CN101367089B - 大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法 - Google Patents

大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法 Download PDF

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Abstract

大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法，其特点是将工业纯钛或钛合金板坯用加热炉加热至.600—1000℃，再用四辊可逆轧机在保温状态下轧制3—9道次，达到设定厚度，用卷曲机卷成卷，即为成品。本发明的优点在于采用可控制温度的轧制技术，克服了钛及钛合金的变形抗力随温度降低急剧增加的问题，生产的钛或钛合金带坯质量高、卷重量大(≥80kg)，带卷长(≥20m)、成材率高，生产效率高等优点。

Description

大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法
技术领域
本发明属于有色金属带材的生产方法。
背景技术
钛合金密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，但强度却接近普通钢的强度，一些高强度钛合金强度超过了许多合金结构钢，另外，钛合金还存在热强度高、抗蚀性好、尤其是耐海水腐蚀好，低温性能好、无磁性、有记忆等优点，因此不仅在军工而且在民用上得到了广泛应用。
目前冷轧用钛带坯有两种生产方法，产品有：
1、条形扁材；
2、焊接成卷材；
条形扁材是扁坯经加热、热轧机轧制生产的。焊接卷材是将条形扁材切头尾，用氩弧焊焊接，卷曲而成的。
焊接卷材存在成材率低，(焊接时要切头尾)卷重≤70kg，成本高，生产效率低，焊缝质量难以保证，轧制过程中易发生断带等问题。
发明内容
大卷纯钛或钛合金带卷坯(≥80kg)的生产方法，是将工业钛或钛合金板坯用已知的中频感应炉加热到600-1000℃，再用四辊可逆轧机在保温状态下往复轧制3-9道次，保温装置包括加热炉、保温箱和多辊输送机构。保温箱内壁衬设有保温层。多辊输送机构的多个带坯托送辊的轴的两端分别装设在保温箱两侧壁外的轴座内。保温箱由保温箱支架予以支撑。位于卷曲机前与保温箱体连接的在线加热炉设有加热器，加热器采用已知的电感应加热器。在保温箱外设置有温控装置，为已知市售产品。在保温箱壁上安装红外线测温仪，将获得的保温箱内的温度信息送至温控装置的温度信号接收端子。温控装置控制温度在设定值范围。
由于钛及钛合金的变形抗力，随着温度的降低而急剧增加，是难加工金属，本发明采用可控温轧制技术解决了上述问题，提高了带坯质量。
在保温轧制过程中，轧制成的长条形坯料出轧机后，进入保温箱内由多个输送辊托送，经过推板对中、返回轧机再轧制。或进入卷曲机卷曲。当保温箱内温度低于设定的保温轧制温度范围时，红外线测温仪将测得的温度信号输送到温控装置，启动设置在卷曲机前的在线加热炉加热，当保温箱内温度达到设定的保温轧制温度时，红外线测温仪将测温信号输送至温控装置，切断电源，停止加热。从而达到控温轧制的目的。
经四辊可逆轧机轧制成长条形坯料经卷曲机卷成卷，再在上述保温状态下轧制3-5道次达到设定厚度的带坯再卷成卷。
本发明的优点在于采用可控制温度的轧制技术，克服了钛及钛合金的变形抗力随温度降低急剧增加的问题，生产的钛或钛合金带坯质量高、卷重量大(≥80kg)，带卷长(≥20m)、成材率高，生产效率高等优点。
附图说明
图1是本发明采用的保温装置的一种实施例结构示意图。
图2是保温箱结构示意图。
具体实施方式
大卷纯钛带坯的生产方法，所用的设备包括四辊可逆轧机6、在线保温装置、感应加热炉9、第二保温箱8、第一保温箱7、第四保温箱12、第一卷曲机10和第二卷曲机11。保温装置包括在线加热炉13、第三保温箱4、红外线测温仪和温控器。由于往复轧制，因此第一保温箱7、第一卷曲机10、第二保温箱8和感应加热炉9依次设置在四辊可逆轧机6的右侧；第三保温箱4、在线加热炉13、第二卷曲机11和第四保温箱12设置在四辊可逆轧机左侧。
第三保温箱4、第四保温箱12、第一保温箱7、第二保温箱8在结构上相同，以第三保温箱4为例，在保温箱内壁上衬设有保温层2，保温层2可用玻璃丝棉、岩棉、镁砂或珍珠岩等材料制成。这些保温箱内设置有包括多个输送托辊的辊式输送机构，每个输送托辊的轴两端分别装设在第三保温箱4两侧壁外的轴座14内，第三保温箱4由支架5支撑。
大卷钛合金带坯的生产方法，是将工业纯钛板坯送至感应加热炉9内，预热至700-900℃，由辊式输送机构送到第二保温箱8，穿过第一卷曲机10，再送至第一保温箱7，并喂入四辊可逆轧机进行轧制，钛合金板坯1经第一道次轧制后，由辊式输送机构输送，经第三保温箱4，穿过在线感应加热炉13、第二卷曲机11，进入第四保温箱12，这样在保持温度在700-900℃温度范围内，往复轧制5-7道次，长度15m左右时启动第二卷曲机11或第一卷曲机10卷成卷，再往复轧制，轧制成设定厚度，再卷成卷即为成品。
保持轧制温度控制在700-900℃是由在线加热炉13中的中频感应加热器、红外线测温仪和温控器完成的。在线加热炉13在第二卷曲机11前，与第三保温箱4连接，红外线测温仪安装在第三保温箱4上，红外线测温仪的测温信号输出端经导线与温控器PLC的对应信号输入端子连接，温控器控制电加热器电源的开关。上述温控器、红外线测温仪和加热器为已知市售产品。为方便操作人员观察，在保温箱4上设有观察窗口。观察窗口由半透明材料制成。
经四辊可逆轧机轧制的条状坯料出轧机后，进入具有多个输送辊的第三保温箱4内，当第三保温箱4内温度降至700℃时，实时在线监测的红外线测温仪将测得的该温度信息送至设置在第三保温箱4外的温控器，温控器接通电加热器电源而加热，当保温箱内温度上升至900℃时，红外线测温仪将测得的该温度信号送至温控器，切断电加热器电源，停止加热，使第三保温箱4内温度保持在700-900℃。

Claims (2)

1.大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法，其特征是将工业纯钛或钛合金板坯用加热炉加热至600-1000℃，再用四辊可逆轧机在保温状态下轧制3-9道次，达到设定厚度，用卷曲机卷成卷，即为成品；所述的四辊可逆轧机在保温下轧制所使用的设备包括四辊可逆轧机(6)、第一卷曲机(10)、第二卷曲机(11)、红外线测温仪和温控器，四辊可逆轧机(6)的一侧设置有第一保温箱(7)、第一卷曲机(10)、第二保温箱(8)和感应加热炉(9)；在四辊可逆轧机(6)的另一侧设置有第三保温箱(4)、在线加热炉(13)、第二卷曲机(11)和第四保温箱(12)，在线加热炉(13)与第三保温箱(4)连接，红外线测温仪的测温头插入第三保温箱(4)内；
所述的四辊可逆轧机(6)在保温状态下轧制，是在轧制钛或钛合金大卷带坯时，将钛或钛合金板坯(1)送到感应加热炉(9)内加热到600-1000℃后由辊式输送机构输送通过第二保温箱(8)、第一卷曲机(10)、第一保温箱(7)，并喂入四辊可逆轧机(6)进行轧制，该板坯经第一道轧制后，条形钛或钛合金板坯由辊式输送机构输送经第三保温箱(4)、在线加热炉(13)、穿过第二卷曲机(11)，进入第四保温箱(12)然后再返回轧制；当第三保温箱(4)内温度降至600℃时，实时在线监测的红外线测温仪将测得的该温度信息送至设置在第三保温箱(4)外的温控器，温控器接通在线加热炉(13)的电加热器电源而加热，当第三保温箱(4)内温度上升至1000℃时，红外线测温仪将测得的该温度信号送至设置在第三保温箱(4)外的温控器，切断在线加炉(13)的电加热器电源，停止加热，使第三保温箱(4)内温度保持在600-1000℃；在轧制温度控制在600-1000℃范围内往复轧制5-7道次，长度15m时启动对应的卷曲机卷成卷，再往复轧制，轧制成设定厚度，再卷成卷即为成品。
2.根据权利要求1所述的大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法，其特征在于所述的第三保温箱(4)、第四保温箱(12)、第一保温箱(7)和第二保温箱(8)在结构上相同，是在各自的保温箱内壁上衬设有保温层(2)，保温层(2)用玻璃丝棉、岩棉、镁砂或珍珠岩材料制成，这些保温箱内设置有包括多个输送托辊(3)的辊式输送机构，每个输送托辊的轴两端分别装设在保温箱两侧壁外的轴座(14)内，保温箱由支架(5)支撑。
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