CN110935729A - 一种钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺，管坯下料机设置在生产系统的首端，管坯检测修磨厚被加热，之后经过两辊穿孔机进行定位穿孔，制成管材半成品，进入钛合金管用张减机进行轧制，之后通过加热炉进行热回温，回温后的管材半成品进入三辊轧机进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机和矫直机中进行定径和矫直，之后进入冷却机床进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机进行切割加工，这样管材就成为成品管材，最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。该钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺缩短了整个钛合金无缝管的生产加工时间,提高了管材加工质量，有利于提高企业效益。
Description
技术领域
本发明涉及钛合金无缝管技术领域，具体为一种钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺。
背景技术
钛材具有记忆性、超导性、高比强、高耐蚀、亲生物、高低温性能优良等特性，被称为第三金属(相对于铁、铝)、海洋金属(耐海水性能良好)、航空金属(理想的航空航天材料)和未来金属(朝阳产业)。钛金属被广泛应用于航空、航天、化工、石油、化学、电力、冶金、医药以及海洋工程、地热工程、制冷工程、体育、旅游等领域，随着这些行业的产业升级换代，国家经济实力逐步增强，钛材日益明显地成为工程技术和高科技领域中的关键材料和支撑材料。其中钛合金无缝管的使用率在以上领域占有相当大的比例，比如飞机发动机压气机部件及火箭、导弹和高速飞机的结构件、电解工业的电极、发电站的冷凝器、石油精炼和海水淡化的加热器等。
现有的钛合金热轧无缝管的生产工艺还存在诸多缺陷，例如加工效率低、管坯检测效率质量低等问题，这使得钛合金热轧无缝管的质量和产量都难以达到更高标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺，达到了管坯检测效率质量高，生产加工效率高的效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛合金热轧无缝管生产系统，包括管坯下料机、机器视觉检测仪、管坯打磨机、初步加热机、两辊穿孔机、复合加热机、钛合金管用张减机、加热炉、三辊轧机、定径机、矫直机、冷却机床和管材切割机，所述管坯下料机设置在生产系统的首端，所述管坯下料机上的管坯被输送至机器视觉检测仪，所述机器视觉检测仪对管坯进行检测，之后管坯被输送至管坯打磨机进行打磨，管坯通过管坯打磨机打磨后被输送至初步加热机进行加热，之后经过两辊穿孔机进行定位穿孔，制成管材半成品，所述管材半成品进入复合加热机进行再加热，之后进入钛合金管用张减机进行轧制，之后通过加热炉进行热回温，回温后的管材半成品进入三辊轧机进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机和矫直机中进行定径和矫直，之后进入冷却机床进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机进行切割加工，这样管材就成为成品管材，最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。
优选的，所述初步加热机为箱式电阻炉。
优选的，所述管坯打磨机与机器视觉检测仪电性连接。
优选的，所述探伤检测阶段包括机器探伤和人工检测，所述机器探伤主要采用管道探伤仪进行探伤，人工检测包括对成品管材进行管壁厚度偏差测量，并且再合格后进入管材包装设备进行打包包装。
优选的，所述冷却机床为步进式冷床或者为链式冷床。
6.一种钛合金热轧无缝管的生产工艺，包括以下步骤：
1)管坯下料，负责将管坯输送到生产加工流水线上；
2)在生产加工流水线上进行管坯的检测与打磨，检测采用机器视觉设备进行在线监测，并且将检测信息发送至后续的打磨设备上，与打磨阶段建立联系，对管坯进行修磨；
3)修磨后的管坯进入箱式电阻炉中进行加热，箱式电阻炉内充入还原性气体或惰性气体，进行防氧化保护，并且加热方式采用分段加热，通过控制升温速度，实现低温慢速加热，高温快速加热方式，使钛铸坯充分均匀加热。
加热条件为：
预热阶段：温度为500～600℃，时间为40～90min；
加热阶段：温度为600～1000℃，时间为50～80min；
保温阶段：温度为1000～1150℃，时间为30～50min。
管坯出炉温度保持在950～1100℃范围内，并且在预热阶段和加热阶段之间还设置有20min的保温时间，则总的加热过程耗时200min左右；
4)之后经过两辊穿孔机进行定位穿孔，制成管材半成品，所述管材半成品进入复合加热机进行再加热，并且再加热温度应使得管材半成品的温度高于900℃；
5)之后进入钛合金管用张减机进行轧制，之后通过加热炉进行热回温，回温温度使得管材半成品的温度高于900℃；
6)回温后的管材半成品进入三辊轧机进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机和矫直机中进行定径和矫直；
7)之后进入冷却机床进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机进行切割加工，这样管材就成为成品管材；
8)最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。
优选的，所述惰性气体为氩气。
优选的，所述轧制过程为多次轧制，壁厚总共被减去10mm，且每次轧制减壁厚度逐渐递减。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、该钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺对通过箱式电阻炉的加热过程进行了优化，该加热过程为第一次加热过程，也是主要加热过程，通过不同阶段的加热升温保温方式，降低了钛合金管坯的加热时间，并且加热效果并没有因此降低，从而缩短了整个钛合金无缝管的生产加工时间，有利于提高企业效益。
(2)、该钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺提高机器视觉检测技术配合后续的管坯打磨过程，可以更加有效地发现管坯缺陷，再配合坯打磨设备，有助于提高管坯加工前的质量，进而提高钛合金无缝管成品的质量。
附图说明
图1为本发明系统示意图；
图2为本发明箱式电阻炉加热过程示意图。
图中：1管坯下料机、2机器视觉检测仪、3管坯打磨机、4初步加热机、 5两辊穿孔机、6复合加热机、7钛合金管用张减机、8加热炉、9三辊轧机、 10定径机、11矫直机、12冷却机床、13管材切割机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种钛合金热轧无缝管生产系统，包括管坯下料机1、机器视觉检测仪2、管坯打磨机3、初步加热机4、两辊穿孔机5、复合加热机6、钛合金管用张减机7、加热炉8、三辊轧机9、定径机10、矫直机11、冷却机床12和管材切割机13，管坯下料机1设置在生产系统的首端，管坯下料机1上的管坯被输送至机器视觉检测仪2，机器视觉检测仪2对管坯进行检测，之后管坯被输送至管坯打磨机3进行打磨，管坯打磨机3与机器视觉检测仪2电性连接，管坯通过管坯打磨机3打磨后被输送至初步加热机4进行加热，初步加热机4为箱式电阻炉，之后经过两辊穿孔机5进行定位穿孔，制成管材半成品，管材半成品进入复合加热机6进行再加热，之后进入钛合金管用张减机7进行轧制，之后通过加热炉8进行热回温，回温后的管材半成品进入三辊轧机9进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机10和矫直机11中进行定径和矫直，之后进入冷却机床12 进行冷却降温，冷却机床12为步进式冷床或者为链式冷床，降其温度降至常温后，管材被管材切割机13进行切割加工，这样管材就成为成品管材，最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装，探伤检测阶段包括机器探伤和人工检测，机器探伤主要采用管道探伤仪进行探伤，人工检测包括对成品管材进行管壁厚度偏差测量，并且再合格后进入管材包装设备进行打包包装。
一种钛合金热轧无缝管的生产工艺，包括以下步骤：
1)管坯下料，负责将管坯输送到生产加工流水线上；
2)在生产加工流水线上进行管坯的检测与打磨，检测采用机器视觉设备进行在线监测，并且将检测信息发送至后续的打磨设备上，与打磨阶段建立联系，对管坯进行修磨；
3)修磨后的管坯进入箱式电阻炉中进行加热，箱式电阻炉内充入还原性气体或惰性气体，其中惰性气体可以为氩气，进行防氧化保护，并且加热方式采用分段加热，通过控制升温速度，实现低温慢速加热，高温快速加热方式，使钛铸坯充分均匀加热。加热条件为：
预热阶段：温度为500～600℃，时间为40～90min；
加热阶段：温度为600～1000℃，时间为50～80min；
保温阶段：温度为1000～1150℃，时间为30～50min。
管坯出炉温度保持在950～1100℃范围内，并且在预热阶段和加热阶段之间还设置有20min的保温时间，则总的加热过程耗时200min左右；
4)之后经过两辊穿孔机5进行定位穿孔，制成管材半成品，管材半成品进入复合加热机6进行再加热，并且再加热温度应使得管材半成品的温度高于900℃；
5)之后进入钛合金管用张减机7进行轧制，之后通过加热炉8进行热回温，回温温度使得管材半成品的温度高于900℃；
6)回温后的管材半成品进入三辊轧机9进行轧制，轧制过程主要是为了让管壁变薄，并且通过多次轧制，壁厚总共被减去10mm，且每次轧制减壁厚度逐渐递减，轧制后的管材半成品先后进入定径机10和矫直机11中进行定径和矫直；
7)之后进入冷却机床12进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机13 进行切割加工，这样管材就成为成品管材；
8)最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。
本发明的有益效果是：该钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺对通过箱式电阻炉的加热过程进行了优化，该加热过程为第一次加热过程，也是主要加热过程，通过不同阶段的加热升温保温方式，降低了钛合金管坯的加热时间，并且加热效果并没有因此降低，从而缩短了整个钛合金无缝管的生产加工时间，有利于提高企业效益。
该钛合金热轧无缝管生产系统及其生产工艺提高机器视觉检测技术配合后续的管坯打磨过程，可以更加有效地发现管坯缺陷，再配合坯打磨设备，有助于提高管坯加工前的质量，进而提高钛合金无缝管成品的质量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种钛合金热轧无缝管生产系统，包括管坯下料机(1)、机器视觉检测仪(2)、管坯打磨机(3)、初步加热机(4)、两辊穿孔机(5)、复合加热机(6)、钛合金管用张减机(7)、加热炉(8)、三辊轧机(9)、定径机(10)、矫直机(11)、冷却机床(12)和管材切割机(13)，其特征在于：所述管坯下料机(1)设置在生产系统的首端，所述管坯下料机(1)上的管坯被输送至机器视觉检测仪(2)，所述机器视觉检测仪(2)对管坯进行检测，之后管坯被输送至管坯打磨机(3)进行打磨，管坯通过管坯打磨机(3)打磨后被输送至初步加热机(4)进行加热，之后经过两辊穿孔机(5)进行定位穿孔，制成管材半成品，所述管材半成品进入复合加热机(6)进行再加热，之后进入钛合金管用张减机(7)进行轧制，之后通过加热炉(8)进行热回温，回温后的管材半成品进入三辊轧机(9)进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机(10)和矫直机(11)中进行定径和矫直，之后进入冷却机床(12)进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机(13)进行切割加工，这样管材就成为成品管材，最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金热轧无缝管生产系统，其特征在于：所述初步加热机(4)为箱式电阻炉。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金热轧无缝管生产系统，其特征在于：所述管坯打磨机(3)与机器视觉检测仪(2)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金热轧无缝管生产系统，其特征在于：所述探伤检测阶段包括机器探伤和人工检测，所述机器探伤主要采用管道探伤仪进行探伤，人工检测包括对成品管材进行管壁厚度偏差测量，并且再合格后进入管材包装设备进行打包包装。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金热轧无缝管生产系统，其特征在于：所述冷却机床(12)为步进式冷床或者为链式冷床。
6.一种钛合金热轧无缝管的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)管坯下料，负责将管坯输送到生产加工流水线上；
2)在生产加工流水线上进行管坯的检测与打磨，检测采用机器视觉设备进行在线监测，并且将检测信息发送至后续的打磨设备上，与打磨阶段建立联系，对管坯进行修磨；
3)修磨后的管坯进入箱式电阻炉中进行加热，箱式电阻炉内充入还原性气体或惰性气体，进行防氧化保护，并且加热方式采用分段加热，通过控制升温速度，实现低温慢速加热，高温快速加热方式，使钛铸坯充分均匀加热。加热条件为：
预热阶段：温度为500～600℃，时间为40～90min；
加热阶段：温度为600～1000℃，时间为50～80min；
保温阶段：温度为1000～1150℃，时间为30～50min。
管坯出炉温度保持在950～1100℃范围内，并且在预热阶段和加热阶段之间还设置有20min的保温时间，则总的加热过程耗时200min左右；
4)之后经过两辊穿孔机(5)进行定位穿孔，制成管材半成品，所述管材半成品进入复合加热机(6)进行再加热，并且再加热温度应使得管材半成品的温度高于900℃；
5)之后进入钛合金管用张减机(7)进行轧制，之后通过加热炉(8)进行热回温，回温温度使得管材半成品的温度高于900℃；
6)回温后的管材半成品进入三辊轧机(9)进行轧制，轧制后的管材半成品先后进入定径机(10)和矫直机(11)中进行定径和矫直；
7)之后进入冷却机床(12)进行冷却降温，降温后的管材被管材切割机(13)进行切割加工，这样管材就成为成品管材；
8)最后成品管材进入探伤检测阶段进行检测，合格后进行打包包装。
7.根据权利要求6所述的一种钛合金热轧无缝管的生产工艺，其特征在于：所述惰性气体为氩气。
8.根据权利要求6所述的一种钛合金热轧无缝管的生产工艺，其特征在于：所述轧制过程为多次轧制，壁厚总共被减去10mm，且每次轧制减壁厚度逐渐递减。
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