一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法
【專利摘要】一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，屬于軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，按以下步驟進行：（1）制坯：采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯；（2）加熱：將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至1200~1300℃，保溫2~3h；（3）軋制：采用環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1100~1200℃，終軋溫度850~1050℃，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量1~40mm，軋制時間30~120s；獲得的環(huán)件的外徑500~3000mm，高度160~4000mm；（4）固溶處理：將環(huán)件在1050~1100℃進行固溶處理，時間為0.5~2.5h，水淬至常溫。本發(fā)明綜合考慮有益效果是：該方法可代替繁瑣的傳統(tǒng)護環(huán)生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，保證了護環(huán)的尺寸精度及組織性能要求；產(chǎn)品的金相組織為奧氏體，綜合性能優(yōu)良，滿足發(fā)電機護環(huán)的技術(shù)指標(biāo)要求。
【專利說明】一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機護環(huán)是汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的重要部件，是發(fā)電機組承受應(yīng)力最高的部件。由 于發(fā)電機護環(huán)工作環(huán)境特殊，因此要求具有較高的強度、塑性和良好的磁導(dǎo)率、熱膨脹率等 重要技術(shù)指標(biāo)。傳統(tǒng)的發(fā)電機護環(huán)通常采用電渣重熔錠一輕拔長一下料一繳粗一自由沖孔 一芯棒拔長一芯棒擴孔等多個鍛造步驟，加熱火次較多，制造工藝流程冗長，而且護環(huán)鍛件 的表面紋理嚴(yán)重，晶粒粗大且不均勻，生產(chǎn)效率較低。為此，開發(fā)一種生產(chǎn)效率高，且表面質(zhì) 量好、晶粒組織均勻的發(fā)電機護環(huán)制造方法顯得額外重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，根據(jù)護環(huán)鋼的特性及 環(huán)件軋制工藝的特點，采用合理的毛坯尺寸，乳制規(guī)程及熱處理制度，獲得性能優(yōu)良、晶粒 組織細(xì)小均勻、尺寸精度高的發(fā)電機護環(huán)。
[0004] 本發(fā)明的發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法按以下步驟進行： 1、 制坯：采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0. 03、. 1%，Si 0· 3?0· 6%，Μη 18?20%，Cr 18?21%，P 彡 0· 014%，S 彡 0· 003%，V 0· 2?0· 3%，N 0· 35?0· 9%、 余量為Fe ;壁厚在10(T500mm，軸向?qū)挾仍?0(Tl500mm，外徑在30(Tl500mm ; 2、 加熱：將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至120(Tl30(rC，保溫2~3h ; 3、 軋制：采用環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度110(Tl20(rC，終軋 溫度85(Tl050°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量1?40mm，乳制時間3(Tl20s ;獲得的環(huán)件的外徑 500?3000mm，高度 160?4000mm ； 4、 固溶處理：將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為0. 5~2. 5h，水淬至常溫。
[0005] 上述方法獲得的發(fā)電機護環(huán)的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸 為 25~55 μ m〇
[0006] 上述方法獲得的發(fā)電機護環(huán)的室溫屈服強度52(T580MPa、抗拉強度915?1025MPa、 伸長率55?65%、沖擊功102?110J。
[0007] 上述方法獲得的發(fā)電機護環(huán)的相對磁導(dǎo)率< 1. 02。
[0008] 上述方法中，乳制成環(huán)件時，環(huán)形軋機的徑向軋制力400(T8000kN，環(huán)形軋機的驅(qū) 動輥半徑在100(Tl600mm，芯輥半徑在10(T400mm。
[0009] 本發(fā)明綜合考慮有益效果是：該方法可代替繁瑣的傳統(tǒng)護環(huán)生產(chǎn)工藝，提高了生 產(chǎn)效率，保證了護環(huán)的尺寸精度及組織性能要求；產(chǎn)品的金相組織為奧氏體，綜合性能優(yōu) 良，滿足發(fā)電機護環(huán)的技術(shù)指標(biāo)要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實施例1中的發(fā)電機護環(huán)的金相顯微組織圖； 圖2為本發(fā)明實施例2中的發(fā)電機護環(huán)的金相顯微組織圖。

【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明實施例中采用的環(huán)形軋機的型號為D52,主電機功率50(Tl500KW，工作臺 面 500?3000mm。
[0012] 本發(fā)明實施例中顯微組織是采用Leica DMIRM型光學(xué)顯微鏡進行觀察。
[0013] 本發(fā)明實施例中按照GB/T228-2002制成矩形截面標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，在 CMT5105-SANS微機控制電子萬能實驗機上進行室溫力學(xué)性能測試。
[0014] 本發(fā)明實施例中相對磁導(dǎo)率是采用Lake Shore的7400系列振動樣品磁強計進行 測量。
[0015] 實施例1 采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0.06%，Si 0.303%，Μη 18. 32%，Cr 20. 11%，Ρ 0· 014%，S 0· 003%，V 0· 245%，Ν 0· 5%、余量為 Fe ;壁厚 hQ 180mm，軸 向?qū)挾萣 748mm，外徑屯996mm ; 將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至120(TC，保溫2h ; 采用D52環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1150°C，終軋溫度 1050°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量1. 51mm，乳制時間60s ;獲得的環(huán)件的外徑1270mm，內(nèi)徑 910mm，高度748mm ;環(huán)形乳機的徑向乳制力4700kN，環(huán)形乳機的驅(qū)動棍半徑1100mm，芯 輥半徑R2 220mm ;環(huán)形軋機的主電機功率1000KW ; 將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為1. 5h水淬至常溫；獲得的發(fā)電機護環(huán) 的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，如圖1所示，平均晶粒尺寸為35μπι，室溫屈服強度 545MPa、抗拉強度935MPa、伸長率60%、沖擊功108J，相對磁導(dǎo)率1. 018。
[0016] 實施例2 采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0.08%，Si 0.343%，Μη 18. 06%，Cr 19. 11%，Ρ 0· 013%，S 0· 003%，V 0· 25%，Ν 0· 7%、余量為 Fe ;壁厚 hQ 328mm，軸向 寬度 b 1041mm,外徑屯 1029.6mm; 將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至1200°C，保溫2. 5h ; 采用D52環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1180°C，終軋溫度 1050°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量2mm，軋制時間63s ;獲得的環(huán)件的外徑1339mm，內(nèi)徑934mm， 高度1041mm ;環(huán)形軋機的徑向軋制力7400kN，環(huán)形軋機的驅(qū)動輥半徑&1110臟，芯輥半徑 R2l85mm ;環(huán)形軋機的主電機功率l2〇OKW ; 將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為2h ; 將固溶處理后的環(huán)件水淬至常溫，獲得發(fā)電機護環(huán)，金相組織為均勻分布的奧氏體晶 粒，如圖2所示，平均晶粒尺寸為45 μ m，室溫屈服強度540MPa、抗拉強度930MPa、伸長率 58%、沖擊功106J，相對磁導(dǎo)率1. 015。
[0017] 實施例3 采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0.03%，Si 0.4%，Μη 18. 9%， Cr 18%，P (X012%，S (X 002%，V 0·2%，Ν (λ35%、余量為Fe;壁厚h(l100mm，軸向?qū)挾萣300mm， 外徑 dJOOmm ; 將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至1250°C，保溫3h ; 采用D52環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1100°C，終軋溫度 850°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量1mm，軋制時間120s ;獲得的環(huán)件的外徑500mm，內(nèi)徑155mm， 高度300mm ;環(huán)形軋機的徑向軋制力4000kN，環(huán)形軋機的驅(qū)動輥半徑RiUOOmm，芯輥半徑 R2200mm ;環(huán)形軋機的主電機功率500KW ; 將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為0. 5h，水淬至常溫； 獲得的發(fā)電機護環(huán)的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸為25 μ m，室溫 屈服強度570MPa、抗拉強度1025MPa、伸長率65%、沖擊功110J，相對磁導(dǎo)率1. 019。
[0018] 實施例4 采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0.05%，Si 0.5%，Μη 19. 4%， Cr 19%，Ρ 0.013%，S 0.002%，V 0.25%，Ν 0.9%、余量為 Fe;壁厚 hQ300mm，軸向?qū)挾?b900mm， 外徑 ε^ΟΟπιπι ; 將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至130(TC，保溫2h ; 采用D52環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1200°C，終軋溫度 900°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量20mm，乳制時間40s ;獲得的環(huán)件的外徑1800mm，內(nèi)徑365mm， 高度2000mm ;環(huán)形乳機的徑向乳制力6500kN，環(huán)形乳機的驅(qū)動棍半徑RiHOOmm，芯棍半徑 R2300mm ;環(huán)形軋機的主電機功率800KW ; 將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為lh，水淬至常溫； 獲得的發(fā)電機護環(huán)的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸為30 μ m，室溫 屈服強度560MPa、抗拉強度985MPa、伸長率56%、沖擊功102J，相對磁導(dǎo)率1. 02。
[0019] 實施例5 采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0. 1%，Si 0.6%，Μη 20%，Cr 21%，Ρ 0· 014%，S 0· 002%，V 0· 3%，Ν 0· 6%、余量為 Fe ;壁厚 hQ500mm，軸向?qū)挾?bl500mm，夕卜 徑屯1500mm ; 將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至130(TC，保溫3h ; 采用D52環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1200°C，終軋溫度 1000°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量40mm，乳制時間30s ;獲得的環(huán)件的外徑3000mm，內(nèi)徑 458mm，高度4000mm ;環(huán)形乳機的徑向乳制力8000kN，環(huán)形乳機的驅(qū)動棍半徑RilGOOmm，芯 輥半徑R2400mm ;環(huán)形軋機的主電機功率1500KW ; 將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為2. 5h，水淬至常溫； 獲得的發(fā)電機護環(huán)的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸為55 μ m，室溫 屈服強度530MPa、抗拉強度915MPa、伸長率56%、沖擊功105J，相對磁導(dǎo)率1. 017。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，其特征在于按以下步驟進行： (1) 制坯：采用電渣重熔的方式鑄成環(huán)坯，其成分按重量百分比含C 0. 03、. 1%，Si 0· 3?0· 6%，Μη 18?20%，Cr 18?21%，P 彡 0· 014%，S 彡 0· 003%，V 0· 2?0· 3%，N 0· 35?0· 9%、 余量為Fe ;壁厚在10(T500mm，軸向?qū)挾仍?0(Tl500mm，外徑在30(Tl500mm ; (2) 加熱：將環(huán)坯置于加熱爐中加熱至120(Tl30(rC，保溫2~3h ; (3) 軋制：采用環(huán)形軋機將加熱后的環(huán)坯徑向軋制成環(huán)件，開軋溫度1100?120(Τα終 軋溫度85(Tl050°C，環(huán)形軋機的每轉(zhuǎn)進給量1?40mm，軋制時間3(Tl20s ;獲得的環(huán)件的外徑 500?3000mm，高度 160?4000mm ； (4) 固溶處理：將環(huán)件在105(Tll00°C進行固溶處理，時間為0. 5~2. 5h，水淬至常溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，其特征在于所述的發(fā) 電機護環(huán)的金相組織為均勻分布的奧氏體晶粒，平均晶粒尺寸為25~55 μ m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，其特征在于所述的 發(fā)電機護環(huán)的室溫屈服強度52(T580MPa、抗拉強度915?1025MPa、伸長率55?65%、沖擊功 102?110J。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，其特征在于所述的發(fā) 電機護環(huán)的相對磁導(dǎo)率< 1.02。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機護環(huán)的徑向環(huán)形軋制方法，其特征在于所 述的軋制成環(huán)件時，環(huán)形軋機的徑向軋制力400(T8000kN，環(huán)形軋機的驅(qū)動輥半徑在 100(Tl600mm，芯輥半徑在 10(T400mm。
【文檔編號】C22C38/38GK104195307SQ201410380357
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】李長生, 陳禮清, 宋艷磊, 王治國, 劉英偉, 孫吉明 申請人:東北大學(xué), 徐州勝海機械制造科技有限公司