一种钛及钛合金低成本连轧技术和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种钛及钛合金低成本连轧的技术和设备，属于金属材料制备及加工领域。
【背景技术】
[0002]钛及钛合金由于具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁等特点，而被作为结构材料和功能材料广泛应用于国防科技工业和民用工业技术领域。但由于钛及钛合金材料制备和加工成本较高，而使其不能像钢铁和铝材一样得到大量应用。造成钛及钛合金制造成本较高的原因，除了原材料之外，最主要的是制备和加工过程的成本较高，约占整个钛及钛合金制备成本的60%左右，同时钛加工材利用率低也是造成钛高成本的一个重要原因。因此，为了降低成本，科技工作者从海绵钛的低成本制造技术，低成本钛合金研宄等方面已开展了工作。对于连铸连轧这一在钢铁和铝、铜等工业中已相对较成熟的技术，在钛合金方面开展研宄工作较少。
[0003]1998年，日本金属材料技术研宄所的H.G.Suzuki等人研宄了钛及钛合金的高温加工变形机理及窗口，试图对钛及钛合金的连铸连轧技术的实现可能性提供依据，但并没有开展相关实质性工作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对降低钛及钛合金的制造成本，缩短工艺流程，实现钛及钛合金高效、短流程、低成本化制造而发明了一种钛及钛合金的连轧技术和设备。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明提供了一种钛及钛合金的连续轧制技术，其包括以下步骤:
a、进料:将钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上；
b、加热:当钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上时，通过给感应加热炉进行通电利用电磁感应对钛或钛合金铸锭进行加热；
C、保温输送:将步骤a中加热好的纯钛或钛合金铸锭在保温的状态下从感应加热炉输送到轧制机组内；
d、轧制:利用轧制机组对步骤b中保温输送进来的纯钛或钛合金铸锭进行连续轧制；
e、出料:通过导轮组件将连续轧制完成的物料从轧制机组运送到装料架内。进一步:所述的轧制机组为六机架Y型轧制机组，所述的六机架Y型轧制机组又是由棒材连续轧制机组和板材连续轧制机组所组成。
[0006]本发明还提供了一种钛及钛合金的连续轧制设备，包括感应加热炉、乳制机组、导轮组件和装料架，所述的感应加热炉、乳制机组、导轮组件和装料架从左到右依次排列，所述的感应加热炉内还设置有出料轨道，所述的出料轨道右侧的感应加热炉上设置有出料口，所述的出料口的高度与轧制机组的轧制工位高度相对应，所述导轮的导向工位高度与轧制机组的轧制工位高度相对应，所述的出料轨道上安装有驱动辊。
[0007]进一步:所述的轧制机组为两辊轧机，所述的两辊轧机设有两个，所述的左侧两辊轧机中两棍子的间距要大于右侧两辊轧机中两棍子的间距。
[0008]又进一步:所述的导轮组件是由三组滚轮依次排列组成，所述的每组滚轮又是由两个滚筒上下相对排列组成，所述的上下两个滚筒之间的间距与右侧两辊轧机中两棍子的间距相同。
[0009]再进一步:所述的感应加热炉的外侧设有保温层。
[0010]本发明的有益效果为:
1、采用感应加热的保温炉和Y型轧制机机组的组合，实现连续轧制的顺利进行，并可实现棒、板材的轧制。
[0011]2、对六机架Y型轧机的轧辊进行变化或增加机组的机架数量还可轧制较细的钛及钛合金线材。
[0012]3、实现了钛及钛合金圆形坯料或扁形坯料的连续轧制。
[0013]4、采用这种技术可有效降低钛及钛合金制备加工成本约20%。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种钛及钛合金的连续轧制技术，包括以下步骤:
a、进料:将钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上；
b、加热:当钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上时，通过给感应加热炉进行通电利用电磁感应对钛或钛合金铸锭进行加热；
C、保温输送:将步骤a中加热好的纯钛或钛合金铸锭在保温的状态下从感应加热炉输送到轧制机组内；
d、轧制:利用轧制机组对步骤b中保温输送进来的纯钛或钛合金铸锭进行连续轧制；
e、出料:通过导轮组件将连续轧制完成的物料从轧制机组运送到装料架内。
[0016]上述连续轧制技术中所述的轧制机组为六机架Y型轧制机组，所述的六机架Y型轧制机组又是由棒材连续轧制机组和板材连续轧制机组所组成。
[0017]本发明将经过连铸得到的圆形和扁形铸锭送入感应加热炉内，通过感应涡流对铸锭进行加热，然后在保温的状态下把加热过后的铸锭由感应加热炉出来后由驱动棍将铸锭送入六机架Y型轧机前的夹持辊，使铸锭按工艺要求进行轧制。Y型轧机的轧辊可据铸锭的形状确定，料由Y型轧机最后一个机架出来后，由导轮组件将料送入到装料架内，这样就完成连轧的工作。本设计采用感应加热的保温炉和Y型轧制机机组的组合，实现连续轧制的顺利进行，并可实现棒、板材的轧制；并且还可以通过对六机架Y型轧机的轧辊进行变化或增加机组的机架数量来轧制出较细的钛及钛合金线材。
[0018]如图1所示本发明还提供了一种钛及钛合金的连续轧制设备，包括感应加热炉1、轧制机组2、导轮组件3和装料架4，所述的感应加热炉1、轧制机组2、导轮组件3和装料架4从左到右依次排列，所述的感应加热炉I内还设置有出料轨道5，所述的出料轨道5右侧的感应加热炉I上设置有出料口 6，所述的出料口 6的高度与轧制机组2的轧制工位高度相对应，所述导轮3的导向工位高度与轧制机组2的轧制工位高度相对应，所述的出料轨道5上安装有驱动辊。本发明将经过连铸得到的圆形和扁形铸锭送入感应加热炉I内，通过感应涡流对铸锭进行加热，然后使加热好的铸锭在驱动辊的作用下沿着出料轨道5输送进轧制机组2内，使铸锭按工艺要求利用轧制机组2对其进行连续轧制，乳制成型的物料通过导轮组件3的作用下输送进装料架内进行存放，这样就完成连轧的工作。本设计采用感应加热的保温炉和轧制机组2的组合，实现连续轧制的顺利进行，并可实现棒、板材的轧制；并且还可以通过对轧制机组2的轧辊进行变化或增加机组的机架数量来轧制出较细的钛及钛合金线材。
[0019]如图1所示的所述的轧制机组2为两辊轧机，所述的两辊轧机设有两个，所述的左侧两辊轧机中两棍子的间距要大于右侧两辊轧机中两棍子的间距。加热好的铸锭在导轮组件3的作用下会不断从感应加热炉I输送进轧制机组2内，从而利用两个两辊轧机对铸锭进行连续轧制。当需要轧制更细的钛及钛合金线材时，可以通过增加两辊轧机的数量和改变两辊轧机内两棍子的间距来实现。
[0020]如图1所示的导轮组件3是由三组滚轮依次排列组成，所述的每组滚轮又是由两个滚筒上下相对排列组成，所述的上下两个滚筒之间的间距与右侧两辊轧机中两棍子的间距相同。本设计通过旋转滚筒利用摩擦力来实现对物料的输送，其具有结构简单、易于制造和实用高效的优点。
[0021]如图1所示的感应加热炉I的外侧设有保温层。本设计通过保温层来对加热后的铸锭进行输送，利用该技术实现了钛及钛合金连续轧制，省略了铸锭重新加热，减少了不必要的损失。
【主权项】
1.一种钛及钛合金的连续乳制技术，其特征在于:包括以下步骤: a、进料:将钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上； b、加热:当钛或钛合金铸锭运送到感应加热炉内的出料轨道上时，通过给感应加热炉进行通电利用电磁感应对钛或钛合金铸锭进行加热； C、保温输送:将步骤b中加热好的纯钛或钛合金铸锭在保温的状态下从感应加热炉输送到轧制机组内； d、轧制:利用轧制机组对步骤c中保温输送进来的纯钛或钛合金铸锭进行连续轧制； e、出料:通过导轮组件将连续轧制完成的物料从轧制机组运送到装料架内。2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金的连续轧制技术，其特征在于:所述的轧制机组为六机架Y型轧制机组，所述的六机架Y型轧制机组又是由棒材连续轧制机组和板材连续轧制机组所组成。3.一种钛及钛合金的连续轧制设备，其特征在于:包括感应加热炉(I)、轧制机组(2)、导轮组件(3)和装料架(4)，所述的感应加热炉(I )、乳制机组(2)、导轮组件(3)和装料架(4)从左到右依次排列，所述的感应加热炉(I)内还设置有出料轨道(5)，所述的出料轨道(5 )右侧的感应加热炉(I)上设置有出料口( 6 )，所述的出料口( 6 )的高度与轧制机组(2 )的轧制工位高度相对应，所述导轮(3)的导向工位高度与轧制机组(2)的轧制工位高度相对应，所述的出料轨道(5)上安装有驱动辊。4.根据权利要求3所述的一种钛及钛合金的连续轧制设备，其特征在于:所述的轧制机组(2)为两辊轧机，所述的两辊轧机设有两个，所述的左侧两辊轧机中两棍子的间距要大于右侧两辊轧机中两棍子的间距。5.根据权利要求4所述的一种钛及钛合金的连续轧制设备，其特征在于:所述的导轮组件(3)是由三组滚轮依次排列组成，所述的每组滚轮又是由两个滚筒上下相对排列组成，所述的上下两个滚筒之间的间距与右侧两辊轧机中两棍子的间距相同。6.根据权利要求3所述的一种钛及钛合金的连续轧制设备，其特征在于:所述的感应加热炉(I)的外侧设有保温层。
【专利摘要】本发明涉及一种钛及钛合金低成本连轧技术和设备，在氩气保护或惰性气体气氛下，采用大于65KW的等离子枪作为热源，通过感应加热炉、轧制机组、导轮组件实现钛及钛合金圆形、扁形铸锭的连续铸造和连续轧制，降低钛合金加工成本约30％以上。生产的钛及钛合金成分均匀、无偏析、无冶金质量问题，常规力学性能与传统加工方式获得的板、棒材的性能相当。
【IPC分类】B21B1/46, B21B3/00
【公开号】CN104923562
【申请号】CN201510397175
【发明人】常辉, 董月成, 李峰, 崔予文, 鲁晓刚, 周廉
【申请人】南京工业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月8日