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奥氏体不锈钢是不锈钢类中钢种最多、使用量最大的一种。由于标准GB1220-84要求热轧奥氏体不锈钢棒材需采用固溶态交货,而根据国内棒线材生产能力的现状,其热处理工艺尤其是连续处理方面还值得探讨。本文结合大钢棒材车间的实际生产设备状况,探讨了在线连续固溶处理工艺的可行性。
大连钢厂生产奥氏体不锈钢要求实现在线固溶处理,以达到目前轧后再加热固溶处理后的主要指标,因此必须对轧线上的相关设备进行必要可行的改进。改造的原则是:线上设备损耗如吐丝管、吐丝机、辊道等工作寿命不低于目前的指标,且性价比高,生产线经必要的设备改进后不影响其它钢种的生产。本文运用ANSYS有限元的热分析方法,对大连钢厂棒线材生产线的相关设备进行了温度场的模拟,同时给出了设计时所需的合理的数值,采用了最小的投资,最大限度的发挥了设备的潜能,以期实现产品的在线固溶热处理要求。
在对固溶处理工艺进行深入的研究后,针对现有设备的不足,本论文主要完成以下几方面的工作:
1.通过对奥氏体不锈钢组织和性能的影响因素的分析,我们得出奥氏体不锈钢(主要是304HC)在线固溶后,当吐丝温度为1100℃,保温时间为3~5分钟时,其晶粒度达5~7级,抗拉强度在500~550MPa。
2.对吐丝管进行了优化设计,优化后的吐丝管的耐磨性、耐热性得到了显著的提高。同时模拟了轧制的过程中吐丝管的温度分布,结果表明对吐丝管进行气雾冷却,吐丝管的温度也有明显的降低,这对延长吐丝管的寿命也是有益的。
3.通过对炉墙的改造和模拟分析,将炉墙的原耐热板换为陶瓷板,并当纤维毡的厚度为100~120mm时,模拟结果显示炉外墙的温度不超过80℃。
4.当把输出辊道换为钢轴外包陶瓷的辊道或全陶瓷辊时,辊颈部分的温度不超过70℃。强度不小于许用值,满足要求。