CN111424225A - 采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工艺方法，尤其是公开了一种采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，属于钛板或钛带热轧轧制工艺技术领域。提供一种能有效保证钛及钛合金加热质量，保证加热生产稳定进行的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法。所述的工艺方法以大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备，采用钛或钛合金坯热工制度，通过与钛或钛合金坯规格相适应的钢坯调整炉内加热环境完成对钛或钛合金坯的加热。

Description

采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种工艺方法，尤其是涉及一种采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，属于钛板或钛带热轧轧制工艺方法技术领域。
背景技术
钛属于稀贵有色金属，被称为“第三金属”和“全能金属”，具有轻质、高强、耐腐、耐热、无磁和耐低温等一些列优良性能，广泛应用于国防工业以及石油、化工、冶金、电力、交通、医疗、海洋、环保、建筑、体育及旅游休闲等民用行业，故又有“未来的金属”之称。钛板或钛带的生产通常采用往复轧制的模式，该生产方式下存在机组作业效率低、产品成材率低，且产品的长度受限制等不足。与钢产量相比钛的生产量相对较小，新建热轧钛带卷的专用生产线的投入产出比低、投资成本高。因此，为了高效、低成本地连续生产大卷重钛带卷，利用常规热连轧生产线进行钛或钛合金-钢共线生产，是大卷重钛或大卷重钛合金带卷生产的发展趋势。常规热连轧通常由2-4座大型钢坯步进梁式加热炉、1-2架粗轧机E1R1、E2R2和6-7架四辊精轧机代号F1-F6或F7组成，其中的R2为四辊轧机。
采用常规热连轧进行钛及钛合金连续生产过程中，钛坯加热是一个关键环节也是技术难点之一，因为：1)加热炉的炉型结构、尺寸及工艺控制均是按产线钢坯或连铸坯的工艺和尺寸设计的，钛及钛合金坯较通常钢坯尺寸短35％以上及重量小60％以上，原炉型结构下合理布料是最大的难题；2)钛及钛合金坯的加热及出炉温度比钢坯低300-400℃，现行加热炉工艺保证难度大。而钛及钛合金在加热炉内如何布料直接决定了常规热连轧生产线能否生产加工钛及钛合金板带及能否稳定、优质、高效地加工钛及钛合金板带；3)在全流程的钢铁企业中，常规热连轧通常有步进梁式加热炉2-4座，钛及钛合金每次生产量相对较小，均分于每座加热炉进行生产，工艺稳定性及经济性差，通常集中于一座加热炉进行加热生产，而钛及钛合金坯热工制度的特殊性，煤气用量很小，此状况下钛坯的布料方式尤其重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效保证钛及钛合金加热质量，保证加热生产稳定进行的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，所述的工艺方法以大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备，采用钛或钛合金坯热工制度，通过与钛或钛合金坯规格相适应的钢坯调整炉内加热环境完成对钛或钛合金坯的加热。
进一步的是，通过钢坯调整加热单炉的炉内加热环境是按下述步骤进行的，在大型步进梁式钢坯加热单炉的步进机上采用钛或钛合金坯与钢坯交错间隔布置的方式顺序的布置在所述的步进梁上，然后使步进梁一块钢坯夹一块钛或钛合金坯交错间隔的输入加热炉内进行加热。
上述方案的优选方式是，在步进梁上顺序的布置钢坯和钛或钛合金坯时，起始阶段连续间隔的布置至少6块钢坯，然后再按一块钢坯夹一块钛或钛合金坯交错间隔的布置钢坯和钛或钛合金坯。
进一步的是，在布置完成所述的钛或钛合金坯后，再连续间隔的布置至少6块钢坯顺序的进入加热炉内对加热炉内的温度进行调整。
上述方案的优选方式是，顺序布置的相邻钢坯与钛或钛合金坯之间的布置间距为400-800mm。
进一步的是，钛或钛合金坯端部距离加热炉轧制侧炉墙的间距为500-800mm，钢坯端部距离加热炉轧制侧炉墙的间距为300-500mm。
上述方案的优选方式是，相邻的钢坯与钛或钛合金坯的宽度相差在100mm以内。
进一步的是，当加热工业纯钛与钛合金混装加热时，则采用纯钛坯与钛合金坯分别集中编排装炉的相对集中装炉方式装炉，相邻的纯钛坯与钛合金坯之间间隔3-5块钢坯。
上述方案的优选方式是，加热后的调温钢坯作回炉返回板坯库处理。
进一步的是，所述的钛或钛合金坯热工制度至少包括各段温度、在炉时间、煤气用量、空煤比以及烧嘴开启数个参数的控制。
本发明的有益效果是：本申请的工艺方法以现有的大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备为基础，采用钛或钛合金坯热工制度进行加热，然后使加热通过在输入钛或钛合金时同时间隙输入的钢坯来调整步进梁式加热炉的炉内加热环境达到保证钛或钛合金坯加热的质量和加热的稳定性完成对钛或钛合金坯的加热。这样，由于在加热钛或钛合金坯的同时通过伴随进入的钢坯吸收了大量的热量，从而可以有效的调整炉内的加热气氛，达到保证钛或钛合金坯加热质量和加热稳定性的作用。
附图说明
图1为本发明采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法涉及的钢坯与钛或钛合金坯在炉内的布置示意图。
图中标记为：钛或钛合金坯1、钢坯2、加热炉轧制侧炉墙3。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的一种能有效保证钛及钛合金加热质量，保证加热生产稳定进行的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法。所述的工艺方法以大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备，采用钛或钛合金坯热工制度，通过与钛或钛合金坯1规格相适应的钢坯2调整炉内加热环境完成对钛或钛合金坯的加热。本申请的工艺方法以现有的大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备为基础，采用钛或钛合金坯热工制度进行加热，然后使加热通过在输入钛或钛合金时同时间隙输入的钢坯来调整步进梁式加热炉的炉内加热环境达到保证钛或钛合金坯加热的质量和加热的稳定性完成对钛或钛合金坯的加热。这样，由于在加热钛或钛合金坯的同时通过伴随进入的钢坯吸收了大量的热量，从而可以有效的调整炉内的加热气氛，达到保证钛或钛合金坯加热质量和加热稳定性的作用。此处所述的钛或钛合金坯热工制度至少包括各段温度、在炉时间、煤气用量、空煤比以及烧嘴开启数个参数的控制。
上述实施方式中，用于调整加热炉炉内环境的钢坯的布置方式和布置步骤可以有多种，本申请通过钢坯2调整加热单炉的炉内加热环境是按下述步骤进行布置的，在大型步进梁式钢坯加热单炉的步进机上采用钛或钛合金坯1与钢坯2交错间隔布置的方式顺序的布置在所述的步进梁上，然后使步进梁一块钢坯2夹一块钛或钛合金坯1交错间隔的输入加热炉内进行加热。再根据起始阶段和终了阶段炉内温度相对是最难控制的特点，本申请在步进梁上顺序的布置钢坯2和钛或钛合金坯1时，起始阶段连续间隔的布置至少6块钢坯2，然后再按一块钢坯2夹一块钛或钛合金坯1交错间隔的布置钢坯2和钛或钛合金坯1。在布置完成所述的钛或钛合金坯1后，再连续间隔的布置至少6块钢坯2顺序的进入加热炉内对加热炉内的温度进行调整。
进一步的是，再结合普通步进式加热炉炉内热环境的特点，为了最大限度的提高通过钢坯2调整炉内温度的效果，在布置钢坯2和钛或钛合金坯1时还采取了以下措施，即顺序布置的相邻钢坯2与钛或钛合金坯1之间的布置间距为400-800mm；钛或钛合金坯端部距离加热炉轧制侧炉墙3的间距为500-800mm，钢坯端部距离加热炉轧制侧炉墙3的间距为300-500mm；相邻的钢坯2与钛或钛合金坯1的宽度相差在100mm以内。
相应的，根据工业纯钛与钛合金在加热过程中的热工制度还不太一样的特点，当加热工业纯钛与钛合金混装加热时，则采用纯钛坯与钛合金坯分别集中编排装炉的相对集中装炉方式装炉，相邻的纯钛坯与钛合金坯之间间隔3-5块钢坯。
当然，加热完成后的调温钢坯2需要作回炉后返回板坯库处理。
综上所述，本申提供的工艺方法具有以下特点，
1)本发明的钛及钛合金板坯在大型步进梁式加热炉内的布料技术，科学的实现钛及钛合金板坯在大型钢坯步进梁式加热炉内的安全、优质加热，突破钛-钢共线生产的关键环节，具有创造性和实用性；
2)本发明的钛及钛合金板坯在加热炉内的布料技术，采用的钢-钛坯间隔交叉布料，以保证了实现钛及钛合金坯特殊热工制度在大型钢坯步进梁式加热炉内得以实现，具有新颖性和创造性；
3)本发明的钛带及钛合金板坯在大型钢坯步进梁式加热炉内的集中、靠轧机侧布料，保证实现了钛及钛合金坯的加热质量及轧制过程的稳定性，具有创造性和实用性。
4)本发明的大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的方法，通过大型钢坯加热炉合理、特殊的布料模式及技术，以及加热炉的选用等实现了工业化条件下大型钢坯步进梁式加热炉稳定、经济加热钛及钛合金板坯，有效保证了加热工艺的满足及加热质量，实现了大卷重钛带卷钢-钛共线高效、高质量批量生产，解决了实际技术难题，工艺上具有新颖性、创造性、实用性强，不发生任何其它投资。
具体实施例
一种工业纯钛及钛合金的加热方法，具体涉及采用常规热连轧大型钢坯步进梁式加热炉加热钛及钛合金板坯的布料技术，本申请的技术结合工业纯钛及钛合金材料的特异性、原料的特殊性及热工制度独特性，采用了钢-钛坯交替布料、料间间距控制以及料与炉墙的特殊间距控制等创新性技术，实现钛及钛合金坯采用大型钢坯步进梁式加热炉加热方法的实现、工艺的满足及钢-钛共线生产的实现，解决了技术难题，实现了生产的顺行和技术的突破。通过了近1年的实施工业应用，在某常规热连轧生产线轧制工业纯钛及钛合金1000余t，加热过程稳定、安全，钛及钛合金坯加热优质，出炉温度偏差≤10℃，表中、头尾及坯间温差≤15℃，轧制稳定，工序成材率达到97.80％，实用性强、效果显著。以下将结合具体技术方案，对本发明的优选实施例进行详细的描述，但应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
实施例1：
本实施实例采用常规热连轧轧制生产线大型钢坯步进梁式加热炉加热工业纯钛坯TA0共计21块，板坯规格：厚度×宽度×长度＝190-200mm×1250mm×8500～8700mm，具体实施例应用本发明的技术方案。具体如下：
1)对21块工业纯钛坯进行外观尺寸的测量和编队。
2)准备Q235G/SPHC、200mm×1250-1280mm×11000mm钢坯若干块。
3)待加热炉具备装炉条件后，将坯料装进1#加热炉；第1块钛坯前装8块钢坯、然后钢-钛坯交替布置，最后1块钛坯后装7块钢坯。
4)所有钛坯与炉墙间间距按500mm控制，钢坯按原布料规则布料；钢-钛坯间间距按500mm控制，所有钛坯按靠轧机侧炉墙集中布置。
5)加热过程一律执行钛坯的热工制度，伴随的钢坯加热出炉后步进行轧制，回炉处理。
实施效果：
本实施过程，钛坯出炉温度偏差为8℃，坯间、坯的上下、头尾及内外温差12℃以内，轧制过程稳定，工序综合成材率98.04％。
实施例2：
本实施实例采用常规热连轧轧制生产线大型钢坯步进梁式加热炉加热工业纯钛坯TA10共计27块，钛合金板坯规格：厚度×宽度×长度＝180-200mm×1050/1250mm×8400～8600mm，具体实施例应用本发明技术。具体如下：
1)对27块工业纯钛坯进行外观尺寸的测量和编队。
2)准备Q235G/ST37、200mm×1050/1280mm×11000mm钢坯若干块。
3)待加热炉具备装炉条件后，将坯料装进1#加热炉；第1块钛坯前装6块钢坯、然后钢-钛坯交替布置，最后1块钛坯后装8块钢坯。
4)相邻的纯钛TA0与钛合金TA10坯间间隔3块Q235钢坯。
5)所有钛坯与炉墙间间距按500mm控制，钢坯按原布料规则布料；钢-钛坯间间距按500mm控制，所有钛坯按靠轧机侧炉墙集中布置。
6)加热过程一律执行钛坯的热工制度，伴随的钢坯加热出炉后步进行轧制，回炉处理。
实施效果：
本实施过程，钛坯出炉温度偏差为5℃，坯间、坯的上下、头尾及内外温差15℃以内，轧制过程稳定，工序综合成材率97.84％。

Claims (10)

1.一种采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法以大型步进梁式钢坯加热单炉作为加热设备，采用钛或钛合金坯热工制度，通过与钛或钛合金坯(1)规格相适应的钢坯(2)调整炉内加热环境完成对钛或钛合金坯的加热。
2.根据权利要求1所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：通过钢坯(2)调整加热单炉的炉内加热环境是按下述步骤进行的，在大型步进梁式钢坯加热单炉的步进梁上采用钛或钛合金坯(1)与钢坯(2)交错间隔布置的方式顺序的布置在所述的步进梁上，然后使步进梁一块钢坯(2)夹一块钛或钛合金坯(1)交错间隔的输入加热炉内进行加热。
3.根据权利要求2所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：在步进梁上顺序的布置钢坯(2)和钛或钛合金坯(1)时，起始阶段连续间隔的布置至少6块钢坯(2)，然后再按一块钢坯(2)夹一块钛或钛合金坯(1)交错间隔的布置钢坯(2)和钛或钛合金坯(1)。
4.根据权利要求3所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：在布置完成所述的钛或钛合金坯(1)后，再连续间隔的布置至少6块钢坯(2)顺序的进入加热炉内对加热炉内的温度进行调整。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：顺序布置的相邻钢坯(2)与钛或钛合金坯(1)之间的布置间距为400-800mm。
6.根据权利要求5所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：钛或钛合金坯端部距离加热炉轧制侧炉墙(3)的间距为500-800mm，钢坯端部距离加热炉轧制侧炉墙(3)的间距为300-500mm。
7.根据权利要求5所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：相邻的钢坯(2)与钛或钛合金坯(1)的宽度相差在100mm以内。
8.根据权利要求5所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：当加热工业纯钛与钛合金混装加热时，则采用纯钛坯与钛合金坯分别集中编排装炉的相对集中装炉方式装炉，相邻的纯钛坯与钛合金坯之间间隔3-5块钢坯。
9.根据权利要求5所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：加热后的调温钢坯(2)作回炉返回板坯库处理。
10.根据权利要求1所述的采用大型步进梁式钢坯加热炉加热钛坯的工艺方法，其特征在于：所述的钛或钛合金坯热工制度至少包括各段温度、在炉时间、煤气用量、空煤比以及烧嘴开启数个参数的控制。
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