專利名稱：固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的工藝方法
技術領域：
本發明涉及冶金行業用固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的エ藝方法。
背景技術：
熱送技術一般是指澆注后的鋼錠，未經冷卻至室溫這ー過程，而直接進入到加熱爐加熱后進行熱加工。
對于存在相變點的材料，熱送溫度高于AC3以上稱為高溫熱送，熱送溫度低于ACl稱為低溫熱送。鋼錠熱送可以大大降低能源消耗，提高生產率，降低生產成本，在鋼鐵生產企業中廣泛應用。而對于電渣錠，尤其是不存在相變點、導熱性較差的鎳基合金品種，由于其材料及生產方式特殊性，幾乎不采用熱送方式生產。按照定義，含Ni量大于等于50%以上的材料稱為鎳基合金。鎳基合金按照強化方式分為固溶強化型和析出強化型。GH3700鎳基合金，其主要成分為55Ni-22Cr-12Co_9Mo，它屬于固溶強化型鎳基合金。由于此材料合金元素含量很高，偏析較為嚴重，需對其進行高溫均質化處理。并且電渣錠在加熱和冷卻循環過程中，對外界溫度較為敏感，由于電渣錠內外溫度差，易產生熱應力，在生產過程中，電渣錠易產生開裂現象。目前，對于GH3700鎳基合金，其生產方式采用原材料準備一真空感應冶煉，澆注電極棒一電渣重熔一電渣錠空冷至室溫一電渣錠運送至退火爐一電渣錠進退火爐均質化退火(入爐時退火爐爐溫彡400°C，升溫速度彡800C /h)—電渣錠隨爐冷卻至彡900°C時，取出空冷至室溫一電渣錠運送至熱加工加熱爐一電渣錠進入熱加工加熱爐加熱(入爐時加熱爐爐溫彡400°C，升溫速度彡80 0C /h)—熱加工/開坯。在傳統的“電渣重熔一電渣錠空冷至室溫一冷裝爐一控制升溫、均質化一爐冷、取出空冷至室溫一控制升溫、均熱一熱加エ/開坯”生產エ藝中，一方面，在電渣重熔過程中，對于控制凝固過程的底結晶器冷卻水不進行優化調節，由此導致電渣錠頭尾溫差較大，電渣重熔完畢脫模后，表面溫度不均衡，并且難以達到850°C ;另一方面，由于材料具有導熱性差的特殊性，對電渣錠入爐時爐溫及加熱速度要求嚴格。為保證安全，一般電渣錠入爐時爐溫應彡400°C，升溫速度彡80°C /h,以免由于內外溫差過大形成熱應カ，使電渣錠開裂。由此導致退火爐及加熱爐不能連續高溫工作，生產周期延長，加重退火爐及加熱爐升溫、均熱負擔，嚴重影響了生產效率，浪費能源(能耗增加、時間延長)。并且，電渣錠在空冷過程中，由于外界環境的影響(例如冬季，室外溫度較低，在靠近廠房廠門附近，或者由于廠房內冷空氣的對流)，使電渣錠表面溫度快速降低，從而造成電渣錠內外溫差過大，導致電渣錠開裂。

發明內容
本發明是鑒于上述技術中存在的問題，提供一種固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的エ藝方法。目的之一，縮短生產周期，降低冶金成本；目的之ニ，消除電渣錠開裂現象，提高熱加工成材率。本發明開發ー種固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的エ藝方法，以GH3700鎳基合金為試驗實施品種，通過控制電渣重熔エ藝、并利用其物理冶金特性(材料溫度在< 850°C時，具有導熱性差的特點，而材料溫度在> 850°C時，其導熱系數顯著提高，此時升溫速度無需控制)，同時控制生產節奏，用“電渣錠熱送均質化、熱送加熱開坯”來代替傳統的“電渣錠冷送均質化、冷送加熱開坯”，解決了鎳基合金GH3700生產周期長問題，降低鋼錠開裂風險，同時大大降低了冶金制造的生產成本，滿足用戶和市場需求。本發明提供的一種固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的エ藝方法，其特征是采用“控制電渣重熔”+ “熱送至退火爐均質化處理”+ “電渣錠高溫熱送”的三步法熱送エ藝，滿足電渣錠表面溫度以彡850°c的溫度進退火爐的熱送要求
所述控制電渣錠重熔即電渣錠熔煉至1/3時，減少結晶器底水箱的冷卻水流量，冷卻 水流量為正常流量的70-75% (正常水流量為100L/min);電渣錠熔煉至1/2時，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的45-55% ；電渣錠熔煉至3/4吋，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的25-30%，并保持到到電渣重熔結束(電渣重熔是ー個局部熔化、精煉、凝固的過程，通過控制電渣重熔不同階段底水箱冷卻水流量，使電渣錠頭尾溫差減少，同時不影響電渣錠冶金質量)；重熔結束后40-50min電渣錠脫摸，電渣錠脫模后立即用保溫罩罩住，并在15min內進退火爐，確保入爐溫度彡850°C。所述退火爐均質化處理即電渣錠入爐表面溫度彡850°C，退火爐的保溫溫度為11800C -1220°c，均質化處理時間為40-48h ;鋼錠出爐溫度1180_1220°C ；
所述電渣錠高溫熱送即采用小型保溫車熱送電渣錠，電渣錠從退火爐內取出后立即裝車，在熱加工車間電渣錠卸車時間< lOmin，保持生產節奏的連續性與緊湊性；電渣錠裝入熱加工車間加熱爐時表面溫度彡850°C，熱加工車間加熱爐的待料溫度為1110-1140°C。和現有技術相比，本發明具有如下優點
(I)生產周期大幅縮短。(2)冶金制造成本大幅降低。(3)有效解決電渣錠開裂現象。(4)提高熱加工成材率。
具體實施例方式除試驗實施品種外，本發明還可以適用其他固溶強化型鎳基合金品種，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍內。實施例本發明實施例以GH3700鎳基合金為試驗實施品種，采用“控制電渣重熔”+ “熱送至退火爐均質化處理”+ “電渣錠高溫熱送”的三步法熱送エ藝，滿足鎳基合金GH3700電渣錠(重I噸)表面溫度以彡850°C的溫度進退火爐及熱加工車間加熱爐的熱送要求(I)控制電渣錠重熔電渣錠熔煉至1/3時，減少結晶器底水箱的冷卻水流量，冷卻水流量為正常流量的75% ；電渣錠熔煉至1/2吋，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的50% ；電渣錠熔煉至3/4吋，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的30%，并保持到到電渣重熔結束；重熔結束后45min電渣錠脫摸，電渣錠脫模后立即用保溫罩罩住，并在IOmin內進退火爐。(2)退火爐均質化處理入爐時電渣錠頭部表面溫度910°C，尾部表面溫度870°C，頭尾溫差40°C ;電渣錠入爐時退火爐溫度為1210°C，均質化處理時間為48h。(3)電渣錠高溫熱送采用小型保溫車熱送電渣錠，電渣錠裝入保溫車時其表面溫度為1130°C，在熱加工車間電渣錠卸車時間為7min ;電渣錠裝入熱加工車間加熱爐時表面溫度為1010°C，熱加工車間加熱爐的待料溫度為1130°C。實施本發明專利對鎳基合金GH3700電渣錠進行熱送均質化開坯，具有生產周期短、冶金制造成本低、提高成材率的特點，與傳統的“電渣錠冷送均質化、冷送加熱開坯”相比，退火爐加熱時間縮短了 16h，熱加工車間加熱爐加熱時間縮短了12h，大大降低生產能耗，減輕了退火爐和加熱爐的升溫、均熱負擔，并且縮短生產周期約2天，電渣錠報廢率由3. 8%降低至O，熱加工成材率由78%提高至85%。由熱送均質化開坯エ藝生產的GH3700成品管材，其質量滿足ASME SB-167標準，經濟效益顯著。本實施例中的正常水流量為100L/min。 ·
權利要求
1. 一種固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的工藝方法，其特征是采用“控制電渣重熔”+ “熱送至退火爐均質化處理”+ “電渣錠高溫熱送”的三步法熱送工藝 所述控制電渣錠重熔即電渣錠熔煉至1/3時，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的70-75% ；電渣錠熔煉至1/2時，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的45-55% ；電渣錠熔煉至3/4時，結晶器底水箱冷卻水流量為正常流量的25-30%，并保持到到電渣重熔結束；重熔結束后40-50min電渣錠脫模，電渣錠脫模后立即用保溫罩罩住，并在15min內進退火爐； 所述退火爐均質化處理即電渣錠入爐表面溫度> 850°C，退火爐的保溫溫度為.11800C _1220°C，均質化處理時間為40-48h ;電渣錠出爐溫度1180_1220°C ； 所述電渣錠高溫熱送采用小型保溫車熱送電渣錠，電渣錠從退火爐內取出后立即裝車，電渣錠裝入加熱爐時表面溫度> 850°C，熱加工車間加熱爐的待料溫度為.1110-1140。。。
全文摘要
一種固溶強化型鎳基合金電渣錠熱送均質化開坯的工藝方法，包括(1)電渣錠熔煉至1/3、1/2和3/4時，結晶器底水箱冷卻水流量分別為正常流量的75%、50%和30%。重熔結束后45min脫模，用保溫罩罩住，15min內進退火爐；(2)電渣錠入退火爐時表面溫度≥850℃，溫度1210℃，時間為48h，出爐溫度1210℃；(3)電渣錠從退火爐內取出后裝車，裝入熱加工車間加熱爐時表面溫度≥850℃，加熱爐的待料溫度為1130℃。本發明具有生產周期短、冶金成本低的特點。與傳統工藝相比，縮短加熱時間28h，縮短生產周期2天，電渣錠報廢率降至0，成材率提高7%。質量滿足ASMESB-167標準，經濟效益顯著。
文檔編號B22D23/10GK102806337SQ20121029201
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者王巖, 曾莉, 李亮, 郝文慧, 苗華軍, 郭宏鋼 申請人:太原鋼鐵(集團)有限公司