MC3电渣重熔过程中的残余应力分析及电渣工艺优化.pdf

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1、《大型铸锻件》No．2HEAVYCASTINGANDF0RGINGMarch20l3MC3电渣重熔过程中的残余应力分析及电渣工艺优化霍振全梁素霞(1．邢台德龙机械轧辊有限公司，河北054001；2．邢台技师学院，河北054000)摘要：运用电渣重熔过程中应力场分布理论，对10tMC3电渣锭从电渣重熔、电渣锭退火及锻前热处理几个方面进行应力状态分析。并通过一次电渣锭锻前断裂事故分析，对10tMC3电渣锭的电渣重熔、锻前热处理等几个方面提出了工艺改进措施，在生产实践中取得良好效果。关键词：MC3电渣锭；应力分析；工艺优化中图分类号：TF14文献标识

2、码：BTheAnalysisofResidualStressandtheOptimizationofElectroslagProcessduringMC3ESRHuoZhenquan，LiangSuxiaAbstract：ItappliesthestressfielddistributiontheoryduringESRtoanalyzethestresssituationsoflOtMC3elec-troslagingotunderthestagesofESR，ingotannealingandheattreatmentbeforeforgi

3、ng．Byanalyzingonecrackbeforeforgingelectroslagingot，improvementmeasureshavebeenputforwardforthestagesofESRandheattreatmentbeforeforgingtoobtaingoodeffectsinproductionpractice．Keywords：MC3electroslagingot；stressanalysis；processoptimizationMC3电渣锭主要用来生产Cr3系列深淬硬’、、<一=层冷轧工作辊，具有改善

4、冷轧辊在制造过程中的一I：淬透性和使用过程中的抗事故性等特点。该系列冷轧工作辊制造对材料的冶金质量要求比较严格，特别是在电渣重熔铸锭过程中，任何一个工艺环节的疏忽都会影响产品质量，甚至产生废品。本文运用电渣重熔的应力场分布理论，重点一7／／．图1摆动控制的冶金模型对10t电渣重熔锭的应力状态进行初步分析，并Figure1Theswingcontrolledmetallurgymodel对一次MC3电渣锭锻前加热断裂事故进行原因1．110tMC3电渣重熔中熔化速率对热应力的分析。在此基础上，对10tMC3电渣锭的重熔工影响艺、电渣锭退火工艺及锻前

5、热处理工艺进行改进10t电渣炉典型的冶金模型如图1所示¨J：优化，并对生产实践进行指导。10t电渣重熔锭由于面积填充比达到0．75，1电渣锭应力分布自耗电极末端由尖锥形过度到准平面，电渣重熔过程中的温度场过渡比较均匀。如果金属熔池为10t电渣重熔的特点是边冶炼边凝固，温度浅平状，即自耗电极熔化速度与已熔化钢液结晶场变化造成的热应力、凝固过程中钢锭收缩造成达到平衡，此时电渣锭的凝固组织为理想中的水的收缩应力以及钢锭在凝固过程中组织相变造成平发达柱状晶。这样的电渣锭不仅不存在成分偏的相变应力相互交织。析，而且因钢锭温度梯度造成的应力也比较小。影响电

6、渣锭中应力场的因素很多。实践证运用ESR钢锭应力场的数学模拟J，10t明，10t电渣重熔锭中，熔化速率、冷却系统及电渣ESR电渣锭应力存在如下结论：锭组织相变应力是影响电渣锭应力场的主要因素。(1)电渣重熔过程中受温度场影响，应力场收稿日期：20l2—05—14的分布由上向下、由内向外应力值逐渐增大。而37《大型铸锻件》No．2HEAVYCASTINGANDFORGINGMarch2013表210tMC3电渣冶炼工艺MC3电渣锭冷却到室温过程中存在马氏体Table2TheESRprocessof10tMC3分解与碳化物析出的特点，故在电渣锭冷却

7、到室熔化率结晶器水流量结晶器水温差温时，工艺必须避开第一脆性温度转变。14kg／rain～15kg／min80m3／h～120m3／h8～12℃为了比较退火与不经过退火电渣锭的应力情况，随机对在线产品进行检测，见表3。表310tMC3电渣锭应力情况电渣锭断裂的主要原因是存在较大的残余应Table3Thestresssituationof10tMC3electroslagingot力，因此，在进行下道工序时应采取合适的措施消退火前应力退火后应力差值除残余应力。368．6MPa226．4MPa142．2MPa3．3电渣锭锻前加热工艺发生断裂的电渣锭

8、的锻前加热工艺，如图3所示。由于没能有效避开第一脆性转变区，因此对p＼／工艺进行如下优化，见图4。600，800／出炉锻连赠经过工艺调整后，10tMC