鋼錠緩冷及退火

退火方式包括熱退火、冷退火、完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火。

(1)熱退火：用于容易產(chǎn)生鋼錠裂紋的鋼種，脫錠后紅熱鋼錠入爐，爐溫800～900℃。

(2)冷退火：可改善鋼錠內(nèi)粗大和不均的鑄態(tài)組織，消除內(nèi)應(yīng)力和降低鋼錠硬度，便于清除表面缺陷。鋼錠人爐溫度低于300℃。

(3)完全退火與等溫退火：完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般用于亞共析成分的各種碳鋼與合金鋼鋼錠或鑄件的最終熱處理，或作為某些重要品種的預(yù)先熱處理。

完全退火操作是將亞共析鋼件加熱至A^e3以上20～40℃，保溫一定時間后，隨爐緩慢冷卻至500℃以下，在空氣中冷卻至常溫。

含碳量較低的半馬氏體鋼大鋼錠、馬氏體鋼、含碳量高的過共析鋼和萊氏體鋼鋼錠則需進(jìn)行退火處理。有些鋼種則是小錠不需退火，而大鋼錠需要退火，如T10～T13大于1100kg的鋼錠，30～35CrMnSi大于1600kg的鋼錠才需要退火。鋼錠退火分熱送退火和冷送退火兩種。熱送退火是鋼錠脫模后趁紅熱狀態(tài)裝入爐溫在650～700℃以上的退火爐退火;適用于對裂紋特別敏感的馬氏體鋼等，如3Cr2W8V，30～37CrNi3，25Cr2MoV等。冷送退火是鋼錠經(jīng)模冷或坑冷后，在較短時間(一般不超過3天)內(nèi)裝退火爐退火;適合于裂紋傾向較小的半馬氏體鋼、馬氏體鋼小鋼錠，如Cr12MoV，W9Mo3Cr4V，20Cr2Ni4等。鋼錠的退火制度依鋼種性質(zhì)和用戶訂貨要求確定。

根據(jù)鋼種的不同需要采取不同的冷卻制度。如果冷卻及處理制度不合理將會出現(xiàn)鋼錠裂紋廢品，鋼錠硬度過高難以進(jìn)行表面精整，鋼錠組織嚴(yán)重地不均勻等一系列的問題。但是，這一重要工序又往往被一些新建電爐煉鋼企業(yè)所忽視，以致鋼錠質(zhì)量得不到有效的控制，在這里希望提請大家注意。通過了解鋼錠緩冷與熱處理的工藝制度，估算出緩冷和熱處理鋼種的數(shù)量百分比，從而確定緩冷與熱處理設(shè)施的建設(shè)規(guī)模。

鋼錠緩冷有堆冷、模冷和坑冷3種方法?？梢冷摲N性質(zhì)、鋼錠大小及生產(chǎn)條件等因素進(jìn)行合理的選擇。堆冷是將脫模后的鋼錠堆放在干燥避風(fēng)處，在空氣中自然冷卻。冷卻速度較快，適用于含碳量低于0.3%的珠光體鋼小鋼錠和冷卻時不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的鐵素體鋼及奧氏體鋼小鋼錠，如08～20，10～20Mn，15～20Cr，12～20CrMo，15～20NiMo 及 1Crl8Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等鋼種。模冷是在鋼錠脫帽后，帶模一起堆放在干燥避風(fēng)處冷卻，待錠身冷卻至300℃以下時脫模空冷。

模冷冷卻速度比空冷小，一般1t以下小鋼錠為120～140℃/h，1～5t鋼錠為80～120℃/h，適用于含碳量小于0.3%和大于0.5%的珠光體鋼，如部分碳素結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾珠鋼、碳素工具鋼及部分鐵素體鋼等較大鋼錠以及合金結(jié)構(gòu)鋼中含碳量小于0.3%、錠重小于600kg的珠光體鋼等。坑冷是在鋼錠凝固后，迅速脫模，于700℃以上直立堆放于緩冷坑中，立刻加蓋緩冷，待錠身冷至300℃以下方可出坑。坑冷平均冷卻速度更小，一般1t以下小鋼錠為30～50℃/h，1～5t鋼錠為20～30℃/h?？永淇梢源婺＠浜投牙洌m用于任何鋼種。但采用坑冷的煉鋼車間建設(shè)投資較大，鑄錠通過能力較低。鋼錠的坑冷時間一般為16～24h(大鋼錠趨上限)，每座電爐通常需配6個緩冷坑，每坑可放一爐鋼錠。對于易裂的、錠重大于600kg的中碳珠光體鋼和錠重在1t以下，含碳量較低的半馬氏體鋼則必須坑冷。

退火球化退火的具體工藝

①普通（緩冷）球化退火，緩冷適用于多數(shù)鋼種，尤其是裝爐量大時，操作比較方便，但生產(chǎn)周期長；②等溫球化退火，適用于多數(shù)鋼種，特別是難于球化的鋼以及球化質(zhì)量要求高的鋼（如滾動軸承鋼）；其生產(chǎn)周期比普通球化退火短，不過需要有能夠控制共析轉(zhuǎn)變前冷卻速率的爐子；③周期球化退火，適用于原始組織為片層狀珠光體組織的鋼，其生產(chǎn)周期也比普通球化退火短，不過在設(shè)備裝爐量大的條件下，很難按控制要求改變溫度，故在生產(chǎn)中未廣泛采用；④低溫球化退火，適用于經(jīng)過冷形變加工的鋼以及淬火硬化過的鋼（后者通常稱為高溫軟化回火）；⑤形變球化退火，形變加工對球化有加速作用，將形變加工與球化結(jié)合起來，可縮短球化時間。它適用于冷、熱形變成形的鋼件和鋼材（如帶材）。

退火再結(jié)晶退火工藝

應(yīng)用于經(jīng)過冷變形加工的金屬及合金的一種退火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒，消除形變硬化，恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力（回復(fù)和再結(jié)晶）。若欲保持金屬或合金表面光亮，則可在可控氣氛的爐中或真空爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火。

去除應(yīng)力退火 鑄、鍛、焊件在冷卻時由于各部位冷卻速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，金屬及合金在冷變形加工中以及工件在切削加工過程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時予以去除，常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火是將工件緩慢加熱到較低溫度（例如，灰口鑄鐵是500～550℃，鋼是500～650℃），保溫一段時間，使金屬內(nèi)部發(fā)生弛豫，然后緩冷下來。應(yīng)該指出，去除應(yīng)力退火并不能將內(nèi)應(yīng)力完全去除，而只是部分去除，從而消除它的有害作用。

還有一些專用退火方法，如不銹耐酸鋼穩(wěn)定化退火；軟磁合金磁場退火；硅鋼片氫氣退火；可鍛鑄鐵可鍛化退火等。

鋼錠仍是軋鋼生產(chǎn)的主要原料。鋼錠質(zhì)量的優(yōu)劣、錠型的狀況以及其重量大小對軋鋼生產(chǎn)有著十分重要的作用。在軋鋼生產(chǎn)中除各類初軋機(jī)可選用鋼錠作原料外，一些特殊用途軋機(jī)、部分中厚板軋機(jī)也用鋼錠為原料，我國不少地方中小企業(yè)的開坯機(jī)成品軋機(jī)也選用小鋼錠作原料。鋼錠選擇的內(nèi)容主要是正確地選擇鋼錠種類、它的重量以及斷面形狀和尺寸大小 。

鋼錠只經(jīng)過了最基本（最低限）的脫氧處理。鋼錠凝固時，鋼錠模的四周及底部生成一層接近純鐵的金屬層，而碳、硫及磷等則于中央收縮孔附近生成偏折 。金屬中的氧，會生成一氧化碳卷在金屬內(nèi)生成氣孔，但氣孔會在熱軋過程中消失。未凈鋼的最大優(yōu)點(diǎn)在于可獲得幾無缺陷的鋼材表面---表面幾為純鐵的緣故。絕大部份的未凈鋼含碳量均為小于0.1%的低碳鋼。

退火是鋁及鋁合金板帶材生產(chǎn)中的一個關(guān)鍵工序，其工藝過程由加熱、保溫及冷卻三個階段組成。

退火的目的主要有：

1、對于成品厚度退火，可以改善和控制產(chǎn)品的組織與性能，滿足不同的需求。

2、對于中間厚度退火（簡稱中退），不僅可以消除加工硬化，有利于進(jìn)一步軋制，而且還能改善最終制品的組織與性能。

3、燃燒和揮發(fā)冷軋時滯留在板面上的軋制油，確保產(chǎn)品表面潔凈衛(wèi)生。