[發明專利]一種厚度小于200mm的耐蝕合金電渣重熔板坯生產工藝及設備

有效

• 申請號: 201410405581.7
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104152709A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 王新鵬;寧天信;楊俊峰;陳帥超;張春林;羅利陽
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞特種裝備有限公司
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18;C22B9/187
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明屬于特種合金成型技術領域。尤其涉及一種厚度小于200mm的耐蝕合金電渣重熔板坯生產工藝及設備。

背景技術

國內市場上供應的耐蝕合金產品主要是進口美國國際鎳公司，特別是以耐蝕合金板坯為基礎生產的耐蝕合金板、帶、箔材等產品幾乎全部依賴進口。國家特殊鋼領域“十二五”規劃指出，“十二五”期間需要重點突破高溫合金、耐蝕鋼等高性能特殊鋼關鍵材料技術，形成具有國際先進水平的高品質特殊鋼材料體系和生產工藝流程，獲取一批自主知識產權，以點帶面推動特殊鋼產業結構調整與優化升級，大幅提升節能減排技術水平，實現高品質特殊鋼材料國產化和規模應用。

目前，特殊鋼板坯的成型方法主要采用固定式電渣重熔方式、抽錠式電渣重熔方式和連鑄方式生產。

寶鋼特殊鋼有限公司、德國蒂森克虜伯公司、美國特殊鋼公司、美國ATI公司等單位均采用固定式電渣重熔方式生產耐蝕合金板坯，電渣重熔板坯的規格為350?mm×1250?mm×2000mm，約重7噸，首先將板坯從350mm厚開坯至200mm厚以下，然后200mm厚的板坯才能進爐卷軋機軋制成耐蝕合金熱軋卷，最后將熱軋卷冷軋成帶、箔等產品。該方案的技術優點為：①自耗電極的規格為250×1150×3000mm，電極長度短，制造容易實現，電渣重熔過程容易實現，工藝穩定性好；②可以控制不同的熔速生產高合金含量耐蝕合金板坯，固定式電渣重熔工藝的熔化速度對表面質量影響不大，熔化速度對凝固組織影響較大，熔化速度越低，凝固組織越好。因此，可以采用低熔化速度獲得表面質量和凝固組織均良好的耐蝕合金電渣重熔板坯。該方案的技術缺點為：①板坯太厚，需要將350mm厚的板坯鍛造開坯至200mm厚，表面修磨后再進行后續熱軋，生產工序長，增加開坯、修磨工序，生產成本增加，能耗增加；②不能生產厚度小于200?mm，寬度大于1250mm，重量大于6噸的板坯，原因為：傳統固定式電渣重熔用結晶器為矩形，由于固定式電渣重熔工藝必須保證自耗電極距離結晶器壁的距離大于50mm，也就是說，要生產橫截面規格為A×B的電渣重熔板坯，所需要的自耗電極橫截面規格為（A-100）×（B-100），受此限制，要生產200?mm（厚）×1250?mm（寬）×3000mm（長），重量約6噸的板坯，電極的規格為：100?mm（厚）×1150（寬）?mm×6500mm（長），由于電極太長，造成電極制造、電渣設備制造等問題無法解決，因此，目前國、內外均未采用固定式電渣重熔工藝生產厚度小于200?mm，寬度大于1250mm，重量大于6噸的電渣重熔板坯。

文獻“鄂鋼20t板坯電渣爐供電制度的探索與實踐”中公開了一種板坯生產方法，其采用T型結晶器抽錠電渣重熔方式生產規格為320?mm×1400?mm×3700mm、320?mm×1850?mm×3900mm的低合金鋼。該方案的技術優點為：①采用截面尺寸大于所生產電渣重熔板坯的電極，將自耗電極的長度縮短，電極的生產、平直度、設備制造等容易實現；②抽錠電渣重熔工藝的特點為：熔化速度越高，電渣重熔板坯的表面質量越好，而凝固組織的質量越差，會產生偏析、凝固疏松等缺陷。由于熔化速度對低合金鋼的凝固組織質量影響較小，因此，可以采用高熔速（比固定式電渣重熔熔速約高40-50%）生產表面質量、內部凝固組織均良好的厚度300mm以上的厚板坯。該方案的缺點為：①生產的低合金板坯，仍然需要先將厚度為320mm的板坯開坯成200mm以下的板坯，表面修磨后才能進入爐卷軋機軋制成熱軋卷，生產工序長，增加開坯、修磨工序，生產成本增加，能耗增加；②無法實現300mm厚以上的高合金含量的耐蝕合金板坯生產，原因為：（a）耐蝕合金的合金元素含量遠遠高于低合金鋼，在凝固過程中元素偏析嚴重，板坯的厚度增加至300mm厚以上，板坯的化學成分均勻性差，影響最終產品的耐腐蝕性能；（b）耐蝕合金的導熱性能遠低于低合金鋼，凝固特性差，板坯厚度增加至300mm厚以上，金屬凝固速度低于合金鋼，會產生心部顯微疏松、微觀縮孔等缺陷，心部粗大等軸晶區域大，板坯的熱塑性差；③耐蝕合金的高溫粘度高于低合金鋼，流動性差，易形成夾渣缺陷。因此，目前國、內外未見利用利用抽錠電渣重熔的方法生產高合金含量的耐蝕合金板坯。