钢锭缓冷及退火缓冷方法

钢锭缓冷有堆冷、模冷和坑冷3种方法。可依钢种性质、钢锭大小及生产条件等因素进行合理的选择。堆冷是将脱模后的钢锭堆放在干燥避风处，在空气中自然冷却。冷却速度较快，适用于含碳量低于0.3%的珠光体钢小钢锭和冷却时不发生组织转变的铁素体钢及奥氏体钢小钢锭，如08～20，10～20Mn，15～20Cr，12～20CrMo，15～20NiMo 及 1Crl8Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo等钢种。模冷是在钢锭脱帽后，带模一起堆放在干燥避风处冷却，待锭身冷却至300℃以下时脱模空冷。

模冷冷却速度比空冷小，一般1t以下小钢锭为120～140℃/h，1～5t钢锭为80～120℃/h，适用于含碳量小于0.3%和大于0.5%的珠光体钢，如部分碳素结构钢、弹簧钢、滚珠钢、碳素工具钢及部分铁素体钢等较大钢锭以及合金结构钢中含碳量小于0.3%、锭重小于600kg的珠光体钢等。坑冷是在钢锭凝固后，迅速脱模，于700℃以上直立堆放于缓冷坑中，立刻加盖缓冷，待锭身冷至300℃以下方可出坑。坑冷平均冷却速度更小，一般1t以下小钢锭为30～50℃/h，1～5t钢锭为20～30℃/h。坑冷可以代替模冷和堆冷，适用于任何钢种。但采用坑冷的炼钢车间建设投资较大，铸锭通过能力较低。钢锭的坑冷时间一般为16～24h(大钢锭趋上限)，每座电炉通常需配6个缓冷坑，每坑可放一炉钢锭。对于易裂的、锭重大于600kg的中碳珠光体钢和锭重在1t以下，含碳量较低的半马氏体钢则必须坑冷。

退火方式包括热退火、冷退火、完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。

(1)热退火：用于容易产生钢锭裂纹的钢种，脱锭后红热钢锭入炉，炉温800～900℃。

(2)冷退火：可改善钢锭内粗大和不均的铸态组织，消除内应力和降低钢锭硬度，便于清除表面缺陷。钢锭人炉温度低于300℃。

(3)完全退火与等温退火：完全退火又称重结晶退火，一般用于亚共析成分的各种碳钢与合金钢钢锭或铸件的最终热处理，或作为某些重要品种的预先热处理。

完全退火操作是将亚共析钢件加热至A^e3以上20～40℃，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500℃以下，在空气中冷却至常温。

含碳量较低的半马氏体钢大钢锭、马氏体钢、含碳量高的过共析钢和莱氏体钢钢锭则需进行退火处理。有些钢种则是小锭不需退火，而大钢锭需要退火，如T10～T13大于1100kg的钢锭，30～35CrMnSi大于1600kg的钢锭才需要退火。钢锭退火分热送退火和冷送退火两种。热送退火是钢锭脱模后趁红热状态装入炉温在650～700℃以上的退火炉退火;适用于对裂纹特别敏感的马氏体钢等，如3Cr2W8V，30～37CrNi3，25Cr2MoV等。冷送退火是钢锭经模冷或坑冷后，在较短时间(一般不超过3天)内装退火炉退火;适合于裂纹倾向较小的半马氏体钢、马氏体钢小钢锭，如Cr12MoV，W9Mo3Cr4V，20Cr2Ni4等。钢锭的退火制度依钢种性质和用户订货要求确定。

根据钢种的不同需要采取不同的冷却制度。如果冷却及处理制度不合理将会出现钢锭裂纹废品，钢锭硬度过高难以进行表面精整，钢锭组织严重地不均匀等一系列的问题。但是，这一重要工序又往往被一些新建电炉炼钢企业所忽视，以致钢锭质量得不到有效的控制，在这里希望提请大家注意。通过了解钢锭缓冷与热处理的工艺制度，估算出缓冷和热处理钢种的数量百分比，从而确定缓冷与热处理设施的建设规模。

退火球化退火的具体工艺

①普通（缓冷）球化退火，缓冷适用于多数钢种，尤其是装炉量大时，操作比较方便，但生产周期长；②等温球化退火，适用于多数钢种，特别是难于球化的钢以及球化质量要求高的钢（如滚动轴承钢）；其生产周期比普通球化退火短，不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子；③周期球化退火，适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢，其生产周期也比普通球化退火短，不过在设备装炉量大的条件下，很难按控制要求改变温度，故在生产中未广泛采用；④低温球化退火，适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢（后者通常称为高温软化回火）；⑤形变球化退火，形变加工对球化有加速作用，将形变加工与球化结合起来，可缩短球化时间。它适用于冷、热形变成形的钢件和钢材（如带材）。

退火再结晶退火工艺

应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒，消除形变硬化，恢复金属或合金的塑性和形变能力（回复和再结晶）。若欲保持金属或合金表面光亮，则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火。

去除应力退火 铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力，金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除，常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度（例如，灰口铸铁是500～550℃，钢是500～650℃），保温一段时间，使金属内部发生弛豫，然后缓冷下来。应该指出，去除应力退火并不能将内应力完全去除，而只是部分去除，从而消除它的有害作用。

还有一些专用退火方法，如不锈耐酸钢稳定化退火；软磁合金磁场退火；硅钢片氢气退火；可锻铸铁可锻化退火等。

钢锭仍是轧钢生产的主要原料。钢锭质量的优劣、锭型的状况以及其重量大小对轧钢生产有着十分重要的作用。在轧钢生产中除各类初轧机可选用钢锭作原料外，一些特殊用途轧机、部分中厚板轧机也用钢锭为原料，我国不少地方中小企业的开坯机成品轧机也选用小钢锭作原料。钢锭选择的内容主要是正确地选择钢锭种类、它的重量以及断面形状和尺寸大小 。

钢锭只经过了最基本（最低限）的脱氧处理。钢锭凝固时，钢锭模的四周及底部生成一层接近纯铁的金属层，而碳、硫及磷等则于中央收缩孔附近生成偏折 。金属中的氧，会生成一氧化碳卷在金属内生成气孔，但气孔会在热轧过程中消失。未净钢的最大优点在于可获得几无缺陷的钢材表面---表面几为纯铁的缘故。绝大部份的未净钢含碳量均为小于0.1%的低碳钢。

退火是铝及铝合金板带材生产中的一个关键工序，其工艺过程由加热、保温及冷却三个阶段组成。

退火的目的主要有：

1、对于成品厚度退火，可以改善和控制产品的组织与性能，满足不同的需求。

2、对于中间厚度退火（简称中退），不仅可以消除加工硬化，有利于进一步轧制，而且还能改善最终制品的组织与性能。

3、燃烧和挥发冷轧时滞留在板面上的轧制油，确保产品表面洁净卫生。