一种发电机护环的径向环形轧制方法
【专利摘要】一种发电机护环的径向环形轧制方法，属于轧钢【技术领域】，按以下步骤进行：（1）制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯；（2）加热：将环坯置于加热炉中加热至1200~1300℃，保温2~3h；（3）轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100~1200℃，终轧温度850~1050℃，环形轧机的每转进给量1~40mm，轧制时间30~120s；获得的环件的外径500~3000mm，高度160~4000mm；（4）固溶处理：将环件在1050~1100℃进行固溶处理，时间为0.5~2.5h，水淬至常温。本发明综合考虑有益效果是：该方法可代替繁琐的传统护环生产工艺，提高了生产效率，保证了护环的尺寸精度及组织性能要求；产品的金相组织为奥氏体，综合性能优良，满足发电机护环的技术指标要求。
【专利说明】一种发电机护环的径向环形轧制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轧钢【技术领域】，特别涉及一种发电机护环的径向环形轧制方法。
【背景技术】
[0002] 发电机护环是汽轮发电机转子的重要部件，是发电机组承受应力最高的部件。由 于发电机护环工作环境特殊，因此要求具有较高的强度、塑性和良好的磁导率、热膨胀率等 重要技术指标。传统的发电机护环通常采用电渣重熔锭一轻拔长一下料一缴粗一自由冲孔 一芯棒拔长一芯棒扩孔等多个锻造步骤，加热火次较多，制造工艺流程冗长，而且护环锻件 的表面纹理严重，晶粒粗大且不均匀，生产效率较低。为此，开发一种生产效率高，且表面质 量好、晶粒组织均匀的发电机护环制造方法显得额外重要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种发电机护环的径向环形轧制方法，根据护环钢的特性及 环件轧制工艺的特点，采用合理的毛坯尺寸，乳制规程及热处理制度，获得性能优良、晶粒 组织细小均匀、尺寸精度高的发电机护环。
[0004] 本发明的发电机护环的径向环形轧制方法按以下步骤进行： 1、 制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、 余量为Fe ;壁厚在10(T500mm，轴向宽度在30(Tl500mm，外径在30(Tl500mm ; 2、 加热：将环坯置于加热炉中加热至120(Tl30(rC，保温2~3h ; 3、 轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度110(Tl20(rC，终轧 温度85(Tl050°C，环形轧机的每转进给量1?40mm，乳制时间3(Tl20s ;获得的环件的外径 500?3000mm，高度 160?4000mm ； 4、 固溶处理：将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为0. 5~2. 5h，水淬至常温。
[0005] 上述方法获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸 为 25~55 μ m〇
[0006] 上述方法获得的发电机护环的室温屈服强度52(T580MPa、抗拉强度915?1025MPa、 伸长率55?65%、冲击功102?110J。
[0007] 上述方法获得的发电机护环的相对磁导率< 1. 02。
[0008] 上述方法中，乳制成环件时，环形轧机的径向轧制力400(T8000kN，环形轧机的驱 动辊半径在100(Tl600mm，芯辊半径在10(T400mm。
[0009] 本发明综合考虑有益效果是：该方法可代替繁琐的传统护环生产工艺，提高了生 产效率，保证了护环的尺寸精度及组织性能要求；产品的金相组织为奥氏体，综合性能优 良，满足发电机护环的技术指标要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明实施例1中的发电机护环的金相显微组织图； 图2为本发明实施例2中的发电机护环的金相显微组织图。
【具体实施方式】
[0011] 本发明实施例中采用的环形轧机的型号为D52,主电机功率50(Tl500KW，工作台 面 500?3000mm。
[0012] 本发明实施例中显微组织是采用Leica DMIRM型光学显微镜进行观察。
[0013] 本发明实施例中按照GB/T228-2002制成矩形截面标准拉伸试样，在 CMT5105-SANS微机控制电子万能实验机上进行室温力学性能测试。
[0014] 本发明实施例中相对磁导率是采用Lake Shore的7400系列振动样品磁强计进行 测量。
[0015] 实施例1 采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、余量为 Fe ;壁厚 hQ 180mm，轴 向宽度b 748mm，外径屯996mm ; 将环坯置于加热炉中加热至120(TC，保温2h ; 采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1150°C，终轧温度 1050°C，环形轧机的每转进给量1. 51mm，乳制时间60s ;获得的环件的外径1270mm，内径 910mm，高度748mm ;环形乳机的径向乳制力4700kN，环形乳机的驱动棍半径1100mm，芯 辊半径R2 220mm ;环形轧机的主电机功率1000KW ; 将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为1. 5h水淬至常温；获得的发电机护环 的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，如图1所示，平均晶粒尺寸为35μπι，室温屈服强度 545MPa、抗拉强度935MPa、伸长率60%、冲击功108J，相对磁导率1. 018。
[0016] 实施例2 采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、余量为 Fe ;壁厚 hQ 328mm，轴向 宽度 b 1041mm,外径屯 1029.6mm; 将环坯置于加热炉中加热至1200°C，保温2. 5h ; 采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1180°C，终轧温度 1050°C，环形轧机的每转进给量2mm，轧制时间63s ;获得的环件的外径1339mm，内径934mm， 高度1041mm ;环形轧机的径向轧制力7400kN，环形轧机的驱动辊半径&1110臟，芯辊半径 R2l85mm ;环形轧机的主电机功率l2〇OKW ; 将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为2h ; 将固溶处理后的环件水淬至常温，获得发电机护环，金相组织为均匀分布的奥氏体晶 粒，如图2所示，平均晶粒尺寸为45 μ m，室温屈服强度540MPa、抗拉强度930MPa、伸长率 58%、冲击功106J，相对磁导率1. 015。
[0017] 实施例3 采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、余量为Fe;壁厚h(l100mm，轴向宽度b300mm， 外径 dJOOmm ; 将环坯置于加热炉中加热至1250°C，保温3h ; 采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100°C，终轧温度 850°C，环形轧机的每转进给量1mm，轧制时间120s ;获得的环件的外径500mm，内径155mm， 高度300mm ;环形轧机的径向轧制力4000kN，环形轧机的驱动辊半径RiUOOmm，芯辊半径 R2200mm ;环形轧机的主电机功率500KW ; 将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为0. 5h，水淬至常温； 获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为25 μ m，室温 屈服强度570MPa、抗拉强度1025MPa、伸长率65%、冲击功110J，相对磁导率1. 019。
[0018] 实施例4 采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、余量为 Fe;壁厚 hQ300mm，轴向宽度 b900mm， 外径 ε^ΟΟπιπι ; 将环坯置于加热炉中加热至130(TC，保温2h ; 采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1200°C，终轧温度 900°C，环形轧机的每转进给量20mm，乳制时间40s ;获得的环件的外径1800mm，内径365mm， 高度2000mm ;环形乳机的径向乳制力6500kN，环形乳机的驱动棍半径RiHOOmm，芯棍半径 R2300mm ;环形轧机的主电机功率800KW ; 将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为lh，水淬至常温； 获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为30 μ m，室温 屈服强度560MPa、抗拉强度985MPa、伸长率56%、冲击功102J，相对磁导率1. 02。
[0019] 实施例5 采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、余量为 Fe ;壁厚 hQ500mm，轴向宽度 bl500mm，夕卜 径屯1500mm ; 将环坯置于加热炉中加热至130(TC，保温3h ; 采用D52环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1200°C，终轧温度 1000°C，环形轧机的每转进给量40mm，乳制时间30s ;获得的环件的外径3000mm，内径 458mm，高度4000mm ;环形乳机的径向乳制力8000kN，环形乳机的驱动棍半径RilGOOmm，芯 辊半径R2400mm ;环形轧机的主电机功率1500KW ; 将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为2. 5h，水淬至常温； 获得的发电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为55 μ m，室温 屈服强度530MPa、抗拉强度915MPa、伸长率56%、冲击功105J，相对磁导率1. 017。
【权利要求】
1. 一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于按以下步骤进行： (1) 制坯：采用电渣重熔的方式铸成环坯，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%、 余量为Fe ;壁厚在10(T500mm，轴向宽度在30(Tl500mm，外径在30(Tl500mm ; (2) 加热：将环坯置于加热炉中加热至120(Tl30(rC，保温2~3h ; (3) 轧制：采用环形轧机将加热后的环坯径向轧制成环件，开轧温度1100?120(Τα终 轧温度85(Tl050°C，环形轧机的每转进给量1?40mm，轧制时间3(Tl20s ;获得的环件的外径 500?3000mm，高度 160?4000mm ； (4) 固溶处理：将环件在105(Tll00°C进行固溶处理，时间为0. 5~2. 5h，水淬至常温。
2. 根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所述的发 电机护环的金相组织为均匀分布的奥氏体晶粒，平均晶粒尺寸为25~55 μ m。
3. 根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所述的 发电机护环的室温屈服强度52(T580MPa、抗拉强度915?1025MPa、伸长率55?65%、冲击功 102?110J。
4. 根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所述的发 电机护环的相对磁导率< 1.02。
5. 根据权利要求1所述的一种发电机护环的径向环形轧制方法，其特征在于所 述的轧制成环件时，环形轧机的径向轧制力400(T8000kN，环形轧机的驱动辊半径在 100(Tl600mm，芯辊半径在 10(T400mm。
【文档编号】C22C38/38GK104195307SQ201410380357
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】李长生, 陈礼清, 宋艳磊, 王治国, 刘英伟, 孙吉明 申请人:东北大学, 徐州胜海机械制造科技有限公司