5支)，允許軋制0Cr17Ni4Cu4Nb；(C)鋼錠的開軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1050℃；初軋機軋輥的咬入速度≤10轉/分；(D)第一火軋制的道次數10～15道次(若初軋道次數太多，一方面，鋼坯軋件較長，均熱爐加熱時放置困難；另一方面，使軋件的軋制溫度較低，影響軋件的軋制質量)，壓下量30～40mm(壓下量太大，鋼錠軋件易發(fā)生角裂；壓下量太小，影響初軋機的生產力)；(E)軋件回爐加熱。
初軋機第二火軋制(3)均熱爐加熱回爐坯要求(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1160～1210℃，保溫50～75分種；(B)保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差，確保軋件的陰陽面溫度差≤30℃；(C)軋件出爐，進入初軋機第二火軋制。
(4)初軋機熱加工開坯要求(A)第二火軋制前，先關閉軋輥冷卻水，軸瓦的冷卻水仍適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到；輥身可以不預熱進入軋制狀態(tài)。(B)軋件的開軋溫度≥1130℃，終軋溫度≥1000℃；(C)第二火軋制時，前1～4個道次采用平底孔熱軋(去處軋件表面的氧化鐵皮)，以后的道次采用箱形孔熱軋，壓下量40～50mm；(D)軋制成品規(guī)格后，快速剪切(隨著軋制溫度的下降，鋼坯的屈服強度上升很快，可能傷害剪切設備)；(E)軋坯熱裝退火爐退火。
與現有的技術相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、工藝簡便，可操作性強；2、生產組織便捷，生產周期大大縮短；3、產品質量好；4、金屬成坯率高，冶金制造成本大大降低；


圖1是初軋機第一火軋制的均熱爐加熱電渣熱錠工藝。
圖2是初軋機第一火軋制的均熱爐加熱電渣冷錠工藝。
具體實施方案某鋼鐵公司實施本發(fā)明專利，采用均熱爐加熱電渣錠(錠重1.5～2.8噸、2.3噸)+初軋機(Φ800軋機)二火軋制的熱加工開坯，生產0Cr17Ni4Cu4Nb鋼坯(180方mm，220方mm)。初軋機第一火軋制時，均熱爐加熱電渣錠(A)電渣錠(單支重量2噸、2.3噸)熱送均熱爐，鋼錠的入爐溫度700℃，保溫0.5小時；(B)以50～60℃/h的速度升溫至900℃，保溫2小時；(C)以100℃/h的速度升溫至1190℃；(D)1190℃保溫4小時，保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差；(E)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，軋件出爐，進入初軋機第一火軋制。初軋機熱加工開坯要求(A)軋制前，先關閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；(B)軋輥預熱溫度120℃；(C)鋼錠的開軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1050℃；初軋機軋輥的咬入速度≤10轉/分；(D)第一火軋制的道次數13道次，壓下量30～40mm；(E)軋件回爐加熱。初軋機第二火軋制時，均熱爐加熱回爐坯(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1170℃，保溫60分種；(B)保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差，確保軋件的陰陽面溫度差≤30℃；(C)軋件出爐，進入初軋機第二火軋制。初軋機熱加工開坯(A)第二火軋制前，先關閉軋輥冷卻水，軸瓦的冷卻水仍適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到；輥身可以不預熱進入軋制狀態(tài)；(B)軋件的開軋溫度≥1130℃，終軋溫度≥1000℃；(C)第二火軋制時，前二個道次采用平底孔熱軋，第三及以后的道次采用箱形孔熱軋，壓下量40～50mm；(D)軋制成品規(guī)格后，快速剪切；(E)軋坯熱裝退火爐退火。實施本發(fā)明專利，對0Cr17Ni4Cu4Nb進行熱加工軋制開坯，具有工藝簡便，生產組織便捷，冶金制造成本低的特點，與傳統(tǒng)的“電渣錠——鍛壓開坯”生產工藝相比，不僅大大縮短了生產周期，且金屬成坯率(高達83％以上)提高3％(高達83％以上)以上，冶金制造成本降低1100元/噸，由初軋開坯的0Cr17Ni4Cu4Nb，經軋制≤Φ160mm圓鋼，其內材質量均滿足GB/T8732-1988標準之規(guī)定，表面質量穩(wěn)定，符合產品質量要求，電渣錠開坯，成材合格率達到99.93％，經濟效益顯著。
權利要求
1.OCr17Ni4Cu4Nb鑄錠的軋制開坯生產方法，其特征是采用均熱爐加熱電渣錠+初軋機二火軋制的熱加工開坯，生產OCr17Ni4Cu4Nb鋼坯熱加工開坯第一火軋制要求(1)均熱爐加熱電渣錠時(A)電渣錠單支重量1.5～2.8噸；冷鋼錠的入爐溫度400～600℃，保溫1.2～1.8小時，熱鋼錠的入爐溫度600～710℃，保溫0.5～1.0小時；(B)以40～60℃/h的速度升溫至900～1000℃，保溫1.5～2.5小時；(C)以80～100℃/h的速度升溫至1180～1220℃；(D)1180～1220℃保溫3.5～4.5小時，保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差；(E)鋼錠陰陽面溫度差≤30℃，才能進行熱加工開坯，進入初軋機第一火軋制；(2)初軋機熱加工開坯時(A)軋制前，先關閉軋輥的冷卻水，軸瓦的冷卻水適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到輥身；(B)軋輥預熱溫度80～150℃；(C)鋼錠的開軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1050℃；初軋機軋輥的咬入速度≤10轉/分；(D)第一火軋制的道次數10～15道次，壓下量30～40mm；(E)軋件回爐加熱；熱加工開坯第二火軋制要求(3)均熱爐加熱回爐軋件時(A)第一火軋件回爐加熱，加熱溫度1160～1210℃，保溫50～75分種；(B)保溫時將鋼錠進行逐支翻身，減小鋼錠陰陽面的溫度差，確保軋件的陰陽面溫度差≤30℃；(C)軋件出爐，進入初軋機第二火軋制；(4)初軋機熱加工開坯時(A)第二火軋制前，先關閉軋輥冷卻水，軸瓦的冷卻水仍適當關小，且避免軸瓦的冷卻水飛濺到；輥身可以不預熱進入軋制狀態(tài)。(B)軋件的開軋溫度≥1130℃，終軋溫度≥1000℃；(C)第二火軋制時，前1～4個道次采用平底孔熱軋，以后的道次采用箱形孔熱軋，壓下量40～50mm；(D)軋制成品規(guī)格后，快速剪切；(E)軋坯熱裝退火爐退火。
全文摘要
0Cr17 Ni4Cu4Nb鑄錠的軋制開坯生產方法，其特征是采用均熱爐加熱電渣錠+初軋機二火軋制的開坯工藝(1)一火加熱冷鋼錠，入爐溫度≤600℃保溫1.5小時；熱鋼錠，入爐溫度≤690℃保溫1小時；以≤60℃/h升至950℃保溫2小時，≤80℃/h升至1180℃保溫4小時；陰陽面溫差≤30℃出爐；(2)一火開坯軋輥預熱；輥速≤10轉/分；開軋溫度≥1150℃，終軋溫度≥1050℃；壓下量≤40mm；軋制道次≤14；(3)二火加熱1180℃保溫1小時；(4)二火開坯開軋溫度≥1130℃，終軋溫度≥1000℃；壓下量≤50mm；鋼坯快速剪切，熱裝退火。實施本發(fā)明專利對0Cr17Ni4Cu4Nb進行熱加工軋制開坯，具有工藝簡便、生產組織便捷、鋼坯表面質量優(yōu)、成本低的特點，質量符合GB/T8732－1988標準要求，經濟效益顯著。
文檔編號B21B3/00GK1584064SQ200410025100
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權日2004年6月11日
發(fā)明者葛憲平, 沈燕源, 顧新根, 方靜賢, 張龍祥, 王立榮, 王忠民 申請人:寶鋼集團上海五鋼有限公司