熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，屬于金屬塑性加工【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合在傳統(tǒng)鋼材熱連軋機組上生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法。本發(fā)明熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，通過控制加熱制度、初軋溫度、軋制速度、孔型，經(jīng)過剪切、冷卻、吐絲成盤工藝，將鈦及鈦合金方坯經(jīng)一次加熱出爐后，軋制成Φ5.5mm～Φ20mm的線材。本發(fā)明熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，能在熱連軋機組上快速、高效的生產(chǎn)出盤卷單重大、表面質(zhì)量好、圓度好、組織性能均勻的鈦及鈦合金線材產(chǎn)品。
【專利說明】熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，屬于金屬塑性加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著冶金技術(shù)、電傳電控技術(shù)、機械制造技術(shù)的發(fā)展，高速線材軋機也得到了飛速發(fā)展，已成為最成熟的棒線材軋制設(shè)備。其特點是高速、單線、無扭、微張力、組合結(jié)構(gòu)、碳化鎢輥環(huán)和自動化程度高。其產(chǎn)品特點是盤重大、精度高、品質(zhì)好。
[0003]鈦及鈦合金是20世紀中葉才發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，具有密度低、比強度高、耐高溫、耐低溫、耐酸堿腐蝕、無磁性、線膨脹系數(shù)小、阻尼性好和生物相容性好等特點，廣泛應(yīng)用于航空、宇航、醫(yī)藥、體育、電力、石化、冶金等領(lǐng)域，被稱為“第三金屬”和“全能金屬”。隨著科技和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鈦及鈦合金棒線材的需求也在不斷增長，采用熱連軋機生產(chǎn)鈦的線材成為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的有效方法。
[0004]目前，國內(nèi)生產(chǎn)Φ5.5?C>20mm的鈦及鈦合金成卷線材一般采用軋制方法。
[0005]專利CN101152653A公開了一種三輥Y型連軋機軋制鈦及鈦合金棒線材的方法。采用三輥Y型連軋機將坯料尺寸為Φ 50 X 15000mm的鈦及鈦合金棒坯在一次加熱后，軋出Φ8?30mm的棒材。其整條生產(chǎn)線上包括臺車加熱爐、三輥Y型粗軋機組出架)、中軋機組(6架)、精軋機組出架)、飛剪、冷床、卷取機、輥道等設(shè)備。三輥Y型軋機的孔型是由3個互成120°交角的軋輥上的槽所圍成，軋輥從3個方向同時壓縮軋件，在下一道次軋輥調(diào)轉(zhuǎn)180°，依此下去。其孔型幾何形狀基本有三種:弧三角孔型系統(tǒng)、平三角孔型系統(tǒng)、弧三角-圓孔型系統(tǒng)。該方法的優(yōu)點是一次加熱就可連續(xù)軋制出成品，其缺點是該方法依賴三輥Y型連軋機，不適合在傳統(tǒng)的熱連軋機組上使用，所得的棒坯尺寸較小，產(chǎn)品規(guī)格范圍小、盤卷單重不高(鈦材50?100kg)。
[0006]上世紀70年代，世界主要產(chǎn)鋼國家開始普遍采用連續(xù)高速無扭線材軋機和控軋控冷技術(shù)最為線材生產(chǎn)的主要工藝手段。熱連軋線生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的關(guān)鍵設(shè)備主要包括:上料臺架(I)、步進梁式加熱爐(2)、高壓水除鱗裝置(3)、廢坯剔除裝置(4)、粗軋機組
(5)、1#飛剪(6)、脫頭保溫輥道(7)、中軋機組(8)、1#控冷水箱(9)、2#飛剪(10)、精軋機組(11)、立活套(12)、2#控冷水箱(13)、3#飛剪(14)、棒材減定徑機組(15)、快速換輥裝置
(16)、測徑儀(17)、3#控冷水箱(18)、夾送輥(19) ;5#飛剪(20);側(cè)活套(21);線材預(yù)精軋機組(22) ;4#控冷水箱(23);線材精軋機組(24) ;5#控冷水箱(25);測徑儀(26);夾送輥及吐絲機(27);緩冷材高溫集卷站(28);緩冷材及卷心架運輸裝置(29);延遲型散卷冷卻運輸線(30);雙芯棒集卷站(31);掛卷小車(32) ;P-F線(33);線材打包機(34);稱重及打標牌裝置(35);卸卷站(36)。生產(chǎn)線工藝平面布置見圖1。
[0007]上述連軋生產(chǎn)線主要生產(chǎn)高附加值、高強度機械和鐵路用鋼、特殊鋼等，由于鈦及鈦合金特殊的理化性能，采用傳統(tǒng)的熱連軋機組生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合在傳統(tǒng)鋼材熱連軋機組上生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法。
[0009]本發(fā)明熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，包括以下步驟:
[0010]a、加熱:將純鈦或鈦合金的鍛造方坯在加熱溫度保溫I?3.5h，其中，純鈦的鍛造方坯的加熱溫度為700?950°C，鈦合金的鍛造方坯的加熱溫度為800?1050°C ；
[0011]b、粗軋:將加熱后的鍛造方坯進行粗軋，軋制速度為0.1?0.8m/s，軋制4?6道次，道次延伸系數(shù)為1.2?1.5;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金800?1050 0C ；
[0012]C、中軋:將粗軋后的軋件切頭50?10mm后進行中軋，軋制速度為0.2?1.5m/s，軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.4 ;軋件的終軋溫度為:純鈦750?900°C，鈦合金 750 ?1050°C ；
[0013]d、精軋:將中軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為1.0?5.0m/S，軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)為:1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金 750 ?1050°C ；
[0014]e、減定徑軋制:將精軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為4.5?15.0m/s,軋制2?5道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金750?1050°C ；
[0015]f、線材預(yù)精軋和線材精軋:將減定徑軋制后的軋件連續(xù)依次進行線材預(yù)精軋和線材精軋；其中，線材預(yù)精軋的軋制速度為12.0?18.0m/s,軋制2?8道次，道次延伸系數(shù)1.2?1.3 ;線材精軋的軋制速度為17.0?25.0m/s,軋制2?4道次，道次延伸系數(shù)1.05?1.10 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金700?1050°C ；
[0016]g、冷卻，得到鈦及鈦合金線材成品。
[0017]其中，a步驟所述的鍛造方坯的尺寸優(yōu)選為150mmX 150mm X 12000mm或180mm X 180mm X 6000mm 或 200mm X 200mm X 6000mm。
[0018]本發(fā)明軋機的孔型系統(tǒng)的形狀優(yōu)選為:粗軋第I?4道次為箱-方孔型系統(tǒng)；粗軋其余道次及中軋、精軋、減定徑軋制和線材預(yù)精軋為橢圓-圓孔型系統(tǒng)；線材精軋為第I道次為橢圓孔型，其余道次為圓孔型，即箱一方一箱一方一橢圓一圓一橢圓一圓一......一橢圓一圓一橢圓一圓一圓一圓。
[0019]本發(fā)明線材生產(chǎn)線全線采用計算機系統(tǒng)控制，控制水平先進，自動化程度高。軋線采用了軋件在粗、中軋機組間脫開軋制，在其余機組連續(xù)軋制的典型的特殊鋼棒線材復(fù)合生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了全線無扭、微張力或無張力軋制，保證了產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量。由于棒線材生產(chǎn)線均裝備了減定徑機組，從而生產(chǎn)全部規(guī)格產(chǎn)品的孔型系統(tǒng)大大簡化，使相同軋制程序重復(fù)使用時間長，軋輥更換次數(shù)減至最少，生產(chǎn)效率高，較好地滿足了特殊鋼批量不大、品種多的生產(chǎn)特點，具有效率高、質(zhì)量好、成本低、可控性強等優(yōu)點。此外，本發(fā)明還具備以下優(yōu)點:
[0020]①整個軋制過程采用一次加熱，在加熱爐內(nèi)均勻加熱，按照鈦及鈦合金不同牌號控制出爐溫度，加熱效率高。
[0021]②熱連軋線采用控制軋制和軋后控冷的工藝，控制軋件在生產(chǎn)過程中各個階段的溫度，可以有效改善產(chǎn)品組織和性能，有利于得到組織均勻、性能合格的產(chǎn)品。在中軋機組后、精軋機組、減定徑機組、線材預(yù)精軋機組和線材精軋機組后均設(shè)有中間水冷箱，可控制軋件的溫度。
[0022]③軋機剛度高，能自動補償端面變化，軋件尺寸穩(wěn)定。也能進行熱機軋制和低溫軋制，保障控制軋制的順利進行。
[0023]④在保證嚴格公差的前提下可對軋制孔型進行更大范圍的調(diào)整，進行任意規(guī)格軋制，不僅可以生產(chǎn)該軋機產(chǎn)品范圍內(nèi)的各種尺寸的線材，還能減少軋輥備用量。
[0024]⑤軋制的品種多、規(guī)格范圍廣，孔型系統(tǒng)共用性強，一套孔型能適應(yīng)純鈦、鈦合金?？蓽p少前面軋機、軋輥的備用量。
[0025]⑥單個盤卷質(zhì)量可達到800kg以上，且產(chǎn)品的尺寸偏差小，表面質(zhì)量好，這可以減少機械加工的剝皮量，降低機加工原材料消耗，因此生產(chǎn)效率高、成材率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為熱連軋線材生產(chǎn)線工藝平面布置圖。
[0027]圖2為熱連軋機組箱型/方型孔型圖；
[0028]圖3為熱連軋機組橢圓孔型圖；
[0029]圖4為熱連軋機組圓孔型圖。

【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，包括以下步驟:
[0031]a、加熱:將純鈦或鈦合金的鍛造方坯在加熱溫度保溫I?3.5h，其中，純鈦的鍛造方坯的加熱溫度為700?950°C，鈦合金的鍛造方坯的加熱溫度為800?1050°C ；
[0032]b、粗軋:將加熱后的鍛造方坯進行粗軋，軋制速度為0.1?0.8m/s，軋制4?6道次，道次延伸系數(shù)為1.2?1.5;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金800?1050 0C ；
[0033]C、中軋:將粗軋后的軋件切頭50?10mm后進行中軋，軋制速度為0.2?1.5m/s，軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.4 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金 750 ?1050°C ；
[0034]d、精軋:將中軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為1.0?5.0m/S，軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)為:1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金 750 ?1050°C ；
[0035]e、減定徑軋制:將精軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為4.5?
15.0m/s,軋制2?5道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金750?1050°C ；
[0036]f、線材預(yù)精軋和線材精軋:將減定徑軋制后的軋件連續(xù)依次進行線材預(yù)精軋和線材精軋；其中，線材預(yù)精軋的軋制速度為12.0?18.0m/s,軋制2?8道次，道次延伸系數(shù)1.2?1.3 ;線材精軋的軋制速度為17.0?25.0m/s,軋制2?4道次，道次延伸系數(shù)1.05?
1.10 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金700?1050°C ；
[0037]g、冷卻，得到鈦及鈦合金線材成品。
[0038]其中，a步驟所述的鍛造方坯的尺寸優(yōu)選為150mmX 150mm X 12000mm或180mm X 180mm X 6000mm 或 200mm X 200mm X 6000mm。
[0039]本發(fā)明軋機的孔型系統(tǒng)可采用常規(guī)形狀的孔型，進一步優(yōu)選為如下形狀的孔型系統(tǒng):粗軋第I?4道次為箱-方孔型系統(tǒng)；粗軋其余道次及中軋、精軋、減定徑軋制和線材預(yù)精軋為橢圓-圓孔型系統(tǒng)；線材精軋為第I道次為橢圓孔型，其余道次為圓孔型，即箱一方
—箱一方一橢圓一圓一橢圓一圓一......一橢圓一圓一橢圓一圓一圓一圓。通過該孔型系統(tǒng)設(shè)計，軋件可以從一種斷面平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換成另一種斷面，避免了由于劇烈不均勻變形而產(chǎn)生局部應(yīng)力，減少了軋件劈頭；沒有較尖的棱角，軋件冷卻均勻，減少裂紋的產(chǎn)生；有利于去除軋件表面氧化皮。
[0040]本發(fā)明根據(jù)對鈦及鈦合金材料的物理化學特性的研究，通過優(yōu)化加熱溫度、軋制速度、軋制張力、孔型匹配等關(guān)鍵參數(shù)，在熱連軋機組上快速、高效的生產(chǎn)出了盤卷單重大(800kg以上)、直徑偏差小、表面質(zhì)量好、圓度好、組織性能均勻的鈦及鈦合金線材產(chǎn)品。[0041 ] 本發(fā)明通過控制加熱制度、初軋溫度、軋制速度、孔型，經(jīng)過剪切、冷卻、吐絲成盤工藝，將鈦及鈦合金方還經(jīng)一次加熱出爐后，軋制成Φ5.5mm?Φ20mm的線材,所有規(guī)格的線材產(chǎn)品均由線材精軋機組出成品。線材精軋機組的最大軋制速度為25m/s。
[0042]本發(fā)明可采用本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備進行，也可采用傳統(tǒng)的熱連軋生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，下面對該生產(chǎn)線中加熱爐、軋機、飛剪、控冷水箱、夾送輥、吐絲機、冷卻線、線材打包機等關(guān)鍵設(shè)備進行說明。
[0043]加熱爐:加熱爐為側(cè)裝側(cè)出步進梁式加熱爐，設(shè)計加熱能力110t/h，最大加熱能力120t/h(合金結(jié)構(gòu)鋼)，出爐溫度為750?1200°C，加熱爐燃料為天然氣。
[0044]軋機:全線共35架軋機，粗、中、精軋機組各為6架，棒材減定徑機組5架，線材預(yù)精軋機組8架，線材精軋機組4架。前23架軋機均為“紅圈”軋機，呈平-立交替布置，使用交流變頻調(diào)速電機單獨傳動。1#?13#、22#?23#軋機間實行微張力軋制，13#?22#軋機間實行活套軋制。后12架軋機為頂交45°高剛度軋機，均為集中傳動，其中精軋機組采用直流調(diào)速電機，線材精軋機組采用交流變頻電機，Φ5.5?Φ20πιπι線材所有規(guī)格產(chǎn)品均從減定徑機組出成品，最大軋制速度為25m/s。
[0045]線材生產(chǎn)線實現(xiàn)了全線無扭、微張力或無張力軋制，保證了產(chǎn)品的高精度和高質(zhì)量。由于線材生產(chǎn)線裝備了減定徑機組，從而生產(chǎn)全部規(guī)格產(chǎn)品的孔型系統(tǒng)大大簡化，使相同軋制程序重復(fù)使用時間長，軋輥更換次數(shù)減至最少，生產(chǎn)效率高，較好地滿足了特殊鋼批量小、品種多的生產(chǎn)特點。
[0046]軋機主要技術(shù)參數(shù)見表I。
[0047]表I線材軋機主要技術(shù)參數(shù)
[0048]^ ^ 乳棍直徑/mm ^~輥身^ 主電機^盧 -K
機組機架 ?.1 ( 長度功率I基速I高速減速比i3:
最大最小 ，..萬瓦_____mm__kW__r nun-.Irmin-1___
?Η Φ750 Φ650 800 600 600120064.551交流
2V Φ750 Φ650 800 600 600120054.436交流細酬 3H Φ650 Φ570 800 600 600120050,321交流柑乳Jl 4V Φ650 Φ570 800 600 600120040,898交流
5H Φ650 Φ570 800 750 600120033.015交流
_ 6V Φ650 Φ570~ 800 ~ 750 ~6001200一27.041交流
7Η Φ535 Φ460 750 750 600120023.047~
8V — Φ535 — Φ460 ~^50~ 750 一 600120018.382 一交流中剖胸 9Η Φ535 Φ460 750 750 600120013.831~
? 1V Φ535 Φ460~ 750 ~ 750 ~6001200~10.916交流
IlH Φ535 Φ460 750 750 60012008.990? 流
12V Φ535 Φ460 750 750 60012006.632^
IJH Φ385 Φ331 650 900 70014004.353~
14V Φ385 Φ331 650 900 70014003.427交流
, 15H Φ385 Φ331 650 900 7001400?238交流椅禮fL且 i6v ￠385 Φ331 650 900 70014003.051交流
17H Φ385 Φ331 650 900 70014002.640交流
ISV Φ385 Φ331 650 900 70014002.518交流減定徑機19H Φ385 Φ331 650 900 70014002.333交流組 20V Φ385 Φ331 650 900 70。14002.137交流
[0049]續(xù)表I
[0050]
, x 21H Φ3Β5 Φ331 650 ~900~~700~~1400~2.251/5.222交流
^ 22V Φ385 Φ331 650 900 70014001.552/5.505交流
^ 23H Φ385 Φ331 400 120 6001200LsTI交流
24Φ216 Φ200— 57 ~ 1500x2 — 60012000.665直流
~25~ Φ216 Φ200 57 = 二=0.5451二~
~26~ Φ216 Φ200 57 二 ==0.4408二~
線材預(yù)精—27—^ Φ216 Φ200 57 = ==0.3613二~
軋機組 28—^ Φ216 Φ200 57 = 二=0.2913= ~
29~ Φ216 Φ200 57 = ==0.2387= ~
^30~ Φ216 Φ200 57 = ==0.1940= ~
~31 ~ Φ216 Φ200 57 = ==0.1590= ~
32^ Φ212 Φ191 69/83 3000 7501500^^^
線材精乳 33 Φ2Ι2 — Φ191 一—一一——
機組 34 Φ158 Φ144— 60/72 — 710 1000^000~^交流_ 35 [ Φ158 Φ144— 60/72 — — ——^ Τ?^— _
[0051]注:21H、22V、23H為3機平-立-平布置的標準二輥式棒材減定徑機組，其中21Η、22V軋機的減速機為雙減速比。
[0052]飛剪:熱連軋線設(shè)有5臺飛剪，1#飛剪具有切頭尾功能;2#、3#飛剪具有切頭尾和碎斷功能;5#飛剪為組合式飛剪，除切頭尾外，還具有碎斷功能。
[0053]控冷水箱:全線設(shè)有5組控冷水箱，分布在中軋機組、精軋機組、減定徑機組、線材預(yù)精軋機組和線材精軋機組之后，冷卻噴嘴可通過軟件控制，各水箱最大冷卻能力約150。。。
[0054]夾送輥及吐絲機:吐絲機前的智能夾送輥用于保持吐絲機和線材精軋機組之間的張力，向吐絲機送料，使軋件尾部加速或減速，控制其尾部成形。主要參數(shù):輥環(huán)直徑Φ315.5/Φ280.5mm,棍身長度50mm,最大夾緊力5.48kN,棍環(huán)材質(zhì)為碳化鶴,最大夾送速度125m/s,棍環(huán)更換時間20min。
[0055]臥式吐絲機用于將軋件變成線圈以便成卷，可以使大規(guī)格軋件尾部加速、小規(guī)格軋件尾部減速以便于軋件尾部保持良好的圈型。主要參數(shù):傾角20°和30° (30°傾角用于生產(chǎn)Φ18ι?πι以上規(guī)格),設(shè)計最大速度140m/s,吐絲管直徑Φ 1080mm、吐絲管內(nèi)徑Φ 34mm、吐絲頭更換時間20min,設(shè)計吐絲溫度550?105CTC。
[0056]斯太爾摩冷卻線:斯太爾摩控制冷卻工藝是將熱軋后的線材經(jīng)過兩種不同冷卻介質(zhì)進行不同冷卻速度的兩次冷卻，即一次水冷，一次空冷。冷卻運輸線上方有可以開合的保溫罩，吐絲后的散卷降落在運動的運輸線上由下方風室鼓風冷卻。在線材散卷運輸機下方，分成幾個風冷段，其段數(shù)根據(jù)產(chǎn)量而定，一般為5?7段。每個風冷段設(shè)置一臺風量為85000?90000m3/h，風壓約為0.02MPa的風機。當呈搭接狀態(tài)的線圈通過運輸線時，可調(diào)節(jié)風門控制風量，經(jīng)噴嘴向上對著線材強制吹風冷卻。運輸線的運輸速度為0.05?1.4m/s，冷卻速度為I?10°C /S。對于低冷速要求的線材可以蓋上保溫罩，調(diào)節(jié)運輸速度和冷卻速度來獲得很緩慢的冷卻速度。
[0057]線材打包機:線材打包機為摩根HCT5500W/7標準型臥式盤卷打包機，可將盤卷壓緊并用4道平行的打捆線捆扎起來。主要技術(shù)參數(shù):壓緊力100?400kN可調(diào)，線材規(guī)格Φ6.5?Φ7.2mm,最大盤卷外徑Φ 1400mm,最小盤卷內(nèi)徑Φ700mm,盤卷最高溫度350°C,打包周期可保證34s。
[0058]下面對本實施例生產(chǎn)線的工藝參數(shù)進行說明。
[0059]a、加熱
[0060]生產(chǎn)純鈦及鈦合金線材的原始坯料應(yīng)該是化學成分符合標定的牌號的要求、表面是銑光的鍛造方坯，坯料尺寸為150mmX 150mmX 12000mm或200mmX 200mmX 6000mm。
[0061]加熱爐加熱坯料的規(guī)格和表面狀態(tài)見下表2。
[0062]表2加熱坯料的規(guī)格和表面狀態(tài)
[0063]
加熱料編號 I軋件規(guī)格I加工類別I表面狀態(tài)
1150mm X 150mm X 12000mm 鍛造氧化皮、統(tǒng)光、打磨
2180mm X 180mm X 6000mm鍛造氧化皮、統(tǒng)光、打磨
3200mm X 200mm X 6000mm鍛造氧化皮、統(tǒng)光、打磨
[0064]坯料在加熱爐內(nèi)加熱，加熱溫度為:純鈦:700?950°C;鈦合金:800?1050°C，保溫時間為I?3.5h。
[0065]b、軋制
[0066]bl、在粗軋機組中的軋制
[0067]經(jīng)加熱爐加熱后的方坯，用輥道送入粗軋機組的第1#機架，坯料在輥道上的運送速度與粗軋1#機架線速度相匹配。軋輥的速度由電機進行控制。
[0068]按照軋制工藝流程，在粗軋機的4?6機架上連續(xù)無扭微張力軋制，所有軋機均由交流變頻調(diào)速電機單獨傳動，機架可整體更換，便于裝卸軋輥更換孔型。粗軋機的軋制速度范圍為0.1?0.8m/s。
[0069]粗軋機組的孔型系統(tǒng)依此為:箱一方一箱一方一捕圓一圓；延伸系數(shù)為1.2?1.5 ;軋件的終軋溫度控制在:純鈦為700?900°C，鈦合金為800?1050°C。
[0070]在粗軋機組的最后一個機架之后，軋件經(jīng)1#飛剪切頭50?10mm后由輥道送往中軋機組軋制，輥道上設(shè)有保溫罩，減少軋件的頭尾溫差，同時減少表面溫降。
[0071]b2、在中軋機組中的軋制
[0072]中軋機組與粗軋機組間的輥道較長，因此它們沒有建立連軋關(guān)系。在中軋機的I?6機架上采用連續(xù)無扭微張力軋制，所有軋機均由交流變頻調(diào)速電機單獨傳動，機架可整體更換，便于裝卸軋輥更換孔型，中軋機的軋制速度范圍為0.2?1.5m/s。
[0073]中軋機組的孔型系統(tǒng)依此為:捕圓一圓一捕圓一圓一捕圓一圓；延伸系數(shù)為1.1?1.4 ;軋件的終軋溫度控制在:純鈦為700?900°C，鈦合金為750?1050。。。
[0074]在中軋機組的最后一個機架之后，軋件經(jīng)2#飛剪切頭(切尾)50?10mm后由輥道送往精軋機組軋制，輥道上設(shè)有水冷裝置和保溫罩，以控制軋件進入精軋機組的溫度，實現(xiàn)控冷控軋。
[0075]b3、在精軋機組中的軋制
[0076]中軋機組和精軋機組之間建立了連軋關(guān)系，在精軋機組的I?6機架的每兩個機架之間共設(shè)置了 5組立式活套，采用連續(xù)無扭無張力軋制。所有軋機均由交流變頻調(diào)速電機單獨傳動，機架可整體更換，便于裝卸軋輥更換孔型。精軋機的軋制速度范圍為1.0?
5.0m/s。
[0077]精軋機組的孔型系統(tǒng)依此為:捕圓一圓一捕圓一圓一捕圓一圓；延伸系數(shù)為:1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度控制在:純鈦為700?900°C，鈦合金為750?1050。。。
[0078]在精軋機組的最后一個機架之后，軋件經(jīng)3#飛剪切頭(切尾)50?10mm后由輥道送往減定徑機組軋制成品，輥道上設(shè)有水冷裝置，以控制軋件進入減定徑機組的溫度，實現(xiàn)控冷控軋。
[0079]b4、在減定徑機組中的軋制
[0080]精軋機組和減定徑機組之間建立了連軋關(guān)系，在減定徑機組前和其I?4機架的每兩個機架之間共設(shè)置了 4組立式活套，I?4機架采用連續(xù)無扭無張力軋制，最后兩機架間采用微張力軋制。所有軋機均由交流變頻調(diào)速電機單獨傳動，機架可整體更換，便于裝卸軋輥更換孔型。減定徑機組的軋制速度范圍為4.5?15.0m/s。
[0081]減定徑機組的孔型系統(tǒng)依次為:橢圓一圓一橢圓一圓一圓；延伸系數(shù)為:1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度控制在:純鈦為700?900°C，鈦合金為750?1050°C。
[0082]b5、在線材預(yù)精軋機組、線材精軋機組中的軋制
[0083]線材精軋機組、線材預(yù)精軋機組和減定徑機組之間建立了連軋關(guān)系。8架線材預(yù)精軋和4架減定徑機組采用頂交45°高剛度軋機，軋機經(jīng)電機由螺旋傘齒輪換向集中傳動，且實現(xiàn)全線無扭軋制。線材預(yù)精軋機組的軋制速度范圍為12.0?18.0m/s ;線材精軋機組的軋制速度范圍為17.0?25.0m/s ο
[0084]線材預(yù)精軋機組前由快速拉斷剪、測活套裝置、切頭及事故切斷回轉(zhuǎn)剪和碎斷剪以及切頭和廢鋼收集裝置等。一旦預(yù)精軋機組內(nèi)或其后發(fā)生堆鋼事故，快速拉斷剪立即落下，將軋件切斷并阻止后續(xù)軋件繼續(xù)進入。
[0085]8架線材預(yù)精軋機組和4架線材精軋機組的孔型系統(tǒng)為依此橢圓一圓一橢圓一圓
—......—捕圓一圓一圓一圓孔型；延伸系數(shù)為:線材預(yù)精軋機組:1.2?1.3 ;線材精軋機組:1.05?1.10 ;軋件的終軋溫度控制在:純鈦為700?900°C，鈦合金為700?1050°C。
[0086]b6、孔型:前23架軋機孔型(箱一方一箱一方一橢圓一圓一橢圓一圓一......—橢圓一圓一空過)+8架線材預(yù)精軋機組(橢圓-圓孔型)+4架線材精軋機組(橢圓-圓-圓-圓)。
[0087]下表3列出了軋制某Φ6.0mm的鈦合金線材時各機架孔型相關(guān)情況。
[0088]表3各機架孔型情況
[0089]
機組機架號孔型—
1箱151x247
2_方-158x175
蟲口左丨+π如 3 箱 107x192 粗乳機組 -4--玉----^?30-
5SS83x160_ 6 ^ 圓 98x108
7—橢圓—69x135
8S74x81
中札機組9 —_42x108-
^10圓56x61
ΠSM36x81
12Bi45x47
13—橢圓26x65
H 0 35x38
_ _?5S?23^50
議幾組-16--_--29^31-
"17-橢圓一21x37—
?8Si24x25
19—橢岡16x33
20019x20 減定徑機組 21 橢圓 13x25
22一圓-16x17_ 23 圓 — 空過—
24Sij15x16
25—15x14
26SS14x13 線材預(yù)精乳 27 — 圓 13x12
機組28—橢圓11x12
29?11x10
30Sfi9^10_ 31 — 圓奴8
32—橢圓8x7線材精軋 33_圓7x7機組 34—圓—6x7_丨 35I圓 I6x6
[0090]C、斯太爾摩冷卻線、吐絲成卷及打包
[0091]鈦及鈦合金線材從線材精軋機組中出來后，立即進入由多段水箱組成的水冷段進行冷卻，然后由夾送輥送入吐絲機成圈，并呈散卷狀分布放置在連續(xù)運行的斯太爾摩運輸線上。夾送輥的速度一般超過線材精軋機組出口速度的3%?5%，在夾送不同規(guī)格的線材時，線材尾部夾送速度有所不同。夾送小規(guī)格軋件時對軋件尾部降速夾送，這是為了克服小規(guī)格軋件出線材精軋機組發(fā)生的升速現(xiàn)象，以保證平穩(wěn)吐絲。夾送大規(guī)格軋件時對尾部升速夾送，以推動線材尾部順利成圈。
[0092]對于鈦材，運輸線的運行速度為0.1?0.4m/s，且不用關(guān)閉運輸線上的保溫罩，運輸機下方的風機要進行鼓風冷卻，最后進入集卷筒收集成盤卷。
[0093]d、表面檢查及打捆
[0094]高速線材軋機產(chǎn)品盤重較大，故均單盤稱重，在現(xiàn)代化自動生產(chǎn)線上使用電子秤稱重，自動記錄、累計并打出標牌。標牌由人工綁掛在盤卷上，作為出廠標記和供生產(chǎn)統(tǒng)計使用。
[0095]為了檢測軋材的機械性能和組織結(jié)構(gòu)，以及控制成品軋材的質(zhì)量，應(yīng)在軋材上取樣。
[0096]e、產(chǎn)品尺寸精度
[0097]經(jīng)檢測，連軋鈦及鈦合金線材產(chǎn)品符合GB/T2965-2007標準中所規(guī)定的鈦及鈦合金棒線材的直徑、截面厚度及尺寸允許偏差。
[0098]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0099]實施例1
[0100]采用上述熱連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)Φ6.0mm鈦合金線材，包括以下步驟:
[0101]a、加熱:將尺寸為150 X 150 X 12000mm的鈦合金的鍛造方坯在加熱溫度1000°C保溫3h ；
[0102]b、粗軋:將加熱后的鍛造方坯進行粗軋，軋制速度為0.7m/s，軋制4道次，道次延伸系數(shù)為1.2 ;軋件的終軋溫度控制為850°C ；
[0103]C、中軋:將粗軋后的軋件切頭50?10mm后進行中軋，軋制速度為1.2m/s，軋制6道次，道次延伸系數(shù)1.3 ;軋件的終軋溫度控制為830°C ；
[0104]d、精軋:將中軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為4.2m/s,軋制6道次，道次延伸系數(shù)為1.2 ;軋件的終軋溫度控制為810°C ；
[0105]e、減定徑軋制:將精軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為10.6m/s，軋制4道次，道次延伸系數(shù)1.2 ;軋件的終軋溫度控制為770V ；
[0106]f、線材預(yù)精軋和線材精軋:將減定徑軋制后的軋件連續(xù)依次進行線材預(yù)精軋和線材精軋；其中，線材預(yù)精軋的軋制速度為16.2m/s，軋制8道次，道次延伸系數(shù)1.2，軋件的終軋溫度控制為760°C;線材精軋的軋制速度為24.9m/s，軋制4道次，道次延伸系數(shù)1.05 ;軋件的終軋溫度控制為720V ；
[0107]g、斯太爾摩冷卻線、吐絲成卷及打包，得到鈦及鈦合金線材成品。
[0108]實施例2?實施例3
[0109]按照實施例1的步驟，改變工藝參數(shù)，得到Φ8.0mm純鈦線材、Φ 10.0mm鈦合金線材。表4列出了 Φ6.0mm鈦合金線材、Φ8.0mm純鈦線材、Φ 10.0mm鈦合金線材的具體生產(chǎn)工藝參數(shù)。實施例1?實施例3生產(chǎn)的產(chǎn)品均符合GB/T2965-2007標準中所規(guī)定的鈦及鈦合金棒線材的直徑、截面厚度及尺寸允許偏差。
[0110]表4不同規(guī)格線材的具體工藝參數(shù)
[0111]
線材規(guī)格Φ 6.0mm欽合金Φ 8.0mm純鈦Φ 10.0mm釹合金鍛造方坯尺寸(mm) 150X150X12000 180X180X6000200X200X6000
加熱溫度 ΓΟ__1000__800__1000_
保溫時間(h) _3__3__3^5_
軋制速度(m/s)__07__(λ7__07_
粗軋制道次__4__6__6_
軋道次延伸系數(shù)__L2__L3__L3_
終軋溫度 CC)__8?0__780__840_
軋制速度(m/s)__L2__L2__LJ_
中軋制道次__6__6__6_
軋道次延伸系數(shù)__L3__L3__L3_
終乳溫度 ΓΟ__830__800__830_
軋制速度(m/s)__12__12___
精軋制道次__6__6__6_
軋道次延伸系數(shù)__L2__L2__L2_
終軋溫度(tO__810__800__810_
減軋制速度(m/s)__106__1L2__102_
^ 軋制道次 4 4 4徑----
軋道次延伸系數(shù)__L2__L3__L2_
M 終軋溫度(C)__770__760__780_
線乳制速度(m/s)__UL2__1^5__IS1S_
￡ 軋制道次 8 4 2預(yù)----
精道次延伸系數(shù)__L2__L2__L2_
終軋溫度 CC)__760__760__760_
^ 軋制速度(m/s) 24.9 24.9 24.6線----
材軋制道次__4__4__4_
J 道次延伸系數(shù) 1.05 1,05 1.1軋----
終軋溫度 Ce) _720__720__730_
【權(quán)利要求】
1.熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，其特征在于，包括以下步驟: a、加熱:將純鈦或鈦合金的鍛造方坯在加熱溫度保溫I?3.5h，其中，純鈦的鍛造方坯的加熱溫度為700?950°C，鈦合金的鍛造方坯的加熱溫度為800?1050°C ； b、粗軋:將加熱后的鍛造方坯進行粗軋，軋制速度為0.1?0.8m/s，軋制4?6道次，道次延伸系數(shù)為1.2?1.5 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金800?1050°C ； C、中軋:將粗軋后的軋件切頭50?10mm后進行中軋，軋制速度為0.2?1.5m/s,軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.4 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金750?1050 0C ； d、精軋:將中軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制,軋制速度為1.0?5.0m/s,軋制2?6道次，道次延伸系數(shù)為:1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金750 ?1050? ； e、減定徑軋制:將精軋后的軋件切頭50?10mm后進行軋制，軋制速度為4.5?15.0m/s，軋制2?5道次，道次延伸系數(shù)1.1?1.3 ;軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金750?1050°C ； f、線材預(yù)精軋和線材精軋:將減定徑軋制后的軋件連續(xù)依次進行線材預(yù)精軋和線材精車L ;其中，線材預(yù)精軋的軋制速度為12.0?18.0m/s,軋制2?8道次，道次延伸系數(shù)1.2?1.3 ;線材精軋的軋制速度為17.0?25.0m/s，軋制2?4道次，道次延伸系數(shù)1.05?1.10 ；軋件的終軋溫度為:純鈦700?900°C，鈦合金700?1050°C ； g、冷卻，得到鈦及鈦合金線材成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，其特征在于:a步驟所述的鍛造方坯的尺寸為150mmX 150mmX 12000mm或180mmX 180mmX 6000mm或200mmX 200mmX 6000mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱連軋生產(chǎn)鈦及鈦合金線材的方法，其特征在于:軋制所用軋機的孔型系統(tǒng)為:粗軋第I?4道次為箱-方孔型系統(tǒng)；粗軋其余道次及中軋、精軋、減定徑軋制和線材預(yù)精軋為橢圓-圓孔型系統(tǒng)；線材精軋為第I道次為橢圓孔型，其余道次為圓孔型。
【文檔編號】B21B37/46GK104174649SQ201410347330
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】盧東, 李軍, 王曉波, 王懷柳, 孫慎宏, 趙兵, 王瑩, 肖聰, 彭琳 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司