CN2707771Y - 防止钛锭自燃的均热炉隔离工具 - Google Patents

Abstract

防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，用于冶金行业钛(钛合金)铸锭在均热炉内的加热，其特征在于：采用耐火材料(镶嵌金属层)烘烤制成的隔离工具整体呈长方体块状，下表面是长方形平面，上表面有2个并排的、与铸锭尺寸匹配的半圆形凹坑，相邻凹坑的间距550mm。钛锭加热时：(1)将本工具平放在均热炉内、靠近炉墙的炉底上；(2)钳入均热炉内的铸锭，一端竖于隔离工具的凹坑处，另一端斜靠在炉墙上；(3)按规定的加热工艺对铸锭进行加热。本实用新型具有设计合理、结构简单、安全可靠、制作成本低、可操作性强的特点，杜绝了均热炉加热钛锭时的自燃现象。实施本专利加热的铸锭，轧制出的方坯表面质量优，质量符合标准要求，吨钢成本降低2000元以上。

Description

防止钛锭自燃的均热炉隔离工具

技术领域

本实用新型涉及冶金行业加热钛(或钛合金)锭的加热炉设备，尤其是指用于均热炉加热钛(或钛合金)锭的专用工具。

背景技术

众所周知，金属合金的热加工开坯方法，一般有二种：锻压机锻造、初轧机(横列式轧钢机)轧制。由于钛(或钛合金)是一种价格不菲的贵金属，虽然钛(或钛合金)具有高的比强度(比重轻，强度高)及优异的抗腐蚀性能，但钛的活泼性决定了钛的特殊制造方法，造成长期以来钛的使用量比较小，因此，目前钛(或钛合金)锭的热加工开坯都依赖于锻造完成，其生产工艺基本上采用“真空自耗熔炼→锻压开坯”的传统工艺，其优点是成坯率较高，缺点是生产效率低，故适应小批量(或特殊要求)热加工生产。近年来，随着社会科学技术的进步，钛(或钛合金)具有高强度、良好耐热性及优异的抗腐蚀性能，钛(或钛合金)已成为重要的航空、造船及化工用的结构材料，面对钛(或钛合金)产品市场拓展的延伸，需求规模的扩大，供需矛盾日益凸现，生产周期长、效率低的传统锻造开坯工艺已不适应社会发展的需要。

目前，开发生产周期较短、效率高的以轧代锻(初轧机轧制代替锻压机锻造，以高的生产效率，降低总的生产成本)热加工开坯生产工艺路线，成为钛(或钛合金)生产厂家的研究、发展方向。初轧机轧制热加工开坯过程中，金属锭的加热温度选择和均匀性，是影响金属轧件的轧制稳定性的一个重要因素，钛(或钛合金)锭的加热均匀性，对钛(或钛合金)轧件的轧制稳定性及表面质量影响尤为突出。

无论是初轧机轧制开坯，还是和锻压机锻造开坯，用于金属锭加热的加热炉是必不可少的，大家知道：与初轧机配套的加热炉是中心换热式均热炉，与锻压机配套的加热炉是室状炉，均热炉与室状炉是完全不同的加热炉。由于均热炉承担着各类钢种的金属锭(钢锭、钛锭)在相当高的温度(1180～1320℃)和强氧化气氛条件下加热，因此均热炉对金属锭加热时，有二个特点：(1)均热炉的炉底存在着大量的氧化铁皮堆积(随着加热次数的增加，不可避免)；(2)钢锭后期保温阶段，采用钢锭翻身(消除钢锭的另一端处于均热炉炉底而陷于氧化铁皮之中的阴影，避免钢锭的加热温度不均匀，提高轧制质量。)来实现钢锭的加热温度均匀化。

钛及钛合金的加热均匀化是初轧机轧制开坯的必要条件。中心换热式均热炉加热钛(或钛合金)锭时，在钢锭后期保温阶段的钢锭翻身操作(900℃温度下，钳吊点接触的夹持钛锭翻身并轻放于炉底)中，由于钛及钛合金具有熔点高(1668℃)、燃点低(1167℃)的特点，铸锭与氧化铁皮发生磨擦易发生钛及钛合金自燃烧现象，故必须确保每次操作无一失误(就是说，不得发生钛锭坠落现象)，而钛(或钛合金)的自耗锭无锥度的特点，对钛锭翻身操作无失误的要求，实属勉为其难。钢锭翻身操作时，一旦发生钛锭坠落，钛锭与炉底氧化铁皮局部剧烈磨擦，引起的氧化反应而导致钛锭燃烧，将造成钛锭损失、均热炉严重损坏的重大质量、设备事故，影响安全生产。

发明内容

本实用新型设计一种防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，用于钛(或钛合金)锭在均热炉中的加热，有效地避免了均热炉加热钛(或钛合金)铸锭时可能发生的燃烧现象，杜绝了钛(钛合金)锭可能的自燃现象导致的重大质量、设备事故，满足了冶金制造商安全生产的要求。

本实用新型提供的防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，其特征在于：非金属材料制成的隔离工具整体呈长方体块状，块状隔离工具厚度H＝300～500mm(H太大，制作成本上升；H太小，隔离工具强度过小，容易破损。)；隔离工具下表面是长方形平面，上表面有1～3个并排的凹坑(凹坑数量太多，隔离工具的尺寸、重量较大，将隔离工具钳入均热炉内的操作比较困难。)；凹坑尺寸与钛(或钛合金)铸锭尺寸匹配(便于钛或钛合金铸锭安置在块状隔离装置上，避免与均热炉炉底的氧化铁皮接触、磨擦)，凹坑深度h＝20～50mm(h太大，影响隔离工具强度；h太小，被加热铸锭不易固定。)；相邻凹坑之间的距离L＝400～700mm(L太大，一方面占用均热炉加热空间过大，影响加热效率，另一方面，制作成本上升；L太小，被加热铸锭之间距离过小，不利于铸锭的加热均匀性。)；上述组合构成本实用新型。

隔离工具的材料采用耐火材料烘烤制成(一方面可以承受均热炉内的高温气氛，另一方面具有良好的透气性能，满足钛及钛合金锭的加热均匀性要求)；最好在耐火材料中嵌入金属材料，金属材料是钢丝、钢筋、金属网，提高隔离工具的使用寿命。

凹坑形状是圆形、半圆形，最好是半圆形(一方面减少隔离工具的宽度，节约制作成本；另一方面也不影响铸锭在均热炉内的加热效果。)。

和现有技术相比，本实用新型具有下列优点：

1、设计合理、结构简单；

2、制作方便、成本低；

3、操作安全、可靠性强；

4、杜绝可能发生的钛(钛合金)锭加热自燃现象。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的A-A剖面示意图

具体实施方案

某钢铁公司轧钢车间实施本实用新型专利，用于φ500的钛、钛合金(TA2、TA3、TA10、GR2、GR3、GR9等品种)铸锭(重量为1.5吨)在均热炉中的加热，其特征在于：隔离工具整体呈长方体块状，块状隔离工具厚度H＝400mm；隔离工具下表面是长方形平面，上表面有2个并排的半圆形凹坑；凹坑直径φ520(与铸锭尺寸匹配)，凹坑深度h＝25mm；相邻凹坑之间的距离L＝550mm；隔离工具的材料采用耐火材料烘烤制成，耐火材料夹层中嵌入钢筋。均热炉加热钛(钛合金)铸锭时：(1)首先将本实用新型钳入均热炉内，平放在靠近炉墙的炉底上；(2)然后将钛(钛合金)铸锭钳入均热炉内，铸锭沿长度方向的一端竖于隔离工具上表面的凹坑处，另一端斜靠在均热炉的炉墙上；(3)最后，按规定的加热工艺对钛(钛合金)铸锭进行加热：先将铸锭在均热炉内保温15～20分钟，铸锭的入炉温度≤800℃；其次升温，以≤60℃/h的速度加热升温至常规温度900℃～1000℃(具体温度根据钛或钛合金的成分确定)；第三，铸锭在900℃～1000℃保温2.5小时，其各点温度差≤30℃；第四，铸锭出均热炉，在初轧机上进行热加工开坯，一火轧制出合格的140～180mm规格的钛或钛合金方坯。实施本实用新型专利，用于均热炉加热钛(或钛合金)铸锭，具有设计合理、结构简单、安全可靠、制作成本低、可操作性强的特点，有效地避免了均热炉加热钛(钛合金)锭时可能发生的自燃现象，与传统的“真空自耗熔炼→室状炉加热→锻压开坯”生产工艺相比，钢坯表面质量优，生产周期缩短10倍以上，金属成坯率稳定在89％以上(与锻压开坯工艺相当)，总的冶金制造成本降低2000元/吨钢以上。轧制开坯出的钛或钛合金坯，经各项性能检测，其内材质量完全符合GB/T2965-1996标准和ASTMB348要求，合格率100％，经济效益显著，满足了冶金制造商快捷、方便地生产钛及钛合金钢坯的要求，适应用户要求和市场发展的需要。

Claims (3)

1、防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，其特征在于：隔离工具整体呈长方体块状，块状隔离工具厚度H＝300～500mm；隔离工具下表面是长方形平面，上表面有1～3个并排的凹坑；凹坑尺寸与钛及钛合金铸锭尺寸匹配，凹坑深度h＝20～50mm；相邻凹坑之间的距离L＝400～700mm；上述组合构成本实用新型。

2、根据权利要求1所述的防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，其特征在于：隔离工具的材料采用耐火材料烘烤制成；在耐火材料中嵌入金属材料，金属材料是钢丝、钢筋、金属网。

3、根据权利要求1所述的防止钛锭自燃的均热炉隔离工具，其特征在于：凹坑形状是圆形、半圆形。