[发明专利]一种耐热不锈钢退火罐的加工方法及制备的退火罐

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工设备领域，提供了一种耐热不锈钢退火罐的加工方法及制备的退火罐，以耐热、抗氧化、耐腐蚀的不锈钢作为材质、离心浇铸成型、外表面被覆耐火材料保护层的退火罐，可作为冷拔铁丝、热拔钢丝、钢带退火工艺用的专用设备，还可用于其他需同时耐受高温、氧化、燃气腐蚀，特别是长期处于升温、降温循环往复的热震荡且同时承受氧化侵蚀工况环境的特殊领域。

背景技术

铁丝、钢丝及钢带是重要的金属制品，广泛应用于各行业的生产和建设，在其生产工艺中退火是不可或缺的重要工序。退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却，目的是去除冷拔铁丝、热拔钢丝、轧制钢带的残余应力，减少变形与裂纹倾向，降低金属硬度和脆性，改善其塑性和韧性。铁丝、钢丝及钢带生产企业中大部分的退火采用井式退火炉，承装退火工件为可移动式退火罐。其工作流程为装料——封罐——加温——保温——缓冷——出料，一个流程约40天，最高工作温度850～900℃。

移动式退火罐罐体一般为Ф1000mm，高2000-2500mm，采用18～20mm厚的#25碳钢板卷制对接后里外堆焊，罐底采用同质钢板与筒体堆焊连接。罐体外表面进行浸渗铝处理形成氧化铝薄膜以提高其抗氧化能力。退火罐的工作温度在850—900℃的高温区域，将铁丝放置入罐内后反复加热冷却，退火罐在一代罐役中需反复承受加热、保温、缓冷至常温循环往复的过程，因而退火罐的材质要求具有良好的抗氧化、抗腐蚀性能，以及足够高的高温强度和综合机械性能。长期以来，原始的以碳钢板圈好、对接缝焊接、渗铝形成的退火罐，因抗氧化、抗腐蚀能力差，导致退火罐在升温、降温、升温、降温循环往复的高温状态下长时间工作中，过早的氧化、剥皮、脱皮、焊缝开裂，罐体承受重量较大，在吊装移动过程中罐体容易变形等问题。

其破损失效的主要形式为：1）表面氧化铝薄膜破损，基体碳钢受到炉内烟气的氧化侵蚀，产生点蚀甚至剥蚀，蚀穿罐体后使得罐内的退火工件受氧化报废，导致退火罐及其内部工件使用寿命不超过一年，而使用一段时间后，表层氧化严重，作为废品铁进行处理也是不受欢迎的；2）罐体受氧化后蚀损使得堆焊的焊体与罐体的结合破坏，罐体漏气失效；3）罐体采用的普通碳钢抗热振性能较差，耐热疲劳性能不足，使用中容易产生变形而失效。最终不仅使产品使用寿命短，安全系数低，导致生产成本居高不下，极大的影响了用户的经济效益。

发明内容

本发明为了解决目前移动式退火罐使用中反复承受加热、保温、缓冷至常温循环往复的过程，容易出现破损失效的问题，提供了一种耐热不锈钢退火罐的加工方法及制备的退火罐。

本发明由如下技术方案实现：一种耐热不锈钢退火罐的加工方法，包括如下步骤：

A、罐体采用离心浇铸，废旧不锈钢作基料，加入耐高温耐腐蚀合金，通过中频感应炉，1600℃熔炼、精炼，钢水检测达标后，开启离心机，转速达到350--400 rpm时，均匀投入30--40目的石英砂，再将转速提升到500rpm，浇入钢水，冷却到暗红色，从管模中拖出，退火处理消除铸造应力；B、钢水在管模内，通过离心力的作用和石英砂在高温下渗透融合，形成石英砂渗透融合层；C、未融合渗透的石英砂颗粒则牢固粘附于渗透融合层表面，形成石英砂层；D、将设有石英砂渗透融合层和石英砂层的罐体与罐底焊接。

所制备的罐体控制壁厚为16-20mm。所述石英砂渗透融合层厚2mm，石英砂层厚3-4mm。

利用上述一种耐热不锈钢退火罐的加工方法制备的耐热不锈钢退火罐，包括焊接为一体的罐底和罐体，所述罐体为16-20mm厚的大口径无缝不锈钢钢管，罐体外表面覆有石英砂渗透融合层。

所述罐体为合金钢材，其组分及重量百分比为：镍3-4%，铬13%，硅1-2%，锰1-1.5%，铜0.4-0.6%，铝0.01-0.03%，钼0.1-0.2%，铌0.01-0.03%，氮0.1-0.3%，碳0.25-0.3%，其余为铁元素。

筒体整体浇铸成型，没有轴向焊缝，罐体与罐底焊接处理；罐体外表面被覆以石英砂质耐火材料保护层，罐体表面的钢水和石英砂在高温下渗透融合，形成渗透融合层，未融合渗透的石英砂颗粒则在钢水浸润、热吸附、浇铸离心力与钢模限制间产生的压力的综合作用下牢固粘附于渗透融合层表面形成致密的粘附层，两层间没有明显的界面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：