专利名称：纯钛板带的轧制方法
技术领域：
本发明涉及纯钛板带的制作工艺，更具体地说，涉及一种纯钛板带的轧制方法。
背景技术：
钛是地壳中储量较丰富的元素之一，其在地壳中的含量为0.6%，仅次于铝、铁、 镁，占第四位。但从其的工业价值、资源寿命和发展前途来看，它又仅次于铁、铝，被称为正在崛起的第三种金属。我国是一个钛资源十分丰富的国家，钛矿的分布遍及祖国各地。尽管我国目前钛的产量不及钢铁的五万分之一，但其在国民经济中的战略地位至关重要，其应用已遍及国民经济的许多部门，是节能、高效和环保的全能金属。近年来，钛在化工、冶金、 电力、电镀、食品、医疗器械及医疗行业、计算机、日常用品等民品领域的应用得到了稳步的发展。钛板带主要是钛合金，用于飞机发动机的压气机、风扇叶片、盘、导向叶片、轴、外壳、 翼梁、襟翼、阻流板、发动机舱、隔板、起落架等，此外还有高尔夫球杆、球头和钛眼睛架，人工植入体、医疗器械、手表、相机壳、网球拍、短跑鞋钉、登山工具、滑雪板、炊具、拐杖、首饰等。目前，钛材生产方式主要为炼钢将海绵钛熔炼后，浇铸成钛锭，经初轧开坯后，进行表面剥皮处理，去除表面缺陷，然后采用拉拔、热锻等方式进行再次加工，而钛板的轧制目前还是以中厚板轧制为主，而一般的板卷生产方式较少，主要原因为纯钛化学性质比较活泼，加热时易形成裂纹等缺陷，同时纯钛表面化学性质活泼，易与轧辊形成粘结，轧制厚度越薄，表面控制越难，因而很难在薄板连轧机上生产出合格的产品。申请号为200810032041. 3的中国专利公开了一种采用中宽带热轧机组生产金属钛板的方法，该方法先将50 90mm厚度的板坯用行车吊运至炉温低于100°C的辊底式均热炉内，对中，然后使钛板坯所在区域的炉温升至200 400°C，时间彡200min,以后逐步升温到800 IOOO0C0从100°C加升到800 1000°C的总加热时间控制在240min以内。加热后的钛板坯经过七机架连轧机进行轧制。要求进入轧机的温度控制在800 950°C，经七机架连轧机轧制后的钛板温度控制在700 800°C，经层流冷却后精度卷取机卷取成卷。 上述工艺虽然能生产卷重较大的钛板，但是，由于钛板坯目前无法直接进行连铸，使得钛板坯必须先冷装入炉进行逐步加温，因而对于连铸连轧(CSP)流程来说，加热炉燃耗少的优点已经不复存在，同时，由于钛板坯在辊底式加热炉进行缓慢升温，必须放弃至少一座加热炉进行正常生产。因此整个产线的生产节奏必须放慢，或等待抽钢。同时，由于辊底式加热炉无法对冷板坯进行连续加热，因而在从室温加热至抽钢温度，加热时间较长，效率低下。申请号为200810013332. 8的中国专利公开了一种大卷纯钛或钛合金带卷坯的生产方法，该方法通过特制的保温罩保证钛板的轧制温度，从而在往复式轧机上进行钛板的往复轧制。该方法与中厚板轧制方式接近，一般板材厚度较厚，并且板材长度受到限制，还需要特制的保温罩来保证过程中的轧制温度，另外，生产的钛卷重量较小，只有80Kg左右
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种纯钛板带的轧制方法，该方法能够利用普通的半连续轧机生产纯钛板带。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案该纯钛板带的轧制方法的具体步骤如下A.选取作为轧制原料的纯钛厚板坯；B.将板坯置于步进梁式加热炉进行连续加热至820 880°C ；C.将出炉的板坯粗轧成中间坯，并将中间坯的最终温度控制为730 790°C ；D.将中间坯精轧成板带，并将板带的最终温度控制为650 690°C ；E.对板带进行层流冷却至550 600°C后，进行卷取成卷。在步骤A中，所述的纯钛厚板坯的厚度为150 250mm，长度为4800 10000mm。在步骤B中，所述的连续加热满足以下条件Bi.将加热炉设计为数个加热炉段，并设定各个加热炉段的加热温度；B2.总加热时间控制为1. 0 1. 2minX板坯厚度mm ；B3.设置加热炉空燃比为1 1. 03。所述的加热炉段包括预热段、第一加热段、第二加热段和均热段，其中，预热段的设定温度630 650°C，第一加热段的设定温度730 750°C，第二加热段的设定温度870 8900C，均热段的设定温度880 900°C。所述的步骤C的具体步骤如下Cl.将出炉的板坯通过粗轧除鳞箱去除表面氧化皮；C2.进入粗轧机进行往复5 7道次的粗轧，轧成厚度为30 40mm的中间坯；C3.在粗轧过程中，通过调整轧制速度及压下率，将中间坯的最终温度控制为 730 790O。所述的步骤D的具体步骤如下Dl.通过剪切机对中间坯头部进行剪切；D2.通过精轧除鳞箱去除表面氧化皮；D3.经七机架连轧机精轧成厚度为3 IOmm的板带；D4.在精轧过程中，通过调整精轧压下分配及速度，将板带的最终温度控制为 650 690°C，并且将最后机架的穿带速度控制为小于7. Om/s。在所述的层流冷却过程中，将层流辊道超前率和滞后率控制为7 8%。在上述技术方案中，本发明的纯钛板带的轧制方法包括选料、预热、粗轧、精轧和冷却卷取等步骤，并结合相应的温度控制，从而实现通过普通的半连轧机组进行纯钛板带的轧制生产，其生产的纯钛板带具有重量大、厚度薄等优点，并且原料尺寸的选择性也较大，满足了纯钛板带大规模生产的需求。
图1是申请号为200810032041. 3的钛板生产方法的步骤流程图；图2是本发明的轧制方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。首先，需要说明的是，本发明的纯钛板带的轧制方法可采用目前常见的半连轧机组实现，涉及的装置包括步进梁式加热炉、高压水除鳞箱、可逆式粗轧机、精轧前剪切机、精轧前除鳞箱、不可逆式七机架精轧机、层流冷却设备、地下卷取机数台。实施例1请参阅图2所示，原料纯钛板坯的尺寸为150mmX980mmX 10000mm，轧制目标尺寸为IOmmX 980mm (厚X宽)的纯钛卷。先将板坯送至步进梁式加热炉进行连续预热，加热炉的各炉段温度设定如下其中，热回收段通过加热尾气对板坯进行初步预热，预热段的设定温度630°C，第一加热段的设定温度730°C，第二加热段的设定温度870°C，均热段的设定温度880°C，在炉时间为 180min，加热炉空然比为1，板坯的出炉温度为820°C ；再将板坯进行粗轧前的除磷后，输入粗轧机进行往复5道次的粗轧，轧成厚度为 40mm的中间坯，并将粗轧机出口温度(即中间坯的最终温度)控制在730°C ；然后将中间坯进行精轧前的除磷后，输入七机架连轧机进行精轧，将精轧出口温度(即板带的最终温度)控制为650°C，精轧穿带速度3. Om/s ；最后，将轧出的板带经层流冷却至550°C，而辊道的超前率和滞后率分别控制为 7 %和8 %，经卷取后成卷后，通过步进梁输送至库内单独堆放。经本实施例所得的纯钛卷重为6. 97t，其延伸率为57%。实施例2与实施例1不同的是，原料纯钛板坯的尺寸为200mmX980mmX8000mm，轧制目标尺寸为5mmX980mm(厚X宽)的纯钛卷。先将板坯送至步进梁式加热炉进行连续预热，加热炉的各炉段温度设定如下其中，热回收段通过加热尾气对板坯进行初步预热，预热段的设定温度640°C，第一加热段的设定温度740°C，第二加热段的设定温度880°C，均热段的设定温度890°C，在炉时间为 230min，加热炉空然比为1. 01，板坯的出炉温度为850°C ；再将板坯进行粗轧前的除磷后，输入粗轧机进行往复5道次的粗轧，轧成厚度为 35mm的中间坯，并将粗轧机出口温度(即中间坯的最终温度)控制在763V ；然后将中间坯进行精轧前的除磷后，输入七机架连轧机进行精轧，将精轧出口温度(即板带的最终温度)控制为673°C，精轧穿带速度6. Om/s ；最后，将轧出的板带经层流冷却至587°C，而辊道的超前率和滞后率分别控制为 7 %和8 %，经卷取后成卷后，通过步进梁输送至库内单独堆放。经本实施例所得的纯钛卷重为7. 32t，其延伸率为58%。实施例3与实施例1、2不同的是，原料纯钛板坯的尺寸为250mmX980mmX5600mm，轧制目标尺寸为3mmX980mm(厚X宽)的纯钛卷。先将板坯送至步进梁式加热炉进行连续预热，加热炉的各炉段温度设定如下其中，热回收段通过加热尾气对板坯进行初步预热，预热段的设定温度650°C，第一加热段的设定温度750°C，第二加热段的设定温度890°C，均热段的设定温度900°C，在炉时间为 250min，加热炉空然比为1. 03，板坯的出炉温度为880°C ；
再将板坯进行粗轧前的除磷后，输入粗轧机进行往复5道次的粗轧，轧成厚度为 30mm的中间坯，并将粗轧机出口温度(即中间坯的最终温度)控制在790°C ；然后将中间坯进行精轧前的除磷后，输入七机架连轧机进行精轧，将精轧出口温度(即板带的最终温度)控制为690°C，精轧穿带速度7. Om/s ；最后，将轧出的板带经层流冷却至600°C，而辊道的超前率和滞后率分别控制为 7 %和8 %，经卷取后成卷后，通过步进梁输送至库内单独堆放。经本实施例所得的纯钛卷重为6. 45t，其延伸率为57%。经检测，上述三个实施例所轧制的钛板带表面良好，达到如下要求1、表面氧化膜致密，无严重的局部氧化皮咬入等缺陷；2、表面无划伤缺陷；3、表面无裂纹，边部无裂口等缺陷；4、成品无扁卷现象，成品率100%。综上所述，采用本发明的纯钛板带的轧制方法能够适用于目前常见的半连轧机组，与现有技术相比，存在以下优点1、能够连续升温，做到连续生产；2、可减少初轧机的压下道次及受到场地和运输的限制，提高生产效率；3、无需特制的保温装置，且产生的卷重大(达5t以上)，厚度薄。从而为实现扩大纯钛板带的生产规模、提高生产效率以及纯钛板带的成品质量提供了有力的依据和支持。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种纯钛板带的轧制方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下A.选取作为轧制原料的纯钛厚板坯；B.将板坯置于步进梁式加热炉进行连续加热至820 880°C；C.将出炉的板坯粗轧成中间坯，并将中间坯的最终温度控制为730 790°C；D.将中间坯精轧成板带，并将板带的最终温度控制为650 690°C；E.对板带进行层流冷却至550 600°C后，进行卷取成卷。
2.如权利要求1所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于在步骤A中，所述的纯钛厚板坯的厚度为150 250mm，长度为4800 10000mm。
3.如权利要求1所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于， 在步骤B中，所述的连续加热满足以下条件Bi.将加热炉设计为数个加热炉段，并设定各个加热炉段的加热温度； B2.总加热时间控制为1. 0 1. 2minX板坯厚度mm ； B3.设置加热炉空燃比为1 1. 03。
4.如权利要求3所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于所述的加热炉段包括预热段、第一加热段、第二加热段和均热段，其中，预热段的设定温度630 650°C，第一加热段的设定温度730 750°C，第二加热段的设定温度870 8900C，均热段的设定温度880 900°C。
5.如权利要求1所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于，所述的步骤C的具体步骤如下Cl.将出炉的板坯通过粗轧除鳞箱去除表面氧化皮；C2.进入粗轧机进行往复5 7道次的粗轧，轧成厚度为30 40mm的中间坯； C3.在粗轧过程中，通过调整轧制速度及压下率，将中间坯的最终温度控制为730 790 "C。
6.如权利要求1所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于，所述的步骤D的具体步骤如下Dl.通过剪切机对中间坯头部进行剪切；D2.通过精轧除鳞箱去除表面氧化皮；D3.经七机架连轧机精轧成厚度为3 IOmm的板带；D4.在精轧过程中，通过调整精轧压下分配及速度，将板带的最终温度控制为650 690°C，并且将最后机架的穿带速度控制为小于7. Om/s。
7.如权利要求1所述的纯钛板带的轧制方法，其特征在于在所述的层流冷却过程中，将层流辊道超前率和滞后率控制为7 8%。
全文摘要
本发明公开了一种纯钛板带的轧制方法，该轧制方法包括选料、预热、粗轧、精轧和冷却卷取等步骤，并结合相应的温度控制，从而实现通过普通的半连轧机组进行纯钛板带的轧制生产，其生产的纯钛板带具有重量大、厚度薄等优点，并且原料尺寸的选择性也较大，满足了纯钛板带大规模生产的需求。
文档编号B21B37/74GK102581039SQ20111000598
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者王晋, 蔡才, 钱春风, 钱美丽, 陈龙夫 申请人:宝山钢铁股份有限公司