曲家東 譚雪 戴山

摘要：結(jié)合中鋁沈加1780mm爐卷軋機(jī)熱軋鈦材板卷的生產(chǎn)情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出一套高效可行的爐卷軋機(jī)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：爐卷軋機(jī)；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(jī)，向連軋機(jī)和爐卷軋機(jī)的方向邁進(jìn)，采用爐卷軋機(jī)軋制的鈦材板卷有著高效、優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)。

1 生產(chǎn)設(shè)備及工藝流程

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

熱軋卷材工藝流程：

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

熱軋板材工藝流程：

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

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(wú)法消除，在軋制前需要對(duì)板坯的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)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(shí)際相變溫度可達(dá)890℃左右，在相變點(diǎn)溫度以上加熱時(shí)，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(kāi)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(shí)對(duì)溫度的敏感性極強(qiáng)，鈦材熱軋時(shí)，工作輥的冷卻強(qiáng)度使用最大強(qiáng)度的60%～70%即可，既保護(hù)輥?zhàn)樱部捎行p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(jìn)行分配，鈦材熱軋變形熱大，溫度敏感性強(qiáng)，為防止軋制過(guò)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(shí)，為了預(yù)熱輥道和調(diào)整板型，應(yīng)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(shí)，由于帶頭、帶尾進(jìn)入卷曲爐的補(bǔ)溫時(shí)間短，隨著帶材進(jìn)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(lái)補(bǔ)償頭尾熱損耗；同時(shí)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(duì)于兩側(cè)厚，為減小同板差，軋制時(shí)需調(diào)整工作輥彎輥，保證厚度凸度。

軋制過(guò)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(jìn)行參考，一般側(cè)邊與中心高度差在5mm以內(nèi)時(shí)，工藝布置最合理。

飛剪切頭尾道次設(shè)定在帶材進(jìn)入卷曲爐前的一道次，剪切長(zhǎng)度可依據(jù)舌頭形貌進(jìn)行調(diào)整，舌頭完全切除，有利于咬鋼穩(wěn)定；但有些時(shí)候?yàn)榱朔奖愦?，也可以剪切一部分舌頭，留有圓弧進(jìn)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(biāo)，為得到良好的機(jī)械性能，鈦卷卷曲溫度需控制在500℃～600℃。

2.3.5矯直機(jī)參數(shù)工藝設(shè)定

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

2.3.6退火溫度設(shè)定

對(duì)按此工藝生產(chǎn)的6.0mmTA2卷材進(jìn)行取樣，700℃退火后，力學(xué)性能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，晶粒為等軸晶，平均直徑可達(dá)0.02mm。

6.0mmTa2700℃ 機(jī)械性能

3 結(jié)論

（1）爐卷軋機(jī)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(yīng)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℃。

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作者簡(jiǎn)介：曲家東（1990），男。