高温合金GH1015的轧制开坯生产方法 【技术领域】
本发明涉及冶金行业高温合金的热加工开坯生产方法，尤其是指固溶强化型铁基高温合金的热加工开坯生产方法。
背景技术
高温合金是现代航空发动机、火箭发动机所必需的重要金属材料。它能在高温(一般指600～1000℃)氧化气氛中和燃气腐蚀条件下承受较大应力下长期使用。高温合金一般可分为铁基高温合金和镍基高温合金；铁基高温合金一般可分为固溶强化铁基高温合金和时效强化铁基高温合金。
高温合金GH1015是一种固溶强化铁基高温合金，主要用于900℃以下工作的航空发动机火焰筒安装边。GH1015是高温合金的一个品种名称代号，合金化程度比较高，具有较高的高温强度，塑性差、变形抗力大，相结构为多相性，再结晶温度高，导热系数小等特点，且热加工变形温度范围窄，因此，长期以来，GH1015高温合金棒成品的生产工艺基本上采用“原材料准备→中频感应炉冶炼，浇铸成φ220～φ325mm电极棒→表面研磨→电渣重熔炉，炼成φ360～φ430mm电渣锭→锻压机多个火次的热加工，开坯成130～140mm合金坯→探伤、表面研磨→轧钢机热轧成φ70mm成品规格的合金棒→探伤、精整、检验、→入库”。
传统的GH1015高温合金锭的热加工开坯工艺依赖于锻造完成，采用“φ360～φ430mm电渣锭→锻压机多个火次的热加工，开坯成130～140mm合金坯”，其特点是：生产规模小，产能低，批量生产困难，且金属原材料消耗大，冶金制造成本高。这种“慢牛式”的生产方式，已经不能满足市场对GH1015合金棒材的需求。
【发明内容】
本发明开发一种GH1015高温合金轧制开坯的生产方法，用初轧机替代锻压机进行热加工开坯，轧制出内材质量稳定、表面质量良好的GH1015钢坯，实现规模化工业生产，极大地提高了生产效能，缩短生产周期，金属原材料消耗小，较大幅度地降低了冶金制造成本，满足用户和市场需要。
本发明提供的高温合金GH1015轧制开坯的生产方法，其特征是采用均热炉加热电渣锭+初轧机二火轧制的热加工开坯，生产GH1015钢坯：
初轧坯第一火轧制：
(1)均热炉加热合金锭要求：(A)电渣锭单支重量1.5～2.0吨(φ360～φ430mm)，合金锭的入炉温度600～700℃，保温0.8～1.3小时；(B)以40～60℃/h的速度升温至880～950℃，保温0.8～1.3小时；(C)再以60～80℃/h的速度升温至1165～1190℃；(D)1165～1190℃保温3.0～3.5小时，保温期间将合金锭进行逐支翻身(减小合金锭阴阳面的温度差)；(E)合金锭阴阳面温度差≤20℃，合金锭出均热炉热加工开坯，进入初轧机第一火轧制；
(2)初轧机热加工开坯要求：(A)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，轴瓦的冷却水适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；(B)轧辊预热温度80～150℃(可以按排其它钢锭先轧制4～5支)，允许轧制GH1015；(C)合金锭地开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1000℃；初轧机轧辊的咬入速度≤20转/分；(D)压下量20～30mm(压下量太大，钢锭轧件易发生角裂；压下量太小，影响初轧机的生产力)；各道次的压下量与压下规程规定的压下量偏差≤3mm；(E)第一火轧制的道次数10～15道次(若初轧道次数太多，一方面，钢坯轧件较长，均热炉加热时放置困难；另一方面，使轧件的轧制温度较低，影响轧件的轧制质量)；(F)轧件回炉继续加热；
初轧坯第二火轧制：
(3)均热炉加热回炉轧坯要求：(A)第一火轧件回炉加热，加热温度1160～1190℃，保温65～90分种；(B)保温时将钢锭进行逐支翻身，减小钢锭阴阳面的温度差，确保轧件的阴阳面温度差≤20℃，(C)轧件出炉，进入初轧机第二火轧制；
(4)初轧机热加工开坯要求(A)第二火轧制前，先关闭轧辊冷却水，轴瓦的冷却水仍适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；(B)轧辊预热温度80～150℃(可以按排其它钢锭先轧制4～5支)，允许轧制GH1015；(C)开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1000℃；(D)轧辊的咬入速度≤20转/分，成品K1、K2、K3道次(也就是钢锭热加工开坯的最后三个道次)的咬入速度≤10转/分，并且，轧件咬入后，轧件轧制长度200～500mm即停退出，再继续正常咬入轧制(避免轧件端部撕裂缠辊出现)；(E)各道次的压下量25～35mm；(F)轧制成品规格，快速剪切(随着轧制温度的下降，钢坯的屈服强度上升很快，可能伤害剪切设备)。
与现有的技术相比，本发明具有下列优点：
1、工艺简便，可操作性强，生产组织便捷；
2、生产周期大大缩短，满足规模化生产需要；
3、金属成坯率高；热加工开坯工序成本大大降低；
4、轧制合金坯性能稳定，尺寸波动小，表面质量好。
附图表说明
图1是初轧机第一火轧制的均热炉加热GH1015电渣锭工艺。
具体实施方案
某钢铁公司实施本发明专利，采用均热炉加热电渣锭+初轧机二火轧制的热加工开坯工艺，将φ300～Φ500mm的高温合金GH1015电渣锭(单支重量1.5～2.5吨)轧制开坯成120～180mm合金坯，现以“Φ430mm电渣锭(单支重量2吨)→140mm合金坯”为例。初轧机第一火轧制时，均热炉加热合金锭要求：(A)合金锭的入炉温度670℃，保温1小时；(B)以55～60℃/h的速度升温至880～910℃，保温1小时；(C)再以75～80℃/h的速度升温至1180℃；(D)保温2小时后，将合金锭进行逐支翻身，翻身的合金锭继续保温1小时15分种；(E)合金锭阴阳面温度差≤20℃，合金锭出均热炉热加工开坯，进入初轧机第一火轧制；初轧机热加工开坯要求：(A)轧制前，先关闭轧辊的冷却水，轴瓦的冷却水适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；(B)轧辊预热温度100℃，允许轧制GH1015；(C)合金锭的开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1000℃；初轧机轧辊的咬入速度≤20转/分；(D)压下量20～30mm(压下量太大，钢锭轧件易发生角裂；压下量太小，影响初轧机的生产力)；各道次的压下量与压下规程规定的压下量偏差≤3mm；(E)第一火轧制的道次数11道次；(F)轧件回炉继续加热。初轧坯第二火轧制时，均热炉加热回炉轧坯要求：(A)第一火轧件回炉加热，加热温度1170℃，保温35～50分种后逐支翻身，翻身轧件再保温30～45分种后出炉；(B)保温时将钢锭进行逐支翻身，减小钢锭阴阳面的温度差，确保轧件的阴阳面温度差≤20℃，(C)轧件出炉，进入初轧机第二火轧制；初轧机热加工开坯要求(A)第二火轧制前，先关闭轧辊冷却水，轴瓦的冷却水仍适当关小，且避免轴瓦的冷却水飞溅到辊身；(B)轧辊预热温度100℃；(C)开轧温度≥1100℃，终轧温度≥1000℃；(D)轧辊的咬入速度≤20转/分，成品K1、K2、K3道次的咬入速度≤10转/分，并且，轧件咬入后，轧件轧制长度200-500mm即停退出，再继续正常咬入轧制，避免轧件端部撕裂缠辊出现；(E)各道次的压下量25～35mm；(F)轧制成品规格，快速剪切。
实施本发明专利对高温合金GH1015电渣锭进行热加工轧制开坯，具有工艺简便，生产组织便捷，冶金制造成本大幅度降低的特点，与传统的“高温合金电渣锭-锻压开坯”生产工艺相比，生产周期大大缩短，金属成坯率(达84.5％)提高2个百分点以上，热加工开坯工序成本降低2500元/吨，合金坯超声波探伤合格率100％；由140方mm GH1015合金坯(初轧机热加工开坯生产)制成的Φ70mm成品材，质量满足Q/HYAD601-91Y标准之规定，经济效益显著。