专利名称：固溶强化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的工艺方法
技术领域：
本发明涉及冶金行业用固溶強化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的エ艺方法。
背景技术：
热送技术一般是指浇注后的钢锭，未经冷却至室温这ー过程，而直接进入到加热炉加热后进行热加工。
对于存在相变点的材料，热送温度高于AC3以上称为高温热送，热送温度低于ACl称为低温热送。钢锭热送可以大大降低能源消耗，提高生产率，降低生产成本，在钢铁生产企业中广泛应用。而对于电渣锭，尤其是不存在相变点、导热性较差的镍基合金品种，由于其材料及生产方式特殊性，几乎不采用热送方式生产。按照定义，含Ni量大于等于50%以上的材料称为镍基合金。镍基合金按照强化方式分为固溶強化型和析出強化型。GH3700镍基合金，其主要成分为55Ni-22Cr-12Co_9Mo，它属于固溶强化型镍基合金。由于此材料合金元素含量很高，偏析较为严重，需对其进行高温均质化处理。并且电渣锭在加热和冷却循环过程中，对外界温度较为敏感，由于电渣锭内外温度差，易产生热应力，在生产过程中，电渣锭易产生开裂现象。目前，对于GH3700镍基合金，其生产方式采用原材料准备一真空感应冶炼，浇注电极棒一电渣重熔一电渣锭空冷至室温一电渣锭运送至退火炉一电渣锭进退火炉均质化退火(入炉时退火炉炉温彡400°C，升温速度彡800C /h)—电渣锭随炉冷却至彡900°C时，取出空冷至室温一电渣锭运送至热加工加热炉一电渣锭进入热加工加热炉加热(入炉时加热炉炉温彡400°C，升温速度彡80 0C /h)—热加工/开坯。在传统的“电渣重熔一电渣锭空冷至室温一冷装炉一控制升温、均质化一炉冷、取出空冷至室温一控制升温、均热一热加エ/开坯”生产エ艺中，一方面，在电渣重熔过程中，对于控制凝固过程的底结晶器冷却水不进行优化调节，由此导致电渣锭头尾温差较大，电渣重熔完毕脱模后，表面温度不均衡，并且难以达到850°C ;另一方面，由于材料具有导热性差的特殊性，对电渣锭入炉时炉温及加热速度要求严格。为保证安全，一般电渣锭入炉时炉温应彡400°C，升温速度彡80°C /h,以免由于内外温差过大形成热应カ，使电渣锭开裂。由此导致退火炉及加热炉不能连续高温工作，生产周期延长，加重退火炉及加热炉升温、均热负担，严重影响了生产效率，浪费能源(能耗增加、时间延长)。并且，电渣锭在空冷过程中，由于外界环境的影响(例如冬季，室外温度较低，在靠近厂房厂门附近，或者由于厂房内冷空气的对流)，使电渣锭表面温度快速降低，从而造成电渣锭内外温差过大，导致电渣锭开裂。
发明内容
本发明是鉴于上述技术中存在的问题，提供一种固溶強化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的エ艺方法。目的之一，缩短生产周期，降低冶金成本；目的之ニ，消除电渣锭开裂现象，提高热加工成材率。本发明开发ー种固溶強化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的エ艺方法，以GH3700镍基合金为试验实施品种，通过控制电渣重熔エ艺、并利用其物理冶金特性(材料温度在< 850°C时，具有导热性差的特点，而材料温度在> 850°C时，其导热系数显著提高，此时升温速度无需控制)，同时控制生产节奏，用“电渣锭热送均质化、热送加热开坯”来代替传统的“电渣锭冷送均质化、冷送加热开坯”，解决了镍基合金GH3700生产周期长问题，降低钢锭开裂风险，同时大大降低了冶金制造的生产成本，满足用户和市场需求。本发明提供的一种固溶強化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的エ艺方法，其特征是采用“控制电渣重熔”+ “热送至退火炉均质化处理”+ “电渣锭高温热送”的三步法热送エ艺，满足电渣锭表面温度以彡850°c的温度进退火炉的热送要求
所述控制电渣锭重熔即电渣锭熔炼至1/3时，減少结晶器底水箱的冷却水流量，冷却 水流量为正常流量的70-75% (正常水流量为100L/min);电渣锭熔炼至1/2时，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的45-55% ；电渣锭熔炼至3/4吋，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的25-30%，并保持到到电渣重熔结束(电渣重熔是ー个局部熔化、精炼、凝固的过程，通过控制电渣重熔不同阶段底水箱冷却水流量，使电渣锭头尾温差減少，同时不影响电渣锭冶金质量)；重熔结束后40-50min电渣锭脱摸，电渣锭脱模后立即用保温罩罩住，并在15min内进退火炉，确保入炉温度彡850°C。所述退火炉均质化处理即电渣锭入炉表面温度彡850°C，退火炉的保温温度为11800C -1220°c，均质化处理时间为40-48h ;钢锭出炉温度1180_1220°C ；
所述电渣锭高温热送即采用小型保温车热送电渣錠，电渣锭从退火炉内取出后立即装车，在热加工车间电渣锭卸车时间< lOmin，保持生产节奏的连续性与紧凑性；电渣锭装入热加工车间加热炉时表面温度彡850°C，热加工车间加热炉的待料温度为1110-1140°C。和现有技术相比，本发明具有如下优点
(I)生产周期大幅缩短。(2)冶金制造成本大幅降低。(3)有效解决电渣锭开裂现象。(4)提高热加工成材率。
具体实施例方式除试验实施品种外，本发明还可以适用其他固溶強化型镍基合金品种，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。实施例本发明实施例以GH3700镍基合金为试验实施品种，采用“控制电渣重熔”+ “热送至退火炉均质化处理”+ “电渣锭高温热送”的三步法热送エ艺，满足镍基合金GH3700电渣锭(重I吨)表面温度以彡850°C的温度进退火炉及热加工车间加热炉的热送要求(I)控制电渣锭重熔电渣锭熔炼至1/3时，減少结晶器底水箱的冷却水流量，冷却水流量为正常流量的75% ；电渣锭熔炼至1/2吋，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的50% ；电渣锭熔炼至3/4吋，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的30%，并保持到到电渣重熔结束；重熔结束后45min电渣锭脱摸，电渣锭脱模后立即用保温罩罩住，并在IOmin内进退火炉。(2)退火炉均质化处理入炉时电渣锭头部表面温度910°C，尾部表面温度870°C，头尾温差40°C ;电渣锭入炉时退火炉温度为1210°C，均质化处理时间为48h。(3)电渣锭高温热送采用小型保温车热送电渣錠，电渣锭装入保温车时其表面温度为1130°C，在热加工车间电渣锭卸车时间为7min ;电渣锭装入热加工车间加热炉时表面温度为1010°C，热加工车间加热炉的待料温度为1130°C。实施本发明专利对镍基合金GH3700电渣锭进行热送均质化开坯，具有生产周期短、冶金制造成本低、提高成材率的特点，与传统的“电渣锭冷送均质化、冷送加热开坯”相比，退火炉加热时间缩短了 16h，热加工车间加热炉加热时间缩短了12h，大大降低生产能耗，减轻了退火炉和加热炉的升温、均热负担，并且缩短生产周期约2天，电渣锭报废率由3. 8%降低至O，热加工成材率由78%提高至85%。由热送均质化开坯エ艺生产的GH3700成品管材，其质量满足ASME SB-167标准，经济效益显著。本实施例中的正常水流量为100L/min。 ·
权利要求
1. 一种固溶强化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的工艺方法，其特征是采用“控制电渣重熔”+ “热送至退火炉均质化处理”+ “电渣锭高温热送”的三步法热送工艺 所述控制电渣锭重熔即电渣锭熔炼至1/3时，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的70-75% ；电渣锭熔炼至1/2时，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的45-55% ；电渣锭熔炼至3/4时，结晶器底水箱冷却水流量为正常流量的25-30%，并保持到到电渣重熔结束；重熔结束后40-50min电渣锭脱模，电渣锭脱模后立即用保温罩罩住，并在15min内进退火炉； 所述退火炉均质化处理即电渣锭入炉表面温度> 850°C，退火炉的保温温度为.11800C _1220°C，均质化处理时间为40-48h ;电渣锭出炉温度1180_1220°C ； 所述电渣锭高温热送采用小型保温车热送电渣锭，电渣锭从退火炉内取出后立即装车，电渣锭装入加热炉时表面温度> 850°C，热加工车间加热炉的待料温度为.1110-1140。。。
全文摘要
一种固溶强化型镍基合金电渣锭热送均质化开坯的工艺方法，包括(1)电渣锭熔炼至1/3、1/2和3/4时，结晶器底水箱冷却水流量分别为正常流量的75%、50%和30%。重熔结束后45min脱模，用保温罩罩住，15min内进退火炉；(2)电渣锭入退火炉时表面温度≥850℃，温度1210℃，时间为48h，出炉温度1210℃；(3)电渣锭从退火炉内取出后装车，装入热加工车间加热炉时表面温度≥850℃，加热炉的待料温度为1130℃。本发明具有生产周期短、冶金成本低的特点。与传统工艺相比，缩短加热时间28h，缩短生产周期2天，电渣锭报废率降至0，成材率提高7%。质量满足ASMESB-167标准，经济效益显著。
文档编号B22D23/10GK102806337SQ20121029201
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者王岩, 曾莉, 李亮, 郝文慧, 苗华军, 郭宏钢 申请人:太原钢铁(集团)有限公司