大型铬钼钒正十六棱钢锭的退火方法与流程

1.本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种大型铬钼钒钒正十六棱钢锭的退火方法。


背景技术：

2.单重45吨以上的特大型铬钼钒钢板一般采用正十六棱钢锭进行成材，由于合金元素含量较高，锭身较大，加上其独特的结构导致其内外在应力过大，在后续的降温或制造过程中易产生表面缺陷或致应力开裂，从而导致报废。因此在正十六棱钢锭脱模后需先进行退火处理，以消除正十六棱钢锭应力，便于后期加工。现有的退火方法保温时长通常≥96h，耗时较长且效率低下，较为快速的升降温加上相对不合理的加热温度导致退火效果不佳，钢锭在后续的加工过程中易产生裂纹缺陷，废品率较高。
3.基于上述背景，本发明提供了一种时间短且效果好的退火方法，便于钢厂大规模化生产。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种大型铬钼钒钒正十六棱钢锭的退火方法，所述方法用时短、效果好，退火后正十六棱钢锭内外在质量良好。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型铬钼钒钒正十六棱钢锭的退火方法，包括升温、保温和冷却过程；所述升温过程为正十六棱钢锭脱模后≥200℃入退火炉，随后以45～55℃/h的升温速率升温；所述保温过程为正十六棱钢锭升温至保温温度900～950℃后保温30～40h；所述冷却过程为正十六棱钢锭以15～30℃/h的降温速率降至180～200℃，随后熄火并随炉冷却至室温。
6.本发明所述正十六棱钢锭中cr含量1.90～2.60%，mo含量0.90～1.20%，v含量0.20～0.40%。
7.本发明所述正十六棱钢锭的重量为75～80t。
8.大型正十六棱铬钼钒钢锭脱模后，由于锭身尺寸大，随着温度不断降低，内外温差越来越大，由于各部位的冷却速度不均，内外温差会进一步形成热应力。同时，当上述正十六棱钢锭冷却至临界点温度以下时，会发生诸如珠光体分解、贝氏体相变、马氏体转变等一系列相变。冷却的不等时性相变过程将导致正十六棱钢锭体积膨胀，从而产生组织应力。热应力和组织应力叠加形成正十六棱钢锭中的内应力，一般情况下，内应力随着钢锭质量和钢中合金元素含量的增加而增大。若冷却工艺不当，或冷却后不及时退火以消除内应力，会产生表面缺陷或致应力开裂，导致钢锭报废，造成重大经济损失。
9.针对上述问题，本发明技术方案中的慢速升温过程可避免因为较大的温度梯度导致正十六棱钢锭内外在温差过大引起钢锭迅速开裂，具体参数的设定为达到去除内应力温
度的较优配置，既不至于正十六棱钢锭由于内应力开裂又不会导致生产效率低下；保温阶段为正十六棱钢锭去除内应力的主要阶段，该阶段相对更为重要，本发明所述的保温工艺为去除内应力，减小变形开裂倾向的最佳工艺，在该温度和时间范围内通过内部局部塑性变形或局部的弛豫过程使内应力松弛而达到最大程度消除内应力的目的；缓慢冷却工艺则用于防止正十六棱钢锭产生新的残余应力。
10.本发明提供的退火工艺相对简单，且退火效果更好，能最大程度消除大型正十六棱钢锭的内应力，适用于重量为75～80t的大型铬钼钒正十六棱钢锭，且退火后正十六棱钢锭内外在质量优良。从统计结果来看，采用本发明的方法退火后，因退火原因导致的正十六棱钢锭废品率低至0.3%以下，同时相比传统退火方法节能80～120元/吨，整个退火生产时间缩短了32～56h，利于钢厂大规模、批量化生产。
附图说明
11.图1为实施例1正十六棱钢锭退火后的图片；图2为实施例1正十六棱钢锭退火后锻造时的图片。
实施方式
12.下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
13.本实施例正十六棱钢锭的重量为75t，其化学成分中cr元素含量1.90%，mo元素含量0.90%，v元素含量0.20%。
14.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后200℃入退火炉，以55℃/h的升温速度升温至900℃，保温30h，之后以30℃/h的降温速率降温至200℃，随后熄火随炉冷却至室温。
15.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.05%，相比传统退火方式节能80元/吨，整个退火生产时间缩短了32h。
实施例2
16.本实施例正十六棱钢锭的重量为76t，其化学成分中的cr元素含量2.00%，mo元素含量1.05%，v元素含量0.25%。
17.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后220℃入退火炉，以52℃/h的升温速度升温至910℃，保温32h，之后以28℃/h的降温速率降温至190℃，随后熄火随炉冷却至室温。
18.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.08%，相比传统退火方式节能85元/吨，整个退火生产时间缩短了34h。
实施例3
19.本实施例正十六棱钢锭的重量为77t，其化学成分中的cr元素含量2.05%，mo元素含量1.10%，v元素含量0.28%。
20.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后235℃入退火炉，以50℃/h的升温速度升温至915℃，保温34h，之后以25℃/h的降温速率降温至185℃，随后熄火随炉冷却至室温。
21.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.10%，相比传统退火方式节能90元/吨，整个退火生产时间缩短了38h。
实施例4
22.本实施例正十六棱钢锭的重量78t，其化学成分中的cr元素含量2.35%，mo元素含量1.15%，v元素含量0.30%。
23.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后250℃入退火炉，以48℃/h的升温速度升温至923℃，保温36h，之后以22℃/h的降温速率降温至183℃，随后熄火随炉冷却至室温。
24.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.15%，相比传统退火方式节能100元/吨，整个退火生产时间缩短了42h。
实施例5
25.本实施例正十六棱钢锭的重量78.5t，其化学成分中的cr元素含量2.42%，mo元素含量1.18%，v元素含量0.35%。
26.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后280℃入退火炉，以47℃/h的升温速度升温至935℃，保温38h，之后以20℃/h的降温速率降温至182℃，随后熄火随炉冷却至室温。
27.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.20%，相比传统退火方式节能108元/吨，整个退火生产时间缩短了46h。
实施例6
28.本实施例正十六棱钢锭的重量79t，其化学成分中的cr元素含量2.53%，mo元素含量1.19%，v元素含量0.38%。
29.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后290℃入退火炉，以46℃/h的升温速度升温至940℃，保温39h，之后以17.5℃/h的降温速率降温至181℃，随后熄火随炉冷却至室温。
30.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.25%，相比传统退火方式节能112元/吨，整个退火生产时间缩短了50h。
实施例7
31.本实施例正十六棱钢锭的重量为80t，其化学成分中的cr元素含量2.60%，mo元素含量1.20%，v元素含量0.40%。
32.本实施例正十六棱钢锭退火方法如下：脱模后300℃入退火炉，以45℃/h的升温速度升温至950℃，保温40h，之后以15℃/h的降温速率降温至180℃，随后熄火随炉冷却至室温。
33.退火结束后，经检测，钢锭表面无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷。钢锭废品率0.30%，相比传统退火方式节能120元/吨，整个退火生产时间缩短了56h。
34.以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种大型铬钼钒正十六棱钢锭的退火方法，其特征在于，所述方法包括升温、保温和冷却过程；所述升温过程为正十六棱钢锭脱模后≥200℃入退火炉，随后以45～55℃/h的升温速率升温；所述保温过程为正十六棱钢锭升温至保温温度900～950℃后保温30～40h；所述冷却过程为正十六棱钢锭以15～30℃/h的降温速率降至180～200℃，随后熄火并随炉冷却至室温。2.根据权利要求1所述的大型铬钼钒正十六棱钢锭的退火方法，其特征在于，所述正十六棱钢锭中cr含量1.90～2.60%，mo含量0.90～1.20%，v含量0.20～0.40%。3.根据权利要求1或2所述的大型铬钼钒正十六棱钢锭的退火方法，其特征在于，所述正十六棱钢锭的重量为75～80t。

技术总结
本发明公开了一种大型铬钼钒正十六棱钢锭的退火方法，具体步骤为：正十六棱钢锭脱模后≥200℃入退火炉，随后以45～55℃/h的升温速率升温至保温温度900～950℃后保温30～40h；再以15～30℃/h的降温速率降至180～200℃，随后熄火并随炉冷却至室温。本发明退火工艺简单高效，且退火后正十六棱钢锭无内生和外在裂纹、无结疤、翻皮、重皮、重接、夹渣、表面气泡、皮下气泡、气泡暴露等缺陷，内外在质量优良，适用于重量为75～80t的大型铬钼钒正十六棱钢锭的生产。棱钢锭的生产。棱钢锭的生产。


技术研发人员：赵国昌 李样兵 龙杰 庞辉勇 刘生 马吉力 袁锦程 吴艳阳 柳付芳 牛红星 尹卫江 侯敬超 顾自有 陈起 赵紫娟 岳欣欣
受保护的技术使用者：舞阳钢铁有限责任公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/14