[發(fā)明專利]一種耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510512000.4
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN105112614B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張和平
• 申請（專利權(quán)）人: 稷山縣華鑫鎂合金制品有限公司
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;B22D13/02;C22C38/48
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 鄭晉周

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料加工設(shè)備領(lǐng)域，提供了一種耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐，以耐熱、抗氧化、耐腐蝕的不銹鋼作為材質(zhì)、離心澆鑄成型、外表面被覆耐火材料保護(hù)層的退火罐，可作為冷拔鐵絲、熱拔鋼絲、鋼帶退火工藝用的專用設(shè)備，還可用于其他需同時耐受高溫、氧化、燃?xì)飧g，特別是長期處于升溫、降溫循環(huán)往復(fù)的熱震蕩且同時承受氧化侵蝕工況環(huán)境的特殊領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鐵絲、鋼絲及鋼帶是重要的金屬制品，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的生產(chǎn)和建設(shè)，在其生產(chǎn)工藝中退火是不可或缺的重要工序。退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻，目的是去除冷拔鐵絲、熱拔鋼絲、軋制鋼帶的殘余應(yīng)力，減少變形與裂紋傾向，降低金屬硬度和脆性，改善其塑性和韌性。鐵絲、鋼絲及鋼帶生產(chǎn)企業(yè)中大部分的退火采用井式退火爐，承裝退火工件為可移動式退火罐。其工作流程為裝料——封罐——加溫——保溫——緩冷——出料，一個流程約40天，最高工作溫度850～900℃。

移動式退火罐罐體一般為Ф1000mm，高2000-2500mm，采用18～20mm厚的#25碳鋼板卷制對接后里外堆焊，罐底采用同質(zhì)鋼板與筒體堆焊連接。罐體外表面進(jìn)行浸滲鋁處理形成氧化鋁薄膜以提高其抗氧化能力。退火罐的工作溫度在850—900℃的高溫區(qū)域，將鐵絲放置入罐內(nèi)后反復(fù)加熱冷卻，退火罐在一代罐役中需反復(fù)承受加熱、保溫、緩冷至常溫循環(huán)往復(fù)的過程，因而退火罐的材質(zhì)要求具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能，以及足夠高的高溫強(qiáng)度和綜合機(jī)械性能。長期以來，原始的以碳鋼板圈好、對接縫焊接、滲鋁形成的退火罐，因抗氧化、抗腐蝕能力差，導(dǎo)致退火罐在升溫、降溫、升溫、降溫循環(huán)往復(fù)的高溫狀態(tài)下長時間工作中，過早的氧化、剝皮、脫皮、焊縫開裂，罐體承受重量較大，在吊裝移動過程中罐體容易變形等問題。

其破損失效的主要形式為：1）表面氧化鋁薄膜破損，基體碳鋼受到爐內(nèi)煙氣的氧化侵蝕，產(chǎn)生點(diǎn)蝕甚至剝蝕，蝕穿罐體后使得罐內(nèi)的退火工件受氧化報廢，導(dǎo)致退火罐及其內(nèi)部工件使用壽命不超過一年，而使用一段時間后，表層氧化嚴(yán)重，作為廢品鐵進(jìn)行處理也是不受歡迎的；2）罐體受氧化后蝕損使得堆焊的焊體與罐體的結(jié)合破壞，罐體漏氣失效；3）罐體采用的普通碳鋼抗熱振性能較差，耐熱疲勞性能不足，使用中容易產(chǎn)生變形而失效。最終不僅使產(chǎn)品使用壽命短，安全系數(shù)低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下，極大的影響了用戶的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決目前移動式退火罐使用中反復(fù)承受加熱、保溫、緩冷至常溫循環(huán)往復(fù)的過程，容易出現(xiàn)破損失效的問題，提供了一種耐熱不銹鋼退火罐的加工方法及制備的退火罐。

本發(fā)明由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種耐熱不銹鋼退火罐的加工方法，包括如下步驟：

A、罐體采用離心澆鑄，廢舊不銹鋼作基料，加入耐高溫耐腐蝕合金，通過中頻感應(yīng)爐，1600℃熔煉、精煉，鋼水檢測達(dá)標(biāo)后，開啟離心機(jī)，轉(zhuǎn)速達(dá)到350--400 rpm時，均勻投入30--40目的石英砂，再將轉(zhuǎn)速提升到500rpm，澆入鋼水，冷卻到暗紅色，從管模中拖出，退火處理消除鑄造應(yīng)力；B、鋼水在管模內(nèi)，通過離心力的作用和石英砂在高溫下滲透融合，形成石英砂滲透融合層；C、未融合滲透的石英砂顆粒則牢固粘附于滲透融合層表面，形成石英砂層；D、將設(shè)有石英砂滲透融合層和石英砂層的罐體與罐底焊接。

所制備的罐體控制壁厚為16-20mm。所述石英砂滲透融合層厚2mm，石英砂層厚3-4mm。

利用上述一種耐熱不銹鋼退火罐的加工方法制備的耐熱不銹鋼退火罐，包括焊接為一體的罐底和罐體，所述罐體為16-20mm厚的大口徑無縫不銹鋼鋼管，罐體外表面覆有石英砂滲透融合層。

所述罐體為合金鋼材，其組分及重量百分比為：鎳3-4%，鉻13%，硅1-2%，錳1-1.5%，銅0.4-0.6%，鋁0.01-0.03%，鉬0.1-0.2%，鈮0.01-0.03%，氮0.1-0.3%，碳0.25-0.3%，其余為鐵元素。

筒體整體澆鑄成型，沒有軸向焊縫，罐體與罐底焊接處理；罐體外表面被覆以石英砂質(zhì)耐火材料保護(hù)層，罐體表面的鋼水和石英砂在高溫下滲透融合，形成滲透融合層，未融合滲透的石英砂顆粒則在鋼水浸潤、熱吸附、澆鑄離心力與鋼模限制間產(chǎn)生的壓力的綜合作用下牢固粘附于滲透融合層表面形成致密的粘附層，兩層間沒有明顯的界面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：