钢锭缓冷和退火知识

北方铁匠

前言   
钢锭缓冷和退火是一种钢锭冷却工艺。适用于不采用热送的优质钢和合金钢钢锭，特别是那些冷却时容易变硬，热应力和组织应力大的某些钢种的钢锭。目的是消除或减缓钢锭的热应力和组织应力；改善钢锭内部粗大和不均匀的铸态组织；降低钢锭的硬度，便于钢锭的表面精整处理等。

钢锭缓冷有堆冷、模冷和坑冷三种方法。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O.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1Cr18Ni9Ti、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O．3％和大于O．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O．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lt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lt以下，含碳量较低的半马氏体钢则必须坑冷。
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。