1780mm爐卷軋機熱軋鈦板卷軋制工藝研究

曲家東 譚雪 戴山

摘要：結合中鋁沈加1780mm爐卷軋機熱軋鈦材板卷的生產情況，進行數據分析，總結出一套高效可行的爐卷軋機鈦材板卷軋制工藝路線，按此工藝生產的鈦材板卷，退火后內部組織均勻，性能滿足國家標準。

關鍵詞：爐卷軋機；鈦材軋制；板卷；工藝

隨著裝備水平的不斷提高，鈦材的軋制已經告別了傳統的二人轉軋機，向連軋機和爐卷軋機的方向邁進，采用爐卷軋機軋制的鈦材板卷有著高效、優質的特點。

1 生產設備及工藝流程

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

熱軋卷材工藝流程：

步進爐→四輥軋機（平軋）→立輥、飛剪→四輥軋機（爐卷模式）→層流冷卻→卷曲

熱軋板材工藝流程：

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

2 工藝要求及參數控制

2.1 板坯控制

板坯的缺陷在軋制中無法消除，在軋制前需要對板坯的各項參數進行要求，多數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℃，但由于純鈦內部含有雜質元素，一般純鈦的實際相變溫度可達890℃左右，在相變點溫度以上加熱時，鈦由α相轉化為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，又滿足了開軋條件。

2.3 軋制控制

2.3.1除鱗壓力設定

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℃，不影響后續軋制。

2.3.2輥型及輥系工藝設定

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，軋制的穩定性好。

鈦材熱加工時對溫度的敏感性極強，鈦材熱軋時，工作輥的冷卻強度使用最大強度的60%～70%即可，既保護輥子，也可有效減少鈦材溫降。

2.3.3軋制工藝設定

道次加工率遵循由先低后高再下降的拋物線曲線進行分配，鈦材熱軋變形熱大，溫度敏感性強，為防止軋制過程中由于局部溫度不均，造成金屬延展不一致產生微裂紋，單道次最大道次加工率要控制在38%以下；

平軋模式時，為了預熱輥道和調整板型，應采用大壓下慢速軋制，軋制速度可選擇為1～2m/s，軋制道次設定在7道次以內。爐卷模式時，由于帶頭、帶尾進入卷曲爐的補溫時間短，隨著帶材進入卷曲爐次數的增加，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，板型難于控制，為減輕此種現象，卷曲爐卷筒溫度要保持在830℃以上，來補償頭尾熱損耗；同時減少爐卷軋制道次，提升軋制速度。

采用雙凹輥的輥型配置，軋件中間厚度相對于兩側厚，為減小同板差，軋制時需調整工作輥彎輥，保證厚度凸度。

軋制過程中，立輥多投入在平軋的前5道次內，側壓量的選擇以狗骨側邊高度進行參考，一般側邊與中心高度差在5mm以內時，工藝布置最合理。

飛剪切頭尾道次設定在帶材進入卷曲爐前的一道次，剪切長度可依據舌頭形貌進行調整，舌頭完全切除，有利于咬鋼穩定；但有些時候為了方便穿帶，也可以剪切一部分舌頭，留有圓弧進入卷曲爐。

2.3.4卷曲溫度及卷曲模式工藝設定

卷曲溫度是影響帶卷性能的重要指標，為得到良好的機械性能，鈦卷卷曲溫度需控制在500℃～600℃。

2.3.5矯直機參數工藝設定

鈦材記憶性強和變形抗力大，在180℃以下矯直后會產生回彈，130℃以下矯直后板型無變化；鈦板材矯直時，溫度在350℃～500℃矯直后的板型最佳。

2.3.6退火溫度設定

對按此工藝生產的6.0mmTA2卷材進行取樣，700℃退火后，力學性能滿足國家標準，晶粒為等軸晶，平均直徑可達0.02mm。

6.0mmTa2700℃ 機械性能

3 結論

（1）爐卷軋機熱軋鈦材板卷，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生，單最大道次加工率應不大于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℃。

參考文獻：

[1]蔡茗宇.3500 mm爐卷軋機軋制5 mm厚鋼板生產實踐[J].軋鋼，2015，32（1）：7476.

[2]李大鵬.爐卷機組薄規格板生產工藝改進[J].河南科技，2015，5582（4）：3940.

[3]王平.金屬塑性成形力學[M].北京：冶金工業出版社，2006.

作者簡介：曲家東（1990），男。