纯钛带的连续处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纯钛带的连续处理系统，可对纯钛带进行退火、抛丸和酸洗连续处理。该纯钛带的连续处理系统包括依次设置的开卷机、夹送矫直机、等离子焊机、入口活套、退火炉、烘干装置、抛丸机、酸洗装置、出口活套和卷取机，其中，入口活套和夹送矫直机之间设置有第一张力辊组，入口活套与退火炉之间设置有第二张力辊组，烘干装置与抛丸机之间设置有第三张力辊组，抛丸机与酸洗装置之间设置有第四张力辊组，酸洗装置与出口活套之间设置有第五张力辊组，出口活套与卷取机之间设置有第六张力辊组。
【专利说明】纯钛带的连续处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纯钛带的连续处理系统。
【背景技术】
[0002]纯钛具有轻质、高强、耐蚀、耐热、无磁和耐低温等一系列优良性能，被广泛应用于石油、化工、冶金、轻工以及航空航天等行业，随着钛产业生产技术的进步和国民经济发展的日益增快，国内钛带生产行业发展迅速，纯钛带广泛应用于生产生活的各个领域。纯钛带的加工过程通常纯钛带使用高品质海绵钛作原料，经冶炼、锻造、轧制等工序制造而成。热轧纯钛带既可以直接使用，也可以经过退火酸洗后进行使用；热轧纯钛带经退火酸洗处理后还可进一步实施冷轧工艺以获得更薄、尺寸精度更高、表面质量更好和性更能满足客户需求的冷轧纯钛带。热轧加工过程中，为获得理想的组织和性能，纯钛带通常采用高温卷取工艺。伴随着热轧加工的整个过程，纯钛带表面与空气接触产生的氧化反应一直存在，纯钛带表面形成具有一定厚度的氧化层。纯钛带表面的氧化铁皮硬而脆，在冷轧时会破裂、脱落，造成氧化铁皮压入、辊印等缺陷，严重影响冷轧纯钛带表面质量，甚至造成冷轧过程中出现打滑事故。因此，未去除氧化铁皮的热轧纯钛带不能直接进行冷轧加工，热轧纯钛带必须进行退火酸洗处理。热轧纯钛带的退火酸洗处理其实质是去除纯钛带表面的氧化铁皮，对纯钛带进行常化退火。
[0003]目前，纯钛带一般采用退火、抛丸、酸洗的单独处理工艺，退火、抛丸、酸洗各为独立处理线。纯钛带在处理上生产时，为保证钛带顺利通过各个机组，均需进行头尾剪切作业。因此，纯钛带生产采用独立处理线时，需多次进行头尾剪切作业，因而造成产品头尾剪切浪费，不利于提高产品成材率。而且，纯钛带价格昂贵，造成了很大的浪费。同时，采用单独工艺流程时，无法根据产品最终质量状态宏观调整退火、抛丸、酸洗等相关工艺，不利于保证生产质量的稳定性。而且，采用单独处理工艺流程，每条处理线都需配备开卷机、卷取机、横切剪等设备，增加了投资费用。
[0004]例如中国专利201110183786.1，一种钛及钛合金带卷拉伸矫平的方法，就是单独处理工艺。再如中国专利201110358612.4，一种钛带卷连续酸洗工艺方法也是单独酸洗工艺。还有中国专利200910309979.X，一种热轧纯钛卷的连续退火工艺也是单独处理工艺。中国专利201110358602.0，一种钛带卷连续抛丸工艺的方法，也是单独处理工艺。上述这些文献可以说明目前的钛带生产工艺都是将各个工艺步骤分隔开独立进行。这样就必然存在生产质量不稳定、设备多，生产成本高的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型解决的技术问题是提供一种可对纯钛带进行退火、抛丸和酸洗连续处理的纯钛带的连续处理系统。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:纯钛带的连续处理系统，包括依次设置的开卷机、夹送矫直机、等离子焊机、入口活套、退火炉、烘干装置、抛丸机、酸洗装置、出口活套和卷取机，其中，入口活套和夹送矫直机之间设置有第一张力辊组，入口活套与退火炉之间设置有第二张力辊组，烘干装置与抛丸机之间设置有第三张力辊组，抛丸机与酸洗装置之间设置有第四张力辊组，酸洗装置与出口活套之间设置有第五张力辊组，出口活套与卷取机之间设置有第六张力辊组。
[0007]进一步的是:所述酸洗装置包括依次设置的预清洗段、第一酸洗段、中间刷洗段、第二酸洗段、漂洗段和烘干段，预清洗段设置有预清洗机构，第一酸洗段设置有第一酸洗机构，中间刷洗段设置有刷洗机构，第二酸洗段设置有第二酸洗机构，漂洗段设置有漂洗机构，烘干段设置有烘干机构。
[0008]进一步的是:所述出口活套为立式出口活套、卧式出口活套或坑式出口活套。
[0009]本实用新型的有益效果是:可对纯钛带进行退火、抛丸和酸洗连续处理，有利于保证生产质量的稳定性，节省了设备的投入，降低了生产成本，也使处理效率得到提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的纯钛带的连续处理系统的示意图；
[0011]图中标记为:开卷机1、夹送矫直机2、离子焊机3、入口活套5、退火炉7、烘干装置
8、抛丸机10、酸洗装置12、出口活套14、卷取机16、第一张力辊组4、第二张力辊组6、第三张力辊组9、第四张力辊组U、第五张力辊组13、第六张力辊组15。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0013]如图1所示，纯钛带的连续处理系统，包括依次设置的开卷机1、夹送矫直机2、等离子焊机3、入口活套5、退火炉7、烘干装置8、抛丸机10、酸洗装置12、出口活套14和卷取机16，其中，入口活套5和夹送矫直机2之间设置有第一张力辊组4，入口活套5与退火炉7之间设置有第二张力辊组6，烘干装置8与抛丸机10之间设置有第三张力辊组9，抛丸机10与酸洗装置12之间设置有第四张力辊组11，酸洗装置12与出口活套14之间设置有第五张力辊组13，出口活套14与卷取机16之间设置有第六张力辊组15。所述出口活套14可为立式出口活套、卧式出口活套或坑式出口活套。
[0014]在钛带连续处理时，钛带卷开卷后，为防止带头翘曲，通过夹送矫直机矫直带头，利用等离子焊机对处理线上的钛带进行头尾焊接。焊接后，钛带快速充入入口活套，入口活套可以避免开卷、焊接等间隙时造成的停机，避免处理线停机造成的停车斑等质量缺陷。钛带经过入口活套后，进入退火工序，退火工序一般采用一体式退火炉。退火炉通常由预热段、加热段、均热段组成。退火炉预热段可以充分利用退火炉余热，达到节能的目的，同时减少钛带直接进入退火炉加热段造成的热冲击，保证钛带的稳定运行，提高钛带的加热质量。预热段由炉内残留高温气体提高热量，预热温度通常为300-600°C，加热段采用明火烧嘴加热钛带，钛带退火时，加热段炉温为600— 1000°C，钛带板温为550-900°C，均热段采用明火烧嘴保温，保温温度为炉温600— 900°C，板温为550-900°C。钛带退火后通过冷却段，冷却段可采用水雾冷却，也可采用空气冷却或者水冷却，或者几种冷却方式结合的工艺，钛带在冷却段冷却至30— 70°C后进入抛丸机。抛丸机通常采用0.3-0.5mm丸粒，抛丸机采用2至8个抛头，根据需要可以设置2台抛丸机(I用I备或串联使用)，通过调整丸粒的抛射速度和抛射角度以及抛丸量，可以控制抛丸效果，钛带连续处理时，抛丸速度为30-80mm/s，抛射角度为30-70°，单个抛头抛丸量为400-600kg/min，抛丸后表面等级Sa2.5级。
[0015]在钛带连续处理线中，酸洗装置的入口处可设置预清洗段，预清洗段采用喷淋工业水或者漂洗水以及刷辊对钛带进行处理，可以清除钛带表面残留金属粉尘。预清洗段后可设置酸洗段，酸洗段内设置有酸槽，酸槽用于对钛带进行酸洗。酸槽内酸液连续循环，去除钛带表面的氧化皮，根据生产需要，钛带退火酸洗线通常设置2-4个酸槽。因为钛带酸洗时，会放出大量的热量，酸液采用冷热两用换热器，即可对酸液进行加热或冷却的两用换热器，酸液加热时采用蒸汽作为加热介质，冷却时采用循环水作为冷却介质。为避免钛带表面粘附的酸液由第一酸槽进入第二酸槽，第一酸槽和第二酸槽中间可设中间刷洗段，中间刷洗段采用刷洗加清洗的方式清除钛带表面残留酸洗。中间刷洗段可采用刷辊对钛带进行处理，清洗液为漂洗水。钛带酸洗时，通常采用氢氟酸和硝酸的混合酸液作为酸洗介质，酸洗温度为35-80°C之间，酸循环罐中硝酸浓度通常为80— 160g/l，氢氟酸浓度为3—30g/l，控制循环酸液的金属离子浓度不超过50g/l，控制钛带通过酸洗槽的酸洗时间为3-12min。酸洗过程中，酸槽之间虽然可设置挤干辊，但不能保证钛带表面的酸液完全挤干，挤干后的钛带表面仍然残留一部分酸液，残留酸液会造成钛带的腐蚀，严重影响产品质量。因此，为清除酸洗后钛带表面的残留酸液，钛带进入漂洗槽进行最终漂洗，也就是上述的漂洗段。漂洗段可设置漂洗槽或漂洗喷头，通常采用脱盐水作为漂洗介质。采用脱盐水漂洗可以避免水中Ca、Mg等金属离子造成的钛带表面污染。同时，采用蒸汽对漂洗水进行加热，控制漂洗水温度为50-80°C，在此温度下，可以提高漂洗水对钛带表面残留酸液的清洗效果，消除酸斑缺陷。为消除漂洗后钛带表面的水溃，漂洗后的钛带通过烘干段进行烘干，烘干段通常采用电加热烘干机构、蒸汽换热烘干机构等对钛带进行烘干。
[0016]在钛带连续处理线中，漂洗段后设置出口活套，出口活套可采用卧式、立式或坑式，以保证卸卷、分卷等操作时退火、抛丸及酸洗段不停机为基本要求。
[0017]在钛带连续处理线中，各段配置张力辊为钛带运行提供动力。通常情况下，全线配置6-7套张力辊，其中，入口活套前配置一套张力辊，为钛带在开卷机至入口活套的运行提供张力。退火炉入口段配置1-2套张力辊，为钛带在入口活套和退火炉入口之间的运行提供张力，当机组运行速度为O-Sm以内时，该位置可配置I套张力辊，当机组运行速度高于Sm以上时，为保证退火炉内张力的稳定性和预防断带事故，该位置可配置2套张力辊。退火炉后配置I套张力辊，为钛带在退火炉和抛丸机之间的运行提供张力。抛丸机后配置I套张力辊，为钛带在抛丸机和酸洗段之间的运行提供张力。酸洗段后配置一套张力辊，为钛带在酸洗段和出口活套间的运行提供张力。出口活套后配置I套张力辊，为钛带在出口活套和卷取机间的运行提供张力。
[0018]在纯钛带连续处理线生产时，纯钛带可连续实施退火、抛丸、酸洗工艺，纯钛带经过一次头尾剪切即可生产为酸洗成品，较常规处理线减少了切废量，提高了成材率。而且，连续退火、抛丸、酸洗工艺实施时，可对纯钛带的退火、抛丸、酸洗工艺之间的相互影响进行有效跟踪，为保证最终产品的质量，可及时进行工艺调整，产品质量稳定性提高。纯钛带连续处理线采用一套开卷机和一套卷取机，而采用常规处理线，如需完成退火、抛丸、酸洗工艺，需配置三套开卷机和三套卷取机，极大增加了设备投资。
[0019]实施例1:[0020]钛卷在开卷机开卷后，通过夹送矫直机进行带头矫直，采用等离子焊机将其与连续处理线上的钛带带尾焊接。焊接后，钛带由第一张力辊组提供动力，被迅速充入入口活套，入口活套为卧式活套，入口活套设定长度为50m。然后由第二张力辊组提供动力，钛带进入退火炉，在退火炉内进行正火，正火后的钛带在第三张力辊组的动力作用下，进入冷却段进行水雾冷却，并进行烘干，冷却、烘干后钛带温度为30°C。然后进行抛丸处理，抛丸机配置4个抛头，抛头上下布置。抛丸处理后的钛带在第四张力辊组提供的动力作用下依次经过预清洗段、第一酸洗段、中间刷洗段、第二酸洗段、漂洗段和烘干段。其中，预冲洗段长度为4m，第一酸洗段和第二酸洗段的酸槽长度各为12.5m，中间刷洗段的辊结构为刷辊、支承辊上下交叉布置，清洗液为漂洗水，漂洗水由漂洗段漂洗水收集罐供应，中间刷洗段长度为4m。漂洗段采用四个漂洗槽，漂洗水采用蒸汽进行加热，控制漂洗水温度为50°C。漂洗后的钛带表面采用电阻丝加热烘干风，烘干风由离心风机鼓入烘干箱对钛带进行烘干。烘干后钛带由第五张力辊组提供动力，进入出口活套，出口活套为立式活套，出口活套储量为20m。最后，由第六张力辊组提供动力，钛带运行至卷取机进行卷取。
[0021]实施例2:
[0022]钛卷在开卷机开卷后，通过夹送矫直机进行带头矫直，采用等离子焊机将其与连续处理线上的钛带带尾焊接。焊接后，钛带由第一张力辊组提供动力，被迅速充入入口活套，入口活套为卧式活套，入口活套设定长度为200m。然后由第二张力辊组提供动力，第二张力辊组可设置2套张力辊，钛带进入退火炉，在退火炉内进行正火，正火后的钛带进入冷却段进行水雾冷却，并进行烘干，冷却、烘干后钛带温度为70°C。然后进行抛丸处理，抛丸机配置8个抛头，抛头上下布置。抛丸处理后的钛带在第四张力辊组提供的动力作用下，依次经过预清洗段、第一酸洗段、中间刷洗段、第二酸洗段、漂洗段和烘干段。其中，预冲洗段长度为12m，第一酸洗段和第二酸洗段的酸槽长度各为16m，中间刷洗段的辊结构为刷辊、支承辊上下交叉布置，清洗液为漂洗水，漂洗水由漂洗段漂洗水收集罐供应，中间刷洗段长度为Sm。漂洗段采用四个漂洗槽，漂洗水采用蒸汽进行加热，控制漂洗水温度为80°C。漂洗后的钛带表面采用电阻丝加热烘干风，烘干风由离心风机鼓入烘干箱对钛带进行烘干。烘干后钛带由第五张力辊组提供动力，进入出口活套，出口活套为卧式活套，活套储量为50m。最后，由第六张力辊组提供动力，钛带运行至卷取机进行卷取。
【权利要求】
1.纯钛带的连续处理系统，其特征是:包括依次设置的开卷机(I)、夹送矫直机(2)、等离子焊机(3)、入口活套(5)、退火炉(7)、烘干装置(8)、抛丸机(10)、酸洗装置(12)、出口活套(14)和卷取机(16)，其中，入口活套(5)和夹送矫直机(2)之间设置有第一张力辊组(4)，入口活套(5)与退火炉(7)之间设置有第二张力辊组(6)，烘干装置(8)与抛丸机(10)之间设置有第三张力辊组(9)，抛丸机(10)与酸洗装置(12)之间设置有第四张力辊组(11)，酸洗装置(12)与出口活套(14)之间设置有第五张力辊组(13)，出口活套(14)与卷取机(16 )之间设置有第六张力辊组(15 )。
2.如权利要求1所述的纯钛带的连续处理系统，其特征是:所述酸洗装置(12)包括依次设置的预清洗段、第一酸洗段、中间刷洗段、第二酸洗段、漂洗段和烘干段，预清洗段设置有预清洗机构，第一酸洗段设置有第一酸洗机构，中间刷洗段设置有刷洗机构，第二酸洗段设置有第二酸洗机构，漂洗段设置有漂洗机构，烘干段设置有烘干机构。
3.如权利要求1或2所述的纯钛带的连续处理系统，其特征是:所述出口活套(14)为立式出口活套、卧式出口活套或坑式出口活套。
【文档编号】C23G3/02GK203593791SQ201320799788
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】刘春富, 徐信, 薛世清 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司