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    1780mm爐卷軋機熱軋鈦板卷軋制工藝研究

    2018-05-14 21:53:58曲家東譚雪戴山
    科技風 2018年25期
    關(guān)鍵詞:工藝

    曲家東 譚雪 戴山

    摘要:結(jié)合中鋁沈加1780mm爐卷軋機熱軋鈦材板卷的生產(chǎn)情況,進行數(shù)據(jù)分析,總結(jié)出一套高效可行的爐卷軋機鈦材板卷軋制工藝路線,按此工藝生產(chǎn)的鈦材板卷,退火后內(nèi)部組織均勻,性能滿足國家標準。

    關(guān)鍵詞:爐卷軋機;鈦材軋制;板卷;工藝

    隨著裝備水平的不斷提高,鈦材的軋制已經(jīng)告別了傳統(tǒng)的二人轉(zhuǎn)軋機,向連軋機和爐卷軋機的方向邁進,采用爐卷軋機軋制的鈦材板卷有著高效、優(yōu)質(zhì)的特點。

    1 生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程

    1780爐卷軋機鈦材板卷生產(chǎn)線,由加熱爐、除鱗機、四輥軋機、卷取爐、立輥軋機、飛剪、層流冷卻、卷取機、矯直機、分切剪、冷床和跺板機組成;

    熱軋卷材工藝流程:

    步進爐→四輥軋機(平軋)→立輥、飛剪→四輥軋機(爐卷模式)→層流冷卻→卷曲

    熱軋板材工藝流程:

    板材:步進爐→四輥軋機(平軋)→立輥→四輥軋機(爐卷模式)→層流冷卻→矯直機→定尺剪→跺板機

    2 工藝要求及參數(shù)控制

    2.1 板坯控制

    板坯的缺陷在軋制中無法消除,在軋制前需要對板坯的各項參數(shù)進行要求,多數(shù)情況下要求板坯扣翹頭不大于25mm,鐮刀彎不大于3mm/m,鼓肚和楔形不大于2mm。

    2.2 加熱控制

    純鈦的理論相變溫度為882℃,但由于純鈦內(nèi)部含有雜質(zhì)元素,一般純鈦的實際相變溫度可達890℃左右,在相變點溫度以上加熱時,鈦由α相轉(zhuǎn)化為β相,β相雖具有良好的加工塑性,但氧化極快,燒損較大,所以一般鈦板坯的加熱溫度選擇在860℃~880℃,既減輕了氧化,又滿足了開軋條件。

    2.3 軋制控制

    2.3.1除鱗壓力設(shè)定

    軋制鈦材使用高壓水除鱗可有效減輕軋件表面的氧化皮,在除鱗壓力為330bar的情況下,板坯表面的氧化皮可得到有效的清理,除鱗后板坯表面溫降一般為10℃~30℃,不影響后續(xù)軋制。

    2.3.2輥型及輥系工藝設(shè)定

    熱軋鈦材板卷工作輥采用雙凹輥輥型,支撐輥采用平輥輥型。軋輥凸度為0.10mm,表面粗糙度為1.8um的雙凹輥輥型配置,軋制的穩(wěn)定性好。

    鈦材熱加工時對溫度的敏感性極強,鈦材熱軋時,工作輥的冷卻強度使用最大強度的60%~70%即可,既保護輥子,也可有效減少鈦材溫降。

    2.3.3軋制工藝設(shè)定

    道次加工率遵循由先低后高再下降的拋物線曲線進行分配,鈦材熱軋變形熱大,溫度敏感性強,為防止軋制過程中由于局部溫度不均,造成金屬延展不一致產(chǎn)生微裂紋,單道次最大道次加工率要控制在38%以下;

    平軋模式時,為了預熱輥道和調(diào)整板型,應采用大壓下慢速軋制,軋制速度可選擇為1~2m/s,軋制道次設(shè)定在7道次以內(nèi)。爐卷模式時,由于帶頭、帶尾進入卷曲爐的補溫時間短,隨著帶材進入卷曲爐次數(shù)的增加,帶頭、帶尾溫度下降較快,軋件變形抗力增大,不均勻變形顯現(xiàn),板型難于控制,為減輕此種現(xiàn)象,卷曲爐卷筒溫度要保持在830℃以上,來補償頭尾熱損耗;同時減少爐卷軋制道次,提升軋制速度。

    采用雙凹輥的輥型配置,軋件中間厚度相對于兩側(cè)厚,為減小同板差,軋制時需調(diào)整工作輥彎輥,保證厚度凸度。

    軋制過程中,立輥多投入在平軋的前5道次內(nèi),側(cè)壓量的選擇以狗骨側(cè)邊高度進行參考,一般側(cè)邊與中心高度差在5mm以內(nèi)時,工藝布置最合理。

    飛剪切頭尾道次設(shè)定在帶材進入卷曲爐前的一道次,剪切長度可依據(jù)舌頭形貌進行調(diào)整,舌頭完全切除,有利于咬鋼穩(wěn)定;但有些時候為了方便穿帶,也可以剪切一部分舌頭,留有圓弧進入卷曲爐。

    2.3.4卷曲溫度及卷曲模式工藝設(shè)定

    卷曲溫度是影響帶卷性能的重要指標,為得到良好的機械性能,鈦卷卷曲溫度需控制在500℃~600℃。

    2.3.5矯直機參數(shù)工藝設(shè)定

    鈦材記憶性強和變形抗力大,在180℃以下矯直后會產(chǎn)生回彈,130℃以下矯直后板型無變化;鈦板材矯直時,溫度在350℃~500℃矯直后的板型最佳。

    2.3.6退火溫度設(shè)定

    對按此工藝生產(chǎn)的6.0mmTA2卷材進行取樣,700℃退火后,力學性能滿足國家標準,晶粒為等軸晶,平均直徑可達0.02mm。

    6.0mmTa2700℃ 機械性能

    3 結(jié)論

    (1)爐卷軋機熱軋鈦材板卷,較合理的板坯加熱溫度為860℃~880℃;

    (2)為防止變形不均和熱裂紋的產(chǎn)生,單最大道次加工率應不大于38%;

    (3)鈦材不適合低溫矯直,較為合適的鈦材矯直溫度為350℃~500℃。

    參考文獻:

    [1]蔡茗宇.3500 mm爐卷軋機軋制5 mm厚鋼板生產(chǎn)實踐[J].軋鋼,2015,32(1):7476.

    [2]李大鵬.爐卷機組薄規(guī)格板生產(chǎn)工藝改進[J].河南科技,2015,5582(4):3940.

    [3]王平.金屬塑性成形力學[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.

    作者簡介:曲家東(1990),男。

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