CN101812652B - 一种用连续式加热炉加热钛坯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用连续式加热炉加热钛坯的方法，钛坯的加热温度在880℃左右，远低于钢坯的1200℃左右的加热温度，如用加热钢坯的连续式加热炉加热钛坯，会导致温度过高或加热不均与，加热温度过高会导致进入β相区轧制以及组织粗大、表面氧化严重等缺陷，本发明提供一种用钢坯加热用连续式加热炉加热钛坯的方法，坯料厚度150～250mm，采用炉体辐射、炉气对流的方式使钛坯避开高温火焰区域，达到加热温度均匀、加热质量好的效果。

Description

一种用连续式加热炉加热钛坯的方法

技术领域

本发明涉及一种钛板坯的加热方法，属于热工技术领域。

背景技术

纯钛属低温型α-Ti晶格。理论加热温度不大于882℃，一般加热温度控制在相变温度以下30～50℃；加热温度高于882℃时，材料将处在α-Ti和β-Ti两相区轧制，成品不能符合α-Ti晶格要求；钛及钛合金热导率，是合金钢的1/4～1/7，必须有足够的加热时间才能使坯料加热均匀。长时间加热，可能引起钢坯局部或端部软化变形和钢坯晶粒长大；钛及钛合金具有很高的化学活性，在高温下长时间加热易与氧、氮、氢等气体发生剧烈反应，在钛表面形成化合物并渗透到晶格内。钛及钛合金在含氢气氛中加热到300℃，开始大量吸氢，在500℃吸氢速率急剧增加。易发生“氢脆”，降低了钛坯表面层塑性，轻者影响轧件表面质量；严重时，轧件表面产生裂纹。

因此，在兼顾轧机生产节奏的同时，加热温度、时间、速度及炉气控制方法的制订，必须符合钛及其合金钢坯加热特性，控制有害气体对钛金属坯料造成深污染层。

板坯在热轧前需在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，以保证在轧制过程中不产生裂纹。板坯加热时温度过高，会引起坯料变形，使坯料出炉极为困难。当坯料温度超过转变点(约1153～1163K)时，将加速氧化，形成的氧化皮很难去除。如果加热温度过低，则轧制产品的精度低，易出现头尾部下弯，鼓肚及折皱等缺陷，易产生废品。通常工业纯钛在加热炉内最好加热至1073～1193K(800～920℃)。

中国专利公开号CN101412038A公开了采用中宽带热轧机组生产金属钛板的方法，其中有关于用辊底式加热炉加热厚度50～90mm厚钛坯的内容，先将厚度为50-90mm、宽度为1000mm的金属钛板坯吊入辊底式加热炉炉温低于100℃的内，将金属钛板坯所在区域的炉温升到200-400℃，加热时间≤200min，然后逐步升温到800-1000℃，总的加热时间控制在240min以内。该方法加热的钛坯厚度太薄，所需钛坯无法由钛锭一次锻造成型，还需要两火成材，造成消耗增加，坯料氧化、吸氮、吸氢增加，如直接锻造而成，长度不会太长，坯料的单重太小，不利于成材率的提高。

发明内容

为解决钛坯加热容易出现的问题，本发明提供一种用钢坯加热用连续式加热炉加热钛坯的方法，坯料厚度150～250mm，采用辐射、对流方式使钛坯避开高温火焰区域，加热到800～900℃，达到加热温度均匀、加热质量好的效果。

发明概述

钛坯的加热温度在880℃左右，远低于钢坯的1200℃左右的加热温度，如用加热钢坯的连续式加热炉加热钛坯，会导致温度过高或加热不均与，加热温度过高会导致进入β相区轧制以及组织粗大、表面氧化严重等缺陷。在兼顾轧机生产节奏的同时，加热温度、时间、速度及炉气控制方法的制订，必须符合钛及其合金钢坯加热特性，控制有害气体对钛金属坯料造成深污染层。

板坯在热轧前需在加热炉中均匀加热，为防止氧扩散，应限制加热温度和时间，以保证在轧制过程中不产生裂纹。板坯加热时温度过高，会引起坯料变形，使坯料出炉极为困难。当坯料温度超过转变点(约1153～1163K)时，将加速氧化，形成的氧化皮很难去除。如果加热温度过低，则轧制产品的精度低，易出现头尾部下弯，鼓肚及折皱等缺陷，易产生废品。通常工业纯钛在加热炉内最好加热至1073～1193K(800～920℃)。

发明详述

本发明提供一种用连续式加热炉加热钛坯的方法，其特征在于，采用辐射、对流方式使钛坯避开高温火焰区域，加热到800～900℃。

所述钛坯为150～250mm厚钛坯。包括钛坯及其其合金钢坯。

优选的，炉内气氛控制，控制炉内气氛为微氧化性气氛。所述微氧化性气氛为控制残氧含量在0.2～2％之间。

使炉内气氛为微氧化性气氛，避免钛在高温下吸氢或氧化严重的现象的发生。炉内气氛控制是通过合理地调整空气和混合煤气的比例来实现的。

炉压控制在10Pa～30Pa，避免吸冷风造成加热炉消耗过高；降低煤气消耗。

在350℃以下装炉，避免在低温时升温速度过快造成坯料裂纹；

钛坯运行时通过开闭钛坯经过的烧嘴使其避开高温的火焰区域；避免因升温过快或温度过高造成坯料裂纹或氧化严重等缺陷。

优选的，本发明的用连续式加热炉加热钛坯的方法，包括下列步骤：

(1)装炉：在预热段温度降到200～350℃时开始装钛坯或其合金钢坯，防止在低温塑性差时加热速度过快造成坯料裂纹；

(2)加热：总加热时间160～300min；通过控制烟道闸板开度使炉压控制在10Pa～30Pa；通过调节空燃比控制炉内气氛为微氧化性气氛；

(3)钛坯运行时通过开闭钛坯经过的烧嘴使其避开高温的火焰区域；

(4)加热到800～900℃后由出钢机挑出送往轧机进行轧制。

所述微氧化性气氛为控制残氧含量在0.2～2％之间。

所述钛坯运行时通过开闭钛坯经过的烧嘴使其避开高温的火焰区域，是指钛坯经过时烧嘴关闭，钛坯经过后烧嘴再打开。

具体加热制度见图1，总加热时间160～360min。

有益效果

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：利用现有轧钢加热炉不经过改造，只是通过工艺的改进和优化即可加热要求极高的钛坯，减少了投资。而且通过该方法加热出的钛坯通条温差＜30℃，表面氧化少，吸氢少。

该发明利用钢坯加热用连续式加热炉加热钛坯，减少了钛加工的投入，提高了设备利用率，降低了生产成本，加热出的钛坯温度均匀，表面及内部质量良好。

附图说明

图1为钛坯加热曲线。

实施例1

厚度200mm的钛坯，在炉温降到350℃以下装炉，按照图1所示的加热曲线进行升温，坯料运行时通过开闭钛坯经过的烧嘴使其避开高温的火焰区域，通过合理地调整空气和混合煤气的比例，使炉内残氧含量控制在0.5％左右，实现微氧化控制，并控制炉内压力在10～30Pa之间。总加热时间260min。

实施例2

其他同实施例1，不同之处在于，炉内残氧含量控制在1.5％左右，实现微氧化控制，并控制炉内压力在20Pa左右。总加热时间300min。

Claims (1)

1.一种用连续式加热炉加热钛坯的方法，采用辐射、对流方式使钛坯避开高温火焰区域，加热到800～900℃；其特征在于，包括下列步骤：

(1)装炉：在预热段温度降到200～350℃时开始装钛坯，防止在低温塑性差时加热速度过快造成坯料裂纹；

(2)加热：总加热时间160～300min；通过控制烟道闸板开口度使炉压控制在10Pa～30Pa；通过调节空燃比控制炉内气氛为微氧化性气氛；所述微氧化性气氛为控制残氧含量在0.2～2％之间；

(3)钛坯运行时通过开闭钛坯经过的烧嘴使其避开高温的火焰区域；

(4)加热到800～900℃后由出钢机挑出送往轧机进行轧制。

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