热连轧生产钛及钛合金线材的方法

热连轧生产钛及钛合金线材的方法
【专利摘要】本发明涉及热连轧生产钛及钛合金线材的方法，属于金属塑性加工【技术领域】。本发明所要解决的技术问题是提供一种适合在传统钢材热连轧机组上生产钛及钛合金线材的方法。本发明热连轧生产钛及钛合金线材的方法，通过控制加热制度、初轧温度、轧制速度、孔型，经过剪切、冷却、吐丝成盘工艺，将钛及钛合金方坯经一次加热出炉后，轧制成Φ5.5mm～Φ20mm的线材。本发明热连轧生产钛及钛合金线材的方法，能在热连轧机组上快速、高效的生产出盘卷单重大、表面质量好、圆度好、组织性能均匀的钛及钛合金线材产品。
【专利说明】热连轧生产钛及钛合金线材的方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及热连轧生产钛及钛合金线材的方法，属于金属塑性加工【技术领域】。

【背景技术】
[0002]随着冶金技术、电传电控技术、机械制造技术的发展，高速线材轧机也得到了飞速发展，已成为最成熟的棒线材轧制设备。其特点是高速、单线、无扭、微张力、组合结构、碳化钨辊环和自动化程度高。其产品特点是盘重大、精度高、品质好。
[0003]钛及钛合金是20世纪中叶才发展起来的一种重要的结构金属，具有密度低、比强度高、耐高温、耐低温、耐酸碱腐蚀、无磁性、线膨胀系数小、阻尼性好和生物相容性好等特点，广泛应用于航空、宇航、医药、体育、电力、石化、冶金等领域，被称为“第三金属”和“全能金属”。随着科技和经济的飞速发展，钛及钛合金棒线材的需求也在不断增长，采用热连轧机生产钛的线材成为提高生产效率和产品质量、降低生产成本的有效方法。
[0004]目前，国内生产Φ5.5?C>20mm的钛及钛合金成卷线材一般采用轧制方法。
[0005]专利CN101152653A公开了一种三辊Y型连轧机轧制钛及钛合金棒线材的方法。采用三辊Y型连轧机将坯料尺寸为Φ 50 X 15000mm的钛及钛合金棒坯在一次加热后，轧出Φ8?30mm的棒材。其整条生产线上包括台车加热炉、三辊Y型粗轧机组出架)、中轧机组(6架)、精轧机组出架)、飞剪、冷床、卷取机、辊道等设备。三辊Y型轧机的孔型是由3个互成120°交角的轧辊上的槽所围成，轧辊从3个方向同时压缩轧件，在下一道次轧辊调转180°，依此下去。其孔型几何形状基本有三种:弧三角孔型系统、平三角孔型系统、弧三角-圆孔型系统。该方法的优点是一次加热就可连续轧制出成品，其缺点是该方法依赖三辊Y型连轧机，不适合在传统的热连轧机组上使用，所得的棒坯尺寸较小，产品规格范围小、盘卷单重不高(钛材50?100kg)。
[0006]上世纪70年代，世界主要产钢国家开始普遍采用连续高速无扭线材轧机和控轧控冷技术最为线材生产的主要工艺手段。热连轧线生产钛及钛合金线材的关键设备主要包括:上料台架(I)、步进梁式加热炉(2)、高压水除鳞装置(3)、废坯剔除装置(4)、粗轧机组
(5)、1#飞剪(6)、脱头保温辊道(7)、中轧机组(8)、1#控冷水箱(9)、2#飞剪(10)、精轧机组(11)、立活套(12)、2#控冷水箱(13)、3#飞剪(14)、棒材减定径机组(15)、快速换辊装置
(16)、测径仪(17)、3#控冷水箱(18)、夹送辊(19) ;5#飞剪(20);侧活套(21);线材预精轧机组(22) ;4#控冷水箱(23);线材精轧机组(24) ;5#控冷水箱(25);测径仪(26);夹送辊及吐丝机(27);缓冷材高温集卷站(28);缓冷材及卷心架运输装置(29);延迟型散卷冷却运输线(30);双芯棒集卷站(31);挂卷小车(32) ;P-F线(33);线材打包机(34);称重及打标牌装置(35);卸卷站(36)。生产线工艺平面布置见图1。
[0007]上述连轧生产线主要生产高附加值、高强度机械和铁路用钢、特殊钢等，由于钛及钛合金特殊的理化性能，采用传统的热连轧机组生产钛及钛合金线材的方法未见报道。


【发明内容】

[0008]本发明所要解决的技术问题是提供一种适合在传统钢材热连轧机组上生产钛及钛合金线材的方法。
[0009]本发明热连轧生产钛及钛合金线材的方法，包括以下步骤:
[0010]a、加热:将纯钛或钛合金的锻造方坯在加热温度保温I?3.5h，其中，纯钛的锻造方坯的加热温度为700?950°C，钛合金的锻造方坯的加热温度为800?1050°C ；
[0011]b、粗轧:将加热后的锻造方坯进行粗轧，轧制速度为0.1?0.8m/s，轧制4?6道次，道次延伸系数为1.2?1.5;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金800?1050 0C ；
[0012]C、中轧:将粗轧后的轧件切头50?10mm后进行中轧，轧制速度为0.2?1.5m/s，轧制2?6道次，道次延伸系数1.1?1.4 ;轧件的终轧温度为:纯钛750?900°C，钛合金 750 ?1050°C ；
[0013]d、精轧:将中轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为1.0?5.0m/S，轧制2?6道次，道次延伸系数为:1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金 750 ?1050°C ；
[0014]e、减定径轧制:将精轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为4.5?15.0m/s,轧制2?5道次，道次延伸系数1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金750?1050°C ；
[0015]f、线材预精轧和线材精轧:将减定径轧制后的轧件连续依次进行线材预精轧和线材精轧；其中，线材预精轧的轧制速度为12.0?18.0m/s,轧制2?8道次，道次延伸系数1.2?1.3 ;线材精轧的轧制速度为17.0?25.0m/s,轧制2?4道次，道次延伸系数1.05?1.10 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金700?1050°C ；
[0016]g、冷却，得到钛及钛合金线材成品。
[0017]其中，a步骤所述的锻造方坯的尺寸优选为150mmX 150mm X 12000mm或180mm X 180mm X 6000mm 或 200mm X 200mm X 6000mm。
[0018]本发明轧机的孔型系统的形状优选为:粗轧第I?4道次为箱-方孔型系统；粗轧其余道次及中轧、精轧、减定径轧制和线材预精轧为椭圆-圆孔型系统；线材精轧为第I道次为椭圆孔型，其余道次为圆孔型，即箱一方一箱一方一椭圆一圆一椭圆一圆一......一椭圆一圆一椭圆一圆一圆一圆。
[0019]本发明线材生产线全线采用计算机系统控制，控制水平先进，自动化程度高。轧线采用了轧件在粗、中轧机组间脱开轧制，在其余机组连续轧制的典型的特殊钢棒线材复合生产工艺，实现了全线无扭、微张力或无张力轧制，保证了产品的高精度和高质量。由于棒线材生产线均装备了减定径机组，从而生产全部规格产品的孔型系统大大简化，使相同轧制程序重复使用时间长，轧辊更换次数减至最少，生产效率高，较好地满足了特殊钢批量不大、品种多的生产特点，具有效率高、质量好、成本低、可控性强等优点。此外，本发明还具备以下优点:
[0020]①整个轧制过程采用一次加热，在加热炉内均匀加热，按照钛及钛合金不同牌号控制出炉温度，加热效率高。
[0021]②热连轧线采用控制轧制和轧后控冷的工艺，控制轧件在生产过程中各个阶段的温度，可以有效改善产品组织和性能，有利于得到组织均匀、性能合格的产品。在中轧机组后、精轧机组、减定径机组、线材预精轧机组和线材精轧机组后均设有中间水冷箱，可控制轧件的温度。
[0022]③轧机刚度高，能自动补偿端面变化，轧件尺寸稳定。也能进行热机轧制和低温轧制，保障控制轧制的顺利进行。
[0023]④在保证严格公差的前提下可对轧制孔型进行更大范围的调整，进行任意规格轧制，不仅可以生产该轧机产品范围内的各种尺寸的线材，还能减少轧辊备用量。
[0024]⑤轧制的品种多、规格范围广，孔型系统共用性强，一套孔型能适应纯钛、钛合金。可减少前面轧机、轧辊的备用量。
[0025]⑥单个盘卷质量可达到800kg以上，且产品的尺寸偏差小，表面质量好，这可以减少机械加工的剥皮量，降低机加工原材料消耗，因此生产效率高、成材率高。

【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1为热连轧线材生产线工艺平面布置图。
[0027]图2为热连轧机组箱型/方型孔型图；
[0028]图3为热连轧机组椭圆孔型图；
[0029]图4为热连轧机组圆孔型图。

【具体实施方式】
[0030]本发明热连轧生产钛及钛合金线材的方法，包括以下步骤:
[0031]a、加热:将纯钛或钛合金的锻造方坯在加热温度保温I?3.5h，其中，纯钛的锻造方坯的加热温度为700?950°C，钛合金的锻造方坯的加热温度为800?1050°C ；
[0032]b、粗轧:将加热后的锻造方坯进行粗轧，轧制速度为0.1?0.8m/s，轧制4?6道次，道次延伸系数为1.2?1.5;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金800?1050 0C ；
[0033]C、中轧:将粗轧后的轧件切头50?10mm后进行中轧，轧制速度为0.2?1.5m/s，轧制2?6道次，道次延伸系数1.1?1.4 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金 750 ?1050°C ；
[0034]d、精轧:将中轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为1.0?5.0m/S，轧制2?6道次，道次延伸系数为:1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金 750 ?1050°C ；
[0035]e、减定径轧制:将精轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为4.5?
15.0m/s,轧制2?5道次，道次延伸系数1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金750?1050°C ；
[0036]f、线材预精轧和线材精轧:将减定径轧制后的轧件连续依次进行线材预精轧和线材精轧；其中，线材预精轧的轧制速度为12.0?18.0m/s,轧制2?8道次，道次延伸系数1.2?1.3 ;线材精轧的轧制速度为17.0?25.0m/s,轧制2?4道次，道次延伸系数1.05?
1.10 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金700?1050°C ；
[0037]g、冷却，得到钛及钛合金线材成品。
[0038]其中，a步骤所述的锻造方坯的尺寸优选为150mmX 150mm X 12000mm或180mm X 180mm X 6000mm 或 200mm X 200mm X 6000mm。
[0039]本发明轧机的孔型系统可采用常规形状的孔型，进一步优选为如下形状的孔型系统:粗轧第I?4道次为箱-方孔型系统；粗轧其余道次及中轧、精轧、减定径轧制和线材预精轧为椭圆-圆孔型系统；线材精轧为第I道次为椭圆孔型，其余道次为圆孔型，即箱一方
—箱一方一椭圆一圆一椭圆一圆一......一椭圆一圆一椭圆一圆一圆一圆。通过该孔型系统设计，轧件可以从一种断面平稳的转换成另一种断面，避免了由于剧烈不均匀变形而产生局部应力，减少了轧件劈头；没有较尖的棱角，轧件冷却均匀，减少裂纹的产生；有利于去除轧件表面氧化皮。
[0040]本发明根据对钛及钛合金材料的物理化学特性的研究，通过优化加热温度、轧制速度、轧制张力、孔型匹配等关键参数，在热连轧机组上快速、高效的生产出了盘卷单重大(800kg以上)、直径偏差小、表面质量好、圆度好、组织性能均匀的钛及钛合金线材产品。[0041 ] 本发明通过控制加热制度、初轧温度、轧制速度、孔型，经过剪切、冷却、吐丝成盘工艺，将钛及钛合金方还经一次加热出炉后，轧制成Φ5.5mm?Φ20mm的线材,所有规格的线材产品均由线材精轧机组出成品。线材精轧机组的最大轧制速度为25m/s。
[0042]本发明可采用本领域常规设备进行，也可采用传统的热连轧生产线进行生产，下面对该生产线中加热炉、轧机、飞剪、控冷水箱、夹送辊、吐丝机、冷却线、线材打包机等关键设备进行说明。
[0043]加热炉:加热炉为侧装侧出步进梁式加热炉，设计加热能力110t/h，最大加热能力120t/h(合金结构钢)，出炉温度为750?1200°C，加热炉燃料为天然气。
[0044]轧机:全线共35架轧机，粗、中、精轧机组各为6架，棒材减定径机组5架，线材预精轧机组8架，线材精轧机组4架。前23架轧机均为“红圈”轧机，呈平-立交替布置，使用交流变频调速电机单独传动。1#?13#、22#?23#轧机间实行微张力轧制，13#?22#轧机间实行活套轧制。后12架轧机为顶交45°高刚度轧机，均为集中传动，其中精轧机组采用直流调速电机，线材精轧机组采用交流变频电机，Φ5.5?Φ20πιπι线材所有规格产品均从减定径机组出成品，最大轧制速度为25m/s。
[0045]线材生产线实现了全线无扭、微张力或无张力轧制，保证了产品的高精度和高质量。由于线材生产线装备了减定径机组，从而生产全部规格产品的孔型系统大大简化，使相同轧制程序重复使用时间长，轧辊更换次数减至最少，生产效率高，较好地满足了特殊钢批量小、品种多的生产特点。
[0046]轧机主要技术参数见表I。
[0047]表I线材轧机主要技术参数
[0048]^ ^ 乳棍直径/mm ^~辊身^ 主电机^卢 -K
机组机架 ?.1 ( 长度功率I基速I高速减速比i3:
最大最小 ，..万瓦_____mm__kW__r nun-.Irmin-1___
?Η Φ750 Φ650 800 600 600120064.551交流
2V Φ750 Φ650 800 600 600120054.436交流細酬 3H Φ650 Φ570 800 600 600120050,321交流柑乳Jl 4V Φ650 Φ570 800 600 600120040,898交流
5H Φ650 Φ570 800 750 600120033.015交流
_ 6V Φ650 Φ570~ 800 ~ 750 ~6001200一27.041交流
7Η Φ535 Φ460 750 750 600120023.047~
8V — Φ535 — Φ460 ~^50~ 750 一 600120018.382 一交流中剖胸 9Η Φ535 Φ460 750 750 600120013.831~
? 1V Φ535 Φ460~ 750 ~ 750 ~6001200~10.916交流
IlH Φ535 Φ460 750 750 60012008.990? 流
12V Φ535 Φ460 750 750 60012006.632^
IJH Φ385 Φ331 650 900 70014004.353~
14V Φ385 Φ331 650 900 70014003.427交流
, 15H Φ385 Φ331 650 900 7001400?238交流椅礼fL且 i6v ￠385 Φ331 650 900 70014003.051交流
17H Φ385 Φ331 650 900 70014002.640交流
ISV Φ385 Φ331 650 900 70014002.518交流减定径机19H Φ385 Φ331 650 900 70014002.333交流组 20V Φ385 Φ331 650 900 70。14002.137交流
[0049]续表I
[0050]
, x 21H Φ3Β5 Φ331 650 ~900~~700~~1400~2.251/5.222交流
^ 22V Φ385 Φ331 650 900 70014001.552/5.505交流
^ 23H Φ385 Φ331 400 120 6001200LsTI交流
24Φ216 Φ200— 57 ~ 1500x2 — 60012000.665直流
~25~ Φ216 Φ200 57 = 二=0.5451二~
~26~ Φ216 Φ200 57 二 ==0.4408二~
线材预精—27—^ Φ216 Φ200 57 = ==0.3613二~
轧机组 28—^ Φ216 Φ200 57 = 二=0.2913= ~
29~ Φ216 Φ200 57 = ==0.2387= ~
^30~ Φ216 Φ200 57 = ==0.1940= ~
~31 ~ Φ216 Φ200 57 = ==0.1590= ~
32^ Φ212 Φ191 69/83 3000 7501500^^^
线材精乳 33 Φ2Ι2 — Φ191 一—一一——
机组 34 Φ158 Φ144— 60/72 — 710 1000^000~^交流_ 35 [ Φ158 Φ144— 60/72 — — ——^ Τ?^— _
[0051]注:21H、22V、23H为3机平-立-平布置的标准二辊式棒材减定径机组，其中21Η、22V轧机的减速机为双减速比。
[0052]飞剪:热连轧线设有5台飞剪，1#飞剪具有切头尾功能;2#、3#飞剪具有切头尾和碎断功能;5#飞剪为组合式飞剪，除切头尾外，还具有碎断功能。
[0053]控冷水箱:全线设有5组控冷水箱，分布在中轧机组、精轧机组、减定径机组、线材预精轧机组和线材精轧机组之后，冷却喷嘴可通过软件控制，各水箱最大冷却能力约150。。。
[0054]夹送辊及吐丝机:吐丝机前的智能夹送辊用于保持吐丝机和线材精轧机组之间的张力，向吐丝机送料，使轧件尾部加速或减速，控制其尾部成形。主要参数:辊环直径Φ315.5/Φ280.5mm,棍身长度50mm,最大夹紧力5.48kN,棍环材质为碳化鹤,最大夹送速度125m/s,棍环更换时间20min。
[0055]卧式吐丝机用于将轧件变成线圈以便成卷，可以使大规格轧件尾部加速、小规格轧件尾部减速以便于轧件尾部保持良好的圈型。主要参数:倾角20°和30° (30°倾角用于生产Φ18ι?πι以上规格),设计最大速度140m/s,吐丝管直径Φ 1080mm、吐丝管内径Φ 34mm、吐丝头更换时间20min,设计吐丝温度550?105CTC。
[0056]斯太尔摩冷却线:斯太尔摩控制冷却工艺是将热轧后的线材经过两种不同冷却介质进行不同冷却速度的两次冷却，即一次水冷，一次空冷。冷却运输线上方有可以开合的保温罩，吐丝后的散卷降落在运动的运输线上由下方风室鼓风冷却。在线材散卷运输机下方，分成几个风冷段，其段数根据产量而定，一般为5?7段。每个风冷段设置一台风量为85000?90000m3/h，风压约为0.02MPa的风机。当呈搭接状态的线圈通过运输线时，可调节风门控制风量，经喷嘴向上对着线材强制吹风冷却。运输线的运输速度为0.05?1.4m/s，冷却速度为I?10°C /S。对于低冷速要求的线材可以盖上保温罩，调节运输速度和冷却速度来获得很缓慢的冷却速度。
[0057]线材打包机:线材打包机为摩根HCT5500W/7标准型卧式盘卷打包机，可将盘卷压紧并用4道平行的打捆线捆扎起来。主要技术参数:压紧力100?400kN可调，线材规格Φ6.5?Φ7.2mm,最大盘卷外径Φ 1400mm,最小盘卷内径Φ700mm,盘卷最高温度350°C,打包周期可保证34s。
[0058]下面对本实施例生产线的工艺参数进行说明。
[0059]a、加热
[0060]生产纯钛及钛合金线材的原始坯料应该是化学成分符合标定的牌号的要求、表面是铣光的锻造方坯，坯料尺寸为150mmX 150mmX 12000mm或200mmX 200mmX 6000mm。
[0061]加热炉加热坯料的规格和表面状态见下表2。
[0062]表2加热坯料的规格和表面状态
[0063]
加热料编号 I轧件规格I加工类别I表面状态
1150mm X 150mm X 12000mm 锻造氧化皮、统光、打磨
2180mm X 180mm X 6000mm锻造氧化皮、统光、打磨
3200mm X 200mm X 6000mm锻造氧化皮、统光、打磨
[0064]坯料在加热炉内加热，加热温度为:纯钛:700?950°C;钛合金:800?1050°C，保温时间为I?3.5h。
[0065]b、轧制
[0066]bl、在粗轧机组中的轧制
[0067]经加热炉加热后的方坯，用辊道送入粗轧机组的第1#机架，坯料在辊道上的运送速度与粗轧1#机架线速度相匹配。轧辊的速度由电机进行控制。
[0068]按照轧制工艺流程，在粗轧机的4?6机架上连续无扭微张力轧制，所有轧机均由交流变频调速电机单独传动，机架可整体更换，便于装卸轧辊更换孔型。粗轧机的轧制速度范围为0.1?0.8m/s。
[0069]粗轧机组的孔型系统依此为:箱一方一箱一方一捕圆一圆；延伸系数为1.2?1.5 ;轧件的终轧温度控制在:纯钛为700?900°C，钛合金为800?1050°C。
[0070]在粗轧机组的最后一个机架之后，轧件经1#飞剪切头50?10mm后由辊道送往中轧机组轧制，辊道上设有保温罩，减少轧件的头尾温差，同时减少表面温降。
[0071]b2、在中轧机组中的轧制
[0072]中轧机组与粗轧机组间的辊道较长，因此它们没有建立连轧关系。在中轧机的I?6机架上采用连续无扭微张力轧制，所有轧机均由交流变频调速电机单独传动，机架可整体更换，便于装卸轧辊更换孔型，中轧机的轧制速度范围为0.2?1.5m/s。
[0073]中轧机组的孔型系统依此为:捕圆一圆一捕圆一圆一捕圆一圆；延伸系数为1.1?1.4 ;轧件的终轧温度控制在:纯钛为700?900°C，钛合金为750?1050。。。
[0074]在中轧机组的最后一个机架之后，轧件经2#飞剪切头(切尾)50?10mm后由辊道送往精轧机组轧制，辊道上设有水冷装置和保温罩，以控制轧件进入精轧机组的温度，实现控冷控轧。
[0075]b3、在精轧机组中的轧制
[0076]中轧机组和精轧机组之间建立了连轧关系，在精轧机组的I?6机架的每两个机架之间共设置了 5组立式活套，采用连续无扭无张力轧制。所有轧机均由交流变频调速电机单独传动，机架可整体更换，便于装卸轧辊更换孔型。精轧机的轧制速度范围为1.0?
5.0m/s。
[0077]精轧机组的孔型系统依此为:捕圆一圆一捕圆一圆一捕圆一圆；延伸系数为:1.1?1.3 ;轧件的终轧温度控制在:纯钛为700?900°C，钛合金为750?1050。。。
[0078]在精轧机组的最后一个机架之后，轧件经3#飞剪切头(切尾)50?10mm后由辊道送往减定径机组轧制成品，辊道上设有水冷装置，以控制轧件进入减定径机组的温度，实现控冷控轧。
[0079]b4、在减定径机组中的轧制
[0080]精轧机组和减定径机组之间建立了连轧关系，在减定径机组前和其I?4机架的每两个机架之间共设置了 4组立式活套，I?4机架采用连续无扭无张力轧制，最后两机架间采用微张力轧制。所有轧机均由交流变频调速电机单独传动，机架可整体更换，便于装卸轧辊更换孔型。减定径机组的轧制速度范围为4.5?15.0m/s。
[0081]减定径机组的孔型系统依次为:椭圆一圆一椭圆一圆一圆；延伸系数为:1.1?1.3 ;轧件的终轧温度控制在:纯钛为700?900°C，钛合金为750?1050°C。
[0082]b5、在线材预精轧机组、线材精轧机组中的轧制
[0083]线材精轧机组、线材预精轧机组和减定径机组之间建立了连轧关系。8架线材预精轧和4架减定径机组采用顶交45°高刚度轧机，轧机经电机由螺旋伞齿轮换向集中传动，且实现全线无扭轧制。线材预精轧机组的轧制速度范围为12.0?18.0m/s ;线材精轧机组的轧制速度范围为17.0?25.0m/s ο
[0084]线材预精轧机组前由快速拉断剪、测活套装置、切头及事故切断回转剪和碎断剪以及切头和废钢收集装置等。一旦预精轧机组内或其后发生堆钢事故，快速拉断剪立即落下，将轧件切断并阻止后续轧件继续进入。
[0085]8架线材预精轧机组和4架线材精轧机组的孔型系统为依此椭圆一圆一椭圆一圆
—......—捕圆一圆一圆一圆孔型；延伸系数为:线材预精轧机组:1.2?1.3 ;线材精轧机组:1.05?1.10 ;轧件的终轧温度控制在:纯钛为700?900°C，钛合金为700?1050°C。
[0086]b6、孔型:前23架轧机孔型(箱一方一箱一方一椭圆一圆一椭圆一圆一......—椭圆一圆一空过)+8架线材预精轧机组(椭圆-圆孔型)+4架线材精轧机组(椭圆-圆-圆-圆)。
[0087]下表3列出了轧制某Φ6.0mm的钛合金线材时各机架孔型相关情况。
[0088]表3各机架孔型情况
[0089]
机组机架号孔型—
1箱151x247
2_方-158x175
虫口左丨+π如 3 箱 107x192 粗乳机组 -4--玉----^?30-
5SS83x160_ 6 ^ 圆 98x108
7—椭圆—69x135
8S74x81
中札机组9 —_42x108-
^10圆56x61
ΠSM36x81
12Bi45x47
13—椭圆26x65
H 0 35x38
_ _?5S?23^50
議几组-16--_--29^31-
"17-椭圆一21x37—
?8Si24x25
19—椭岡16x33
20019x20 减定径机组 21 椭圆 13x25
22一圆-16x17_ 23 圆 — 空过—
24Sij15x16
25—15x14
26SS14x13 线材预精乳 27 — 圆 13x12
机组28—椭圆11x12
29?11x10
30Sfi9^10_ 31 — 圆奴8
32—椭圆8x7线材精轧 33_圆7x7机组 34—圆—6x7_丨 35I圆 I6x6
[0090]C、斯太尔摩冷却线、吐丝成卷及打包
[0091]钛及钛合金线材从线材精轧机组中出来后，立即进入由多段水箱组成的水冷段进行冷却，然后由夹送辊送入吐丝机成圈，并呈散卷状分布放置在连续运行的斯太尔摩运输线上。夹送辊的速度一般超过线材精轧机组出口速度的3%?5%，在夹送不同规格的线材时，线材尾部夹送速度有所不同。夹送小规格轧件时对轧件尾部降速夹送，这是为了克服小规格轧件出线材精轧机组发生的升速现象，以保证平稳吐丝。夹送大规格轧件时对尾部升速夹送，以推动线材尾部顺利成圈。
[0092]对于钛材，运输线的运行速度为0.1?0.4m/s，且不用关闭运输线上的保温罩，运输机下方的风机要进行鼓风冷却，最后进入集卷筒收集成盘卷。
[0093]d、表面检查及打捆
[0094]高速线材轧机产品盘重较大，故均单盘称重，在现代化自动生产线上使用电子秤称重，自动记录、累计并打出标牌。标牌由人工绑挂在盘卷上，作为出厂标记和供生产统计使用。
[0095]为了检测轧材的机械性能和组织结构，以及控制成品轧材的质量，应在轧材上取样。
[0096]e、产品尺寸精度
[0097]经检测，连轧钛及钛合金线材产品符合GB/T2965-2007标准中所规定的钛及钛合金棒线材的直径、截面厚度及尺寸允许偏差。
[0098]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0099]实施例1
[0100]采用上述热连轧生产线生产Φ6.0mm钛合金线材，包括以下步骤:
[0101]a、加热:将尺寸为150 X 150 X 12000mm的钛合金的锻造方坯在加热温度1000°C保温3h ；
[0102]b、粗轧:将加热后的锻造方坯进行粗轧，轧制速度为0.7m/s，轧制4道次，道次延伸系数为1.2 ;轧件的终轧温度控制为850°C ；
[0103]C、中轧:将粗轧后的轧件切头50?10mm后进行中轧，轧制速度为1.2m/s，轧制6道次，道次延伸系数1.3 ;轧件的终轧温度控制为830°C ；
[0104]d、精轧:将中轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为4.2m/s,轧制6道次，道次延伸系数为1.2 ;轧件的终轧温度控制为810°C ；
[0105]e、减定径轧制:将精轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为10.6m/s，轧制4道次，道次延伸系数1.2 ;轧件的终轧温度控制为770V ；
[0106]f、线材预精轧和线材精轧:将减定径轧制后的轧件连续依次进行线材预精轧和线材精轧；其中，线材预精轧的轧制速度为16.2m/s，轧制8道次，道次延伸系数1.2，轧件的终轧温度控制为760°C;线材精轧的轧制速度为24.9m/s，轧制4道次，道次延伸系数1.05 ;轧件的终轧温度控制为720V ；
[0107]g、斯太尔摩冷却线、吐丝成卷及打包，得到钛及钛合金线材成品。
[0108]实施例2?实施例3
[0109]按照实施例1的步骤，改变工艺参数，得到Φ8.0mm纯钛线材、Φ 10.0mm钛合金线材。表4列出了 Φ6.0mm钛合金线材、Φ8.0mm纯钛线材、Φ 10.0mm钛合金线材的具体生产工艺参数。实施例1?实施例3生产的产品均符合GB/T2965-2007标准中所规定的钛及钛合金棒线材的直径、截面厚度及尺寸允许偏差。
[0110]表4不同规格线材的具体工艺参数
[0111]
线材规格Φ 6.0mm钦合金Φ 8.0mm纯钛Φ 10.0mm钕合金锻造方坯尺寸(mm) 150X150X12000 180X180X6000200X200X6000
加热温度 ΓΟ__1000__800__1000_
保温时间(h) _3__3__3^5_
轧制速度(m/s)__07__(λ7__07_
粗轧制道次__4__6__6_
轧道次延伸系数__L2__L3__L3_
终轧温度 CC)__8?0__780__840_
轧制速度(m/s)__L2__L2__LJ_
中轧制道次__6__6__6_
轧道次延伸系数__L3__L3__L3_
终乳温度 ΓΟ__830__800__830_
轧制速度(m/s)__12__12___
精轧制道次__6__6__6_
轧道次延伸系数__L2__L2__L2_
终轧温度(tO__810__800__810_
减轧制速度(m/s)__106__1L2__102_
^ 轧制道次 4 4 4径----
轧道次延伸系数__L2__L3__L2_
M 终轧温度(C)__770__760__780_
线乳制速度(m/s)__UL2__1^5__IS1S_
￡ 轧制道次 8 4 2预----
精道次延伸系数__L2__L2__L2_
终轧温度 CC)__760__760__760_
^ 轧制速度(m/s) 24.9 24.9 24.6线----
材轧制道次__4__4__4_
J 道次延伸系数 1.05 1,05 1.1轧----
终轧温度 Ce) _720__720__730_
【权利要求】
1.热连轧生产钛及钛合金线材的方法，其特征在于，包括以下步骤: a、加热:将纯钛或钛合金的锻造方坯在加热温度保温I?3.5h，其中，纯钛的锻造方坯的加热温度为700?950°C，钛合金的锻造方坯的加热温度为800?1050°C ； b、粗轧:将加热后的锻造方坯进行粗轧，轧制速度为0.1?0.8m/s，轧制4?6道次，道次延伸系数为1.2?1.5 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金800?1050°C ； C、中轧:将粗轧后的轧件切头50?10mm后进行中轧，轧制速度为0.2?1.5m/s,轧制2?6道次，道次延伸系数1.1?1.4 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金750?1050 0C ； d、精轧:将中轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制,轧制速度为1.0?5.0m/s,轧制2?6道次，道次延伸系数为:1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金750 ?1050? ； e、减定径轧制:将精轧后的轧件切头50?10mm后进行轧制，轧制速度为4.5?15.0m/s，轧制2?5道次，道次延伸系数1.1?1.3 ;轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金750?1050°C ； f、线材预精轧和线材精轧:将减定径轧制后的轧件连续依次进行线材预精轧和线材精车L ;其中，线材预精轧的轧制速度为12.0?18.0m/s,轧制2?8道次，道次延伸系数1.2?1.3 ;线材精轧的轧制速度为17.0?25.0m/s，轧制2?4道次，道次延伸系数1.05?1.10 ；轧件的终轧温度为:纯钛700?900°C，钛合金700?1050°C ； g、冷却，得到钛及钛合金线材成品。
2.根据权利要求1所述的热连轧生产钛及钛合金线材的方法，其特征在于:a步骤所述的锻造方坯的尺寸为150mmX 150mmX 12000mm或180mmX 180mmX 6000mm或200mmX 200mmX 6000mmo
3.根据权利要求1或2所述的热连轧生产钛及钛合金线材的方法，其特征在于:轧制所用轧机的孔型系统为:粗轧第I?4道次为箱-方孔型系统；粗轧其余道次及中轧、精轧、减定径轧制和线材预精轧为椭圆-圆孔型系统；线材精轧为第I道次为椭圆孔型，其余道次为圆孔型。
【文档编号】B21B37/46GK104174649SQ201410347330
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】卢东, 李军, 王晓波, 王怀柳, 孙慎宏, 赵兵, 王莹, 肖聪, 彭琳 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司