專利名稱：純鈦板帶的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及純鈦板帶的制作工藝，更具體地說，涉及一種純鈦板帶的軋制方法。
背景技術(shù)：
鈦是地殼中儲量較豐富的元素之一，其在地殼中的含量為0.6%，僅次于鋁、鐵、 鎂，占第四位。但從其的工業(yè)價值、資源壽命和發(fā)展前途來看，它又僅次于鐵、鋁，被稱為正在崛起的第三種金屬。我國是一個鈦資源十分豐富的國家，鈦礦的分布遍及祖國各地。盡管我國目前鈦的產(chǎn)量不及鋼鐵的五萬分之一，但其在國民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位至關(guān)重要，其應(yīng)用已遍及國民經(jīng)濟(jì)的許多部門，是節(jié)能、高效和環(huán)保的全能金屬。近年來，鈦在化工、冶金、 電力、電鍍、食品、醫(yī)療器械及醫(yī)療行業(yè)、計(jì)算機(jī)、日常用品等民品領(lǐng)域的應(yīng)用得到了穩(wěn)步的發(fā)展。鈦板帶主要是鈦合金，用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)、風(fēng)扇葉片、盤、導(dǎo)向葉片、軸、外殼、 翼梁、襟翼、阻流板、發(fā)動機(jī)艙、隔板、起落架等，此外還有高爾夫球桿、球頭和鈦眼睛架，人工植入體、醫(yī)療器械、手表、相機(jī)殼、網(wǎng)球拍、短跑鞋釘、登山工具、滑雪板、炊具、拐杖、首飾等。目前，鈦材生產(chǎn)方式主要為煉鋼將海綿鈦熔煉后，澆鑄成鈦錠，經(jīng)初軋開坯后，進(jìn)行表面剝皮處理，去除表面缺陷，然后采用拉拔、熱鍛等方式進(jìn)行再次加工，而鈦板的軋制目前還是以中厚板軋制為主，而一般的板卷生產(chǎn)方式較少，主要原因?yàn)榧冣伝瘜W(xué)性質(zhì)比較活潑，加熱時易形成裂紋等缺陷，同時純鈦表面化學(xué)性質(zhì)活潑，易與軋輥形成粘結(jié)，軋制厚度越薄，表面控制越難，因而很難在薄板連軋機(jī)上生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。申請?zhí)枮?00810032041. 3的中國專利公開了一種采用中寬帶熱軋機(jī)組生產(chǎn)金屬鈦板的方法，該方法先將50 90mm厚度的板坯用行車吊運(yùn)至爐溫低于100°C的輥底式均熱爐內(nèi)，對中，然后使鈦板坯所在區(qū)域的爐溫升至200 400°C，時間彡200min,以后逐步升溫到800 IOOO0C0從100°C加升到800 1000°C的總加熱時間控制在240min以內(nèi)。加熱后的鈦板坯經(jīng)過七機(jī)架連軋機(jī)進(jìn)行軋制。要求進(jìn)入軋機(jī)的溫度控制在800 950°C，經(jīng)七機(jī)架連軋機(jī)軋制后的鈦板溫度控制在700 800°C，經(jīng)層流冷卻后精度卷取機(jī)卷取成卷。 上述工藝雖然能生產(chǎn)卷重較大的鈦板，但是，由于鈦板坯目前無法直接進(jìn)行連鑄，使得鈦板坯必須先冷裝入爐進(jìn)行逐步加溫，因而對于連鑄連軋(CSP)流程來說，加熱爐燃耗少的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)不復(fù)存在，同時，由于鈦板坯在輥底式加熱爐進(jìn)行緩慢升溫，必須放棄至少一座加熱爐進(jìn)行正常生產(chǎn)。因此整個產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)奏必須放慢，或等待抽鋼。同時，由于輥底式加熱爐無法對冷板坯進(jìn)行連續(xù)加熱，因而在從室溫加熱至抽鋼溫度，加熱時間較長，效率低下。申請?zhí)枮?00810013332. 8的中國專利公開了一種大卷純鈦或鈦合金帶卷坯的生產(chǎn)方法，該方法通過特制的保溫罩保證鈦板的軋制溫度，從而在往復(fù)式軋機(jī)上進(jìn)行鈦板的往復(fù)軋制。該方法與中厚板軋制方式接近，一般板材厚度較厚，并且板材長度受到限制，還需要特制的保溫罩來保證過程中的軋制溫度，另外，生產(chǎn)的鈦卷重量較小，只有80Kg左右
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種純鈦板帶的軋制方法，該方法能夠利用普通的半連續(xù)軋機(jī)生產(chǎn)純鈦板帶。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該純鈦板帶的軋制方法的具體步驟如下A.選取作為軋制原料的純鈦厚板坯；B.將板坯置于步進(jìn)梁式加熱爐進(jìn)行連續(xù)加熱至820 880°C ；C.將出爐的板坯粗軋成中間坯，并將中間坯的最終溫度控制為730 790°C ；D.將中間坯精軋成板帶，并將板帶的最終溫度控制為650 690°C ；E.對板帶進(jìn)行層流冷卻至550 600°C后，進(jìn)行卷取成卷。在步驟A中，所述的純鈦厚板坯的厚度為150 250mm，長度為4800 10000mm。在步驟B中，所述的連續(xù)加熱滿足以下條件Bi.將加熱爐設(shè)計(jì)為數(shù)個加熱爐段，并設(shè)定各個加熱爐段的加熱溫度；B2.總加熱時間控制為1. 0 1. 2minX板坯厚度mm ；B3.設(shè)置加熱爐空燃比為1 1. 03。所述的加熱爐段包括預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段和均熱段，其中，預(yù)熱段的設(shè)定溫度630 650°C，第一加熱段的設(shè)定溫度730 750°C，第二加熱段的設(shè)定溫度870 8900C，均熱段的設(shè)定溫度880 900°C。所述的步驟C的具體步驟如下Cl.將出爐的板坯通過粗軋除鱗箱去除表面氧化皮；C2.進(jìn)入粗軋機(jī)進(jìn)行往復(fù)5 7道次的粗軋，軋成厚度為30 40mm的中間坯；C3.在粗軋過程中，通過調(diào)整軋制速度及壓下率，將中間坯的最終溫度控制為 730 790O。所述的步驟D的具體步驟如下Dl.通過剪切機(jī)對中間坯頭部進(jìn)行剪切；D2.通過精軋除鱗箱去除表面氧化皮；D3.經(jīng)七機(jī)架連軋機(jī)精軋成厚度為3 IOmm的板帶；D4.在精軋過程中，通過調(diào)整精軋壓下分配及速度，將板帶的最終溫度控制為 650 690°C，并且將最后機(jī)架的穿帶速度控制為小于7. Om/s。在所述的層流冷卻過程中，將層流輥道超前率和滯后率控制為7 8%。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的純鈦板帶的軋制方法包括選料、預(yù)熱、粗軋、精軋和冷卻卷取等步驟，并結(jié)合相應(yīng)的溫度控制，從而實(shí)現(xiàn)通過普通的半連軋機(jī)組進(jìn)行純鈦板帶的軋制生產(chǎn)，其生產(chǎn)的純鈦板帶具有重量大、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，并且原料尺寸的選擇性也較大，滿足了純鈦板帶大規(guī)模生產(chǎn)的需求。


圖1是申請?zhí)枮?00810032041. 3的鈦板生產(chǎn)方法的步驟流程圖；圖2是本發(fā)明的軋制方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。首先，需要說明的是，本發(fā)明的純鈦板帶的軋制方法可采用目前常見的半連軋機(jī)組實(shí)現(xiàn)，涉及的裝置包括步進(jìn)梁式加熱爐、高壓水除鱗箱、可逆式粗軋機(jī)、精軋前剪切機(jī)、精軋前除鱗箱、不可逆式七機(jī)架精軋機(jī)、層流冷卻設(shè)備、地下卷取機(jī)數(shù)臺。實(shí)施例1請參閱圖2所示，原料純鈦板坯的尺寸為150mmX980mmX 10000mm，軋制目標(biāo)尺寸為IOmmX 980mm (厚X寬)的純鈦卷。先將板坯送至步進(jìn)梁式加熱爐進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，加熱爐的各爐段溫度設(shè)定如下其中，熱回收段通過加熱尾氣對板坯進(jìn)行初步預(yù)熱，預(yù)熱段的設(shè)定溫度630°C，第一加熱段的設(shè)定溫度730°C，第二加熱段的設(shè)定溫度870°C，均熱段的設(shè)定溫度880°C，在爐時間為 180min，加熱爐空然比為1，板坯的出爐溫度為820°C ；再將板坯進(jìn)行粗軋前的除磷后，輸入粗軋機(jī)進(jìn)行往復(fù)5道次的粗軋，軋成厚度為 40mm的中間坯，并將粗軋機(jī)出口溫度(即中間坯的最終溫度)控制在730°C ；然后將中間坯進(jìn)行精軋前的除磷后，輸入七機(jī)架連軋機(jī)進(jìn)行精軋，將精軋出口溫度(即板帶的最終溫度)控制為650°C，精軋穿帶速度3. Om/s ；最后，將軋出的板帶經(jīng)層流冷卻至550°C，而輥道的超前率和滯后率分別控制為 7 %和8 %，經(jīng)卷取后成卷后，通過步進(jìn)梁輸送至庫內(nèi)單獨(dú)堆放。經(jīng)本實(shí)施例所得的純鈦卷重為6. 97t，其延伸率為57%。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的是，原料純鈦板坯的尺寸為200mmX980mmX8000mm，軋制目標(biāo)尺寸為5mmX980mm(厚X寬)的純鈦卷。先將板坯送至步進(jìn)梁式加熱爐進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，加熱爐的各爐段溫度設(shè)定如下其中，熱回收段通過加熱尾氣對板坯進(jìn)行初步預(yù)熱，預(yù)熱段的設(shè)定溫度640°C，第一加熱段的設(shè)定溫度740°C，第二加熱段的設(shè)定溫度880°C，均熱段的設(shè)定溫度890°C，在爐時間為 230min，加熱爐空然比為1. 01，板坯的出爐溫度為850°C ；再將板坯進(jìn)行粗軋前的除磷后，輸入粗軋機(jī)進(jìn)行往復(fù)5道次的粗軋，軋成厚度為 35mm的中間坯，并將粗軋機(jī)出口溫度(即中間坯的最終溫度)控制在763V ；然后將中間坯進(jìn)行精軋前的除磷后，輸入七機(jī)架連軋機(jī)進(jìn)行精軋，將精軋出口溫度(即板帶的最終溫度)控制為673°C，精軋穿帶速度6. Om/s ；最后，將軋出的板帶經(jīng)層流冷卻至587°C，而輥道的超前率和滯后率分別控制為 7 %和8 %，經(jīng)卷取后成卷后，通過步進(jìn)梁輸送至庫內(nèi)單獨(dú)堆放。經(jīng)本實(shí)施例所得的純鈦卷重為7. 32t，其延伸率為58%。實(shí)施例3與實(shí)施例1、2不同的是，原料純鈦板坯的尺寸為250mmX980mmX5600mm，軋制目標(biāo)尺寸為3mmX980mm(厚X寬)的純鈦卷。先將板坯送至步進(jìn)梁式加熱爐進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，加熱爐的各爐段溫度設(shè)定如下其中，熱回收段通過加熱尾氣對板坯進(jìn)行初步預(yù)熱，預(yù)熱段的設(shè)定溫度650°C，第一加熱段的設(shè)定溫度750°C，第二加熱段的設(shè)定溫度890°C，均熱段的設(shè)定溫度900°C，在爐時間為 250min，加熱爐空然比為1. 03，板坯的出爐溫度為880°C ；
再將板坯進(jìn)行粗軋前的除磷后，輸入粗軋機(jī)進(jìn)行往復(fù)5道次的粗軋，軋成厚度為 30mm的中間坯，并將粗軋機(jī)出口溫度(即中間坯的最終溫度)控制在790°C ；然后將中間坯進(jìn)行精軋前的除磷后，輸入七機(jī)架連軋機(jī)進(jìn)行精軋，將精軋出口溫度(即板帶的最終溫度)控制為690°C，精軋穿帶速度7. Om/s ；最后，將軋出的板帶經(jīng)層流冷卻至600°C，而輥道的超前率和滯后率分別控制為 7 %和8 %，經(jīng)卷取后成卷后，通過步進(jìn)梁輸送至庫內(nèi)單獨(dú)堆放。經(jīng)本實(shí)施例所得的純鈦卷重為6. 45t，其延伸率為57%。經(jīng)檢測，上述三個實(shí)施例所軋制的鈦板帶表面良好，達(dá)到如下要求1、表面氧化膜致密，無嚴(yán)重的局部氧化皮咬入等缺陷；2、表面無劃傷缺陷；3、表面無裂紋，邊部無裂口等缺陷；4、成品無扁卷現(xiàn)象，成品率100%。綜上所述，采用本發(fā)明的純鈦板帶的軋制方法能夠適用于目前常見的半連軋機(jī)組，與現(xiàn)有技術(shù)相比，存在以下優(yōu)點(diǎn)1、能夠連續(xù)升溫，做到連續(xù)生產(chǎn)；2、可減少初軋機(jī)的壓下道次及受到場地和運(yùn)輸?shù)南拗?，提高生產(chǎn)效率；3、無需特制的保溫裝置，且產(chǎn)生的卷重大(達(dá)5t以上)，厚度薄。從而為實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大純鈦板帶的生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)效率以及純鈦板帶的成品質(zhì)量提供了有力的依據(jù)和支持。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種純鈦板帶的軋制方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下A.選取作為軋制原料的純鈦厚板坯；B.將板坯置于步進(jìn)梁式加熱爐進(jìn)行連續(xù)加熱至820 880°C；C.將出爐的板坯粗軋成中間坯，并將中間坯的最終溫度控制為730 790°C；D.將中間坯精軋成板帶，并將板帶的最終溫度控制為650 690°C；E.對板帶進(jìn)行層流冷卻至550 600°C后，進(jìn)行卷取成卷。
2.如權(quán)利要求1所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于在步驟A中，所述的純鈦厚板坯的厚度為150 250mm，長度為4800 10000mm。
3.如權(quán)利要求1所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于， 在步驟B中，所述的連續(xù)加熱滿足以下條件Bi.將加熱爐設(shè)計(jì)為數(shù)個加熱爐段，并設(shè)定各個加熱爐段的加熱溫度； B2.總加熱時間控制為1. 0 1. 2minX板坯厚度mm ； B3.設(shè)置加熱爐空燃比為1 1. 03。
4.如權(quán)利要求3所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于所述的加熱爐段包括預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段和均熱段，其中，預(yù)熱段的設(shè)定溫度630 650°C，第一加熱段的設(shè)定溫度730 750°C，第二加熱段的設(shè)定溫度870 8900C，均熱段的設(shè)定溫度880 900°C。
5.如權(quán)利要求1所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于，所述的步驟C的具體步驟如下Cl.將出爐的板坯通過粗軋除鱗箱去除表面氧化皮；C2.進(jìn)入粗軋機(jī)進(jìn)行往復(fù)5 7道次的粗軋，軋成厚度為30 40mm的中間坯； C3.在粗軋過程中，通過調(diào)整軋制速度及壓下率，將中間坯的最終溫度控制為730 790 "C。
6.如權(quán)利要求1所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于，所述的步驟D的具體步驟如下Dl.通過剪切機(jī)對中間坯頭部進(jìn)行剪切；D2.通過精軋除鱗箱去除表面氧化皮；D3.經(jīng)七機(jī)架連軋機(jī)精軋成厚度為3 IOmm的板帶；D4.在精軋過程中，通過調(diào)整精軋壓下分配及速度，將板帶的最終溫度控制為650 690°C，并且將最后機(jī)架的穿帶速度控制為小于7. Om/s。
7.如權(quán)利要求1所述的純鈦板帶的軋制方法，其特征在于在所述的層流冷卻過程中，將層流輥道超前率和滯后率控制為7 8%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種純鈦板帶的軋制方法，該軋制方法包括選料、預(yù)熱、粗軋、精軋和冷卻卷取等步驟，并結(jié)合相應(yīng)的溫度控制，從而實(shí)現(xiàn)通過普通的半連軋機(jī)組進(jìn)行純鈦板帶的軋制生產(chǎn)，其生產(chǎn)的純鈦板帶具有重量大、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，并且原料尺寸的選擇性也較大，滿足了純鈦板帶大規(guī)模生產(chǎn)的需求。
文檔編號B21B37/74GK102581039SQ20111000598
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者王晉, 蔡才, 錢春風(fēng), 錢美麗, 陳龍夫 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司