CN113976624B - 热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法 - Google Patents

热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是热连轧技术领域的一种热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，主要在热连轧、缓冷和平整三个阶段对C翘缺陷进行了改善控制。其中，在热连轧阶段，通过调整精轧机组的成品机架和成品前机架的原始辊形以及采用正辊压配置，使得钛及钛合金卷板的凸度控制在较小范围，从而减小了后续卷曲过程产生的C翘变形；在缓冷阶段，通过延长缓冷时间，减小了钛及钛合金带卷因受热不均导致的弯曲变形；在平整阶段，通过在平整机入口前增加压辊来下压板带，既便于板带进入平整机，又可通过过渡下压来平衡板带宽度方向各处受力不均的情况，最终使得钛及钛合金带卷横向沿厚度方向的应力趋于均匀分布，C翘缺陷及程度得到大幅有效改善和控制。

Description

热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法
技术领域
本发明涉及热连轧技术领域，尤其涉及一种热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法。
背景技术
板带材的生产过程中，产品的板形质量是关键技术质量指标。板形缺陷主要包括断面轮廓缺陷和平直度缺陷两大类，板形平直度缺陷又主要分为瓢曲和翘曲缺陷，其中，翘曲又分为横向翘曲和纵向翘曲。板带横向翘曲，又称C翘，是板带翘曲的典型代表缺陷，本质是板带内部残余应力分布不均，产生的机理是是带钢横截面上各点的纵向延伸在厚度方向存在差值并且沿宽度方向呈复杂不均匀分布所导致的复杂弯曲变形行为。随着用户对板带产品质量要求的不断提高，C翘缺陷逐渐引起了用户和生产企业的广泛关注。C翘程度过大，会导致在后续的精整、酸洗或深加工过程产生擦划伤、降低生产效率，甚至导致加工无法进行。板带材横向C翘见图1。
热连轧钛及钛合金带卷是目前最先进、产品质量和技术含量也最高的生产模式，也是生产难度最大的生产模式。目前世界上只少数国家掌握了钛及钛合金卷热连轧生产技术。热连轧钛及钛合金带卷的过程中，钛及钛合金板带同样存在横向C翘板形缺陷，导致精整、深加工过程产生表面质量缺陷，甚至无法加工等问题。由于钛及钛合金热连轧生产工艺与控制技术显著不同于热连轧带钢的生产，C翘缺陷产生的原因及程度也有别于带钢，钛及钛合金带卷的C翘缺陷程度更大，其翘曲高度Δh通常在120-150mm，更有甚者可达到200mm以上，其产生的原因更复杂、控制难度更大，也是钛及钛合金热连轧领域的共性技术难题。
发明内容
为克服现有钛及钛合金热连轧易出现C翘缺陷等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可有效降低C翘程度的热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，包括以下步骤：
步骤一、热连轧控制：在热连轧钛及钛合金带卷时，精轧机组的成品机架及成品前机架均采用5-8μm的正原始辊形，并采用正辊压配置，其中成品前机架的上下辊径差为0～0.20mm，成品机架的上下辊径差为0～0.15mm；
步骤二、缓冷控制：在钛及钛合金带卷轧制卷取完成后，快速进入缓冷坑缓冷，当缓冷48h以上，且温度低于80℃时，出缓冷坑进行平整精整；
步骤三、平整控制：在平整机的入口前配置一随动的压辊，压辊轴线与平整机上平整辊的轴线平行，且位于两个平整辊的轴线中间，同时压辊轴线沿平整机轧制中心线对称布置，压辊通过液压或气压驱动，将送来的钛及钛合金板带向下压到平整辊辊面以下5～20mm后再进入平整机平整。
进一步的是，所述正原始辊的辊形曲线为幂玄函数。
进一步的是，在热连轧过程中，通过调整正原始辊形及正辊压配置参数，使钛及钛合金卷板的凸度控制在30～80μm范围内。
进一步的是，在钛及钛合金带卷热连轧过程中，层流冷却、卷取机夹送辊冷却水、卷筒及助卷辊冷却水全程关闭。
进一步的是，在对钛及钛合金卷进行缓冷时，将钛及钛合金卷放入缓冷坑后，同时在其周围放置卷取温度为640℃～680℃的高温钢卷，使其在缓冷坑内缓冷48h以上，当温度低于80℃时，出缓冷坑进行平整精整。
进一步的是，采用堆垛形式对钛及钛合金卷进行缓冷，堆垛时在钛及钛合金卷的上下左右堆放卷取温度为660℃～700℃的高温钢卷，缓冷缓冷48h以上至钛及钛合金卷温度低于80℃时，进行平整精整。
进一步的是，所述压辊采用聚氨酯类材质制作，长度为800～1200mm，直径为150～160mm。
本发明的有益效果是：
1、在热连轧阶段，通过调整精轧机组的成品机架和成品前机架的原始辊形，以及正辊压配置，使得钛及钛合金卷板的凸度控制在较小范围，从而减小了后续卷取过程产生的C翘变形；
2、在缓冷阶段，通过延长缓冷时间，降低冷却速度，减小了钛及钛合金带卷因受热不均导致的弯曲变形；
3、在平整阶段，通过在平整机入口前增加压辊来下压板带，一方面便于钛及钛合金板带进入平整机，另一方面可通过过渡下压来消除或减轻板带宽度方向内应力的不均匀分布，最终使得钛及钛合金带卷横向沿厚度方向的应力趋于均匀分布，C翘缺陷及程度得到大幅有效改善和控制。
附图说明
图1是钛及钛合金带卷横向C翘示意图。
图2是钛及钛合金带卷横向C翘改善实绩统计图。
图3是钛及钛合金带卷堆垛示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，包括以下步骤：
步骤一、热连轧控制：在热连轧钛及钛合金带卷时，精轧机组的成品机架及成品前机架均采用5-8μm的正原始辊形，并采用正辊压配置，其中成品前机架的上下辊径差为0～0.20mm，成品机架的上下辊径差为0～0.15mm；
步骤二、缓冷控制：在钛及钛合金带卷轧制卷取完成后，快速进入缓冷坑缓冷，当缓冷48h以上，且温度低于80℃时，出缓冷坑进行平整精整；
步骤三、平整控制：在平整机的入口前配置一随动的压辊，压辊轴线与平整机上平整辊的轴线平行，且位于两个平整辊的轴线中间，同时压辊轴线沿平整机轧制中心线对称布置，压辊通过液压或气压驱动，将送来的钛及钛合金板带向下压到平整辊辊面以下5～20mm后再进入平整机平整。
本发明主要在热连轧、缓冷和平整三个阶段对C翘缺陷进行了改善控制。其中，在热连轧阶段，通过调整精轧机组的成品机架和成品前机架的原始辊形，以及正辊压配置，使得钛及钛合金卷板的凸度控制在较小范围，从而减小了后续卷取过程产生的C翘变形；在缓冷阶段，通过延长缓冷时间，降低冷却速度，减小了钛及钛合金带卷因受热不均导致的弯曲变形；在平整阶段，通过在平整机入口前增加压辊来下压板带，一方面便于钛及钛合金板带进入平整机，另一方面可通过过渡下压来消除或减轻板带宽度方向各处内应力的不均匀分布，最终使得钛及钛合金带卷横向沿厚度方向的应力趋于均匀分布，C翘缺陷及程度得到大幅有效改善和控制。
在热连轧过程中，为了减少钛及钛合金卷板的凸度，进一步的方案是控制正原始辊的辊形，通过大量试验对比，正原始辊的辊形曲线最好采用幂玄函数曲线，具体为辊形曲线由一段余玄函数曲线和两段幂函数曲线组成，余玄函数曲线位于辊形曲线的中间。在具体实施过程中，需要通过调整正原始辊形及正辊压配置参数，使钛及钛合金卷板的凸度控制在30～80μm范围内。
此外，在一般的轧制过程中，大多需要对带卷进行冷却，以便改善其金相组织结构，但在钛及钛合金带卷热连轧过程中，可通过其它方式来控制金相结构，因此，可将层流冷却、卷取机夹送辊冷却水、卷筒及助卷辊冷却水全程关闭，从而避免了因冷却不均导致的应力分布不均等问题。
对于钛及钛合金卷的缓冷，本申请提供了两种方式，一种是直接放入缓冷坑缓冷，为了延长缓冷时间和降低缓冷速度，可在将钛及钛合金卷放入缓冷坑后，同时在其周围放置卷取温度为640℃～680℃的高温钢卷，有了高温钢卷的保温，可使钛及钛合金卷在缓冷坑内缓冷48h以上才会降到80℃一下。另一种方式是在没有配备缓冷坑的情况下，采用堆垛形式对钛及钛合金卷进行缓冷，如图3所示，堆垛时在钛及钛合金卷的上下左右堆放卷取温度为660℃～700℃的高温钢卷，同样，有了高温钢卷的保温，可使钛及钛合金卷在缓冷坑内缓冷48h以上才会降到80℃一下。
进一步的，为了避免压辊压伤钛及钛合金卷的表面，所述压辊最好采用聚氨酯类材质制作，其长度根据钛及钛合金卷的宽度进行选择，一般为800～1200mm，直径为150～160mm即可满足目前常用的卷带尺寸。
下面通过实施例对本发明进一步说明。
实施例：
某钢钒公司采用上述技术在三年内累计轧制钛及钛合金带卷3383.71吨，牌号：TA1、TA2、TA10及GR1、GR2等，规格：3.0-10.0mm×1020-1270mm×C。钛及钛合金带卷的横向C翘缺陷及缺陷程度得到有效的控制与改善，横向C翘高度值Δh由之前的120-150mm、更有甚者可达到200mm以上，降低到50mm以下、平均值32.17mm，具体改善统计情况如图2所示，大幅改善了钛及钛合金带卷的横向C翘缺陷程度，从而改善了钛及钛合金带卷的产品质量及使用质量，产品能很好地满足后续精整及深加工的使用要求。该技术攻克和解决了热连轧钛及钛合金领域的共性技术难，在本领域具有广阔的应用前景，并可推广应用与采用炉卷轧机进行钛及钛合金带卷轧制及热连轧钢带轧制过程横向C翘的控制与改善。

Claims (5)

1.热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、热连轧控制：在热连轧钛及钛合金带卷时，精轧机组的成品机架及成品前机架均采用5-8μm的正原始辊形，并采用正辊压配置，其中成品前机架的上下辊径差为0~0.20mm，成品机架的上下辊径差为0~0.15mm，在热连轧过程中，通过采用正原始辊形曲线及相应板形控制手段，使钛及钛合金卷板带的凸度控制在30~80μm范围内；
步骤二、缓冷控制：在钛及钛合金带卷轧制卷取完成后，快速进入缓冷，在对钛及钛合金卷进行缓冷时，将钛及钛合金卷放入缓冷坑后，同时在其周围放置卷取温度为640℃~680℃的高温钢卷，使其在缓冷坑内缓冷48h以上，且温度低于80℃时，出缓冷坑进行平整精整；
步骤三、平整控制：在平整机的入口前配置一随动的压辊，压辊轴线与平整机上平整辊的轴线平行，且位于两个平整辊的轴线中间，同时压辊轴线沿平整机轧制中心线对称布置，压辊通过液压或气压驱动，将送来的钛及钛合金板带向下压到平整辊辊面以下5~20mm后再进入平整机平整。
2.如权利要求1所述的热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，其特征是：所述正原始辊的辊形曲线为幂玄函数曲线。
3.如权利要求1所述的热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，其特征是：在钛及钛合金带卷热连轧过程中，层流冷却、卷取机夹送辊冷却水、卷筒及助卷辊冷却水全程关闭。
4.如权利要求1所述的热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，其特征是：采用堆垛形式对钛及钛合金卷进行缓冷，堆垛时在钛及钛合金卷的上下左右堆放卷取温度为660℃~700℃的高温钢卷，缓冷48h以上至钛及钛合金卷温度低于80℃时，进行平整精整。
5.如权利要求1所述的热连轧钛及钛合金带卷的板形控制方法，其特征是：所述压辊采用聚氨酯类材质制作，长度为800~1200mm，直径为150~160mm。
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