CN112122340A

CN112122340A - 一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法

Info

Publication number: CN112122340A
Application number: CN202010719345.8A
Authority: CN
Inventors: 李渤渤; 陶会发; 宋宇; 霍震; 刘茵琪
Original assignee: Luoyang Sunrui Titanium Precision Casting Co Ltd
Current assignee: Luoyang Sunrui Titanium Precision Casting Co Ltd
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2020-12-25

Abstract

本发明涉及一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，以减少钛带卷头尾未轧制段重量为切入点，通过采用多个热轧钛卷对接拼焊及头尾焊接连接带的工艺方法，与传统单卷生产方法相比，本发明冷轧钛带卷头尾未轧制段厚度可降低50~80%，从而达到减少钛带卷头尾未轧制段重量及比重目的，板坯至冷轧钛带卷成品得料率可提高5%以上，且头尾拼焊连接带可重复使用，相比现有技术，显著提高了冷轧钛带卷得料率，降低了生产成本，有益于冷轧钛带卷的市场推广应用。

Description

一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法

技术领域

本发明涉及钛材加工技术领域，具体涉及一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法。

背景技术

冷轧钛带卷厚度均匀，表面质量美观，可批量化稳定生产，且耐蚀及成型焊接性能好，广泛应用于石油、化工、海水淡化、核电等领域，其产品主要生产工艺流程包括“板坯制备→热卷轧制→冷卷轧制→热处理→精整分切”。钛金属板坯经过热轧后，一般获得4.0mm左右厚度热轧卷，随后在进行抛丸酸洗、退火及冷轧至成品厚度带卷生产过程中，除无形损耗及切边损失外，还需要切除头尾厚度不合格段，包括未轧制段和过度带段；未轧制段区域没有经过冷轧，其厚度一般为热卷初始厚度，长度为带卷头尾卷曲轴区长度和卷曲轴至轧辊长度之和，一般头尾各12~15m。

在板坯重量一定的前提下，带卷头尾未轧制段重量越小，则板坯至成品冷轧带卷得料率越高，反之则得料率越低。目前，冷轧钢带卷采用连铸方法制坯，坯料重量可达30~60吨，头尾未轧制段比重小，因此冷轧钢带卷得料率较高，可达92~96%。

现有技术，冷轧钛带卷采用单卷轧制的方式生产，由于钛是一种活泼金属，需要在真空或惰性气氛保护下进行熔炼并制坯，无法像钢铁一样进行大气环境下连铸制坯，因此受熔炼技术和装备限制，其板坯单重一般为5~8吨，由于板坯重量小，头尾未轧制段占比高，导致冷轧钛带卷得料率较低，一般在80~85%范围。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，与传统方法比，本专利在现有钛熔炼、轧制等装备基础上，通过工艺技术创新，降低头尾未轧制段重量及比重，使冷轧钛带卷得料率获得提高，显著降低了生产成本，同时也利于冷轧钛带卷的市场推广应用。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，所述冷轧钛带卷的生产工艺流程主要包括板坯制备、热卷轧制、冷卷轧制、热处理及精整分切，其中，在热卷轧制后，先将多个热轧钛卷头尾对接拼焊，并在拼焊完成后的钛卷头尾各焊接一条连接带，然后再进行冷卷轧制及后续工艺流程。

优选地，将2~4个热轧钛卷头尾对接拼焊，所述连接带长度≥15m；相邻拼焊钛卷或连接带厚度差≤1mm，且拼焊连接后钛卷直径应小于冷轧机最大允许直径尺寸。

所述冷卷轧制及热处理过程包括：采用冷轧机对拼焊连接后的钛卷进行一轧程冷轧，除头尾连接带及拼焊焊缝位置外，其余区域均轧至一轧程目标厚度D1，轧程变形率≥50%；然后进行脱脂去油、分切及退火热处理，获得可重复利用的头尾连接带，以及厚度为D1的钛带卷；然后对厚度为D1的冷轧钛带卷进行成品轧制、脱脂及退火热处理。

所述精整分切过程包括对热处理后的冷轧钛带卷进行板形矫正、切边及头尾分切处理，获得厚度满足公差要求的冷轧钛带卷成品。

所述热卷轧制过程包括：采用热轧机组队钛板坯进行轧制，并进行退火酸洗处理，获得热轧钛卷。

本发明根据冷轧钛带卷生产工艺流程特性，并充分考虑产线设备特点，在现有装备基础上进行工艺技术创新，以减少钛带卷头尾未轧制段重量为切入点，通过采用热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带的工艺方法，显著提高了冷轧钛带卷得料率，本发明具有以下创新点及优点：

（1）工艺路线新颖，操作简单方便：本发明的方法无需设备新增投资，在现有钛熔炼、轧制等装备基础上，通过工艺方法优化，即可解决由于钛板坯单重小，导致冷轧钛带卷得料率偏低问题，实现了高得料率冷轧钛带卷批量化稳定生产。

（2）本发明在一轧程冷轧前，将多个热轧钛卷头尾对接拼焊，并头尾焊接连接带，一轧程后再进行分切及成品轧制，与传统单卷生产工艺方法相比，本发明冷轧钛带卷头尾未轧制段厚度可降低50~80%，从而达到减少钛带卷头尾未轧制段重量及比重目的，板坯至冷轧钛带卷成品得料率可提高5%以上。

（3）本发明方法不仅可大幅提高冷轧钛带卷得料率，且头尾拼焊连接带可重复使用，因此可显著降低冷轧钛带卷生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明所述的一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，具体步骤如下：

第一步，采用热轧机组对钛板坯进行轧制，并进行退火酸洗处理，获得热轧钛卷。

第二步，将2~4个热轧钛卷头尾对接拼焊，拼焊完成后钛卷头尾各焊接1条连接带，连接带长度≥15m；相邻拼焊钛卷或连接带厚度差≤1mm，以获得足够焊缝强度，且拼焊连接后钛卷直径应小于冷轧机最大允许直径尺寸。

第三步，采用冷轧机对上述拼焊连接后钛卷进行一轧程冷轧，除头尾连接带及拼焊焊缝位置外，其余区域均轧至一轧程目标厚度D1，轧程变形率≥50%。

第四步，对上述半成品冷轧钛带卷进行脱脂去油、分切及退火热处理；分切时，对拼焊处进行剪切，获得可重复利用的头尾连接带，以及厚度为D1的钛带卷。

第五步，对冷轧钛带卷进行成品轧制、脱脂及退火热处理。

第六步，对退火后的冷轧钛带卷进行板形矫正、切边及头尾分切处理，获得厚度满足公差要求的冷轧钛带卷成品。

为了进一步说明本发明的技术方案和技术效果，以下给出了几组实施例和对比例，其中实施例1-3采用的是本发明的工艺方法，对比例1-3采用的是现有技术单卷轧制的方法。

实施例1：采用热轧机组对钛板坯进行轧制，板坯厚度190mm，宽度1280mm，重量5000kg，并进行退火酸洗切边处理，获得4.0*1250*Cmm规格热轧钛卷；将4个热轧钛卷头尾对接拼焊，拼焊完成后钛卷头尾各焊接1条连接带，连接带长度15m，厚度4.0mm；采用冷轧机将热轧钛卷冷轧轧至1.2mm，轧程变形率70%，脱脂后沿焊缝处切断，获得4个半成品冷轧钛带卷和2个连接带，随后对半成品冷轧钛带卷进行热处理；采用二十辊轧机将钛卷轧至0.6mm成品厚度，并对钛卷进行脱脂、退火热处理、板形矫正、切边及头尾分切处理，得到4个0.6*1220*Cmm成品冷轧钛带卷，板坯至成品钛卷得料率为88%。其中每个钛卷头尾未轧制段厚度为1.2mm、单侧长度12m，头尾未轧制段总重量162kg，占板坯重量3.24%。

对比例1：使用与实施例1相同规格及重量的钛板坯，采用单卷轧制的方法进行0.6*1220*Cmm规格冷轧钛带卷成品生产，除冷轧前未进行热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带外，其余工艺流程及方法与实施例1相同，最终板坯至成品钛卷得料率为81%。其中每个钛卷头尾未轧制段厚度为4.0mm、单侧长度12m，头尾未轧制段总重量540kg，占板坯重量10.8%。

由此可见：采用相同规格及重量板坯制备0.6mm冷轧钛带卷，与对比例1相比，实施例1通过热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带的工艺方法，将头尾未轧制段厚度由4.0mm降低至1.2mm，头尾未轧制段总重量由540kg降低至162kg，头尾未轧段占板坯重量比重由10.8%降低至3.24%。由于钛带卷头尾未轧制段重量及比重大幅减少，因此实施例1比对比例1成品冷轧钛带卷得料率提高7%，且头尾连接带可重复使用，显著降低了生产成本。

实施例2：采用热轧机组对钛板坯进行轧制，板坯厚度190mm，宽度1280mm，重量6500kg，并进行退火酸洗切边处理，获得4.0*1250*Cmm规格热轧钛卷；将3个热轧钛卷头尾对接拼焊，拼焊完成后钛卷头尾各焊接1条连接带，连接带长度16m，厚度3.0mm；采用冷轧机将热轧钛卷冷轧轧至1.2mm，轧程变形率70%，脱脂后沿焊缝处切断，获得3个半成品冷轧钛带卷和2个连接带，随后对半成品冷轧钛带卷进行热处理；采用二十辊轧机将钛卷轧至0.6mm成品厚度，并对钛卷进行脱脂、退火热处理、板形矫正、切边及头尾分切处理，得到3个0.6*1220*Cmm成品冷轧钛带卷，板坯至成品钛卷得料率为89%。其中每个钛卷头尾未轧制段厚度为1.2mm、单侧长度13m，头尾未轧制段总重量176kg，占板坯重量2.71%。

对比例2：使用与实施例2相同规格及重量的钛板坯，采用单卷轧制的方法进行0.6*1220*Cmm规格冷轧钛带卷成品生产，除冷轧前未进行热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带外，其余工艺流程及方法与实施例2相同，最终板坯至成品钛卷得料率为83%。其每个钛卷头尾未轧制段厚度为4.0mm、单侧长度13m，头尾未轧制段总重量585kg，占板坯重量9%。

由此可见：采用相同规格及重量板坯制备0.6mm冷轧钛带卷，与对比例2相比，实施例2通过热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带的工艺方法，将头尾未轧制段厚度由4.0mm降低至1.2mm，头尾未轧制段总重量由585kg降低至176kg，头尾未轧段占板坯重量比重由9%降低至2.71%。由于钛带卷头尾未轧制段重量及比重大幅减少，因此实施例2比对比例2成品冷轧钛带卷得料率提高6%，且头尾连接带可重复使用，显著降低了生产成本。

实施例3：采用热轧机组对钛板坯进行轧制，板坯厚度190mm，宽度1280mm，重量8000kg，并进行退火酸洗切边处理，获得4.0*1250*Cmm规格热轧钛卷；将2个热轧钛卷头尾对接拼焊，拼焊完成后钛卷头尾各焊接1条连接带，连接带长度16m，厚度3.5mm；采用冷轧机将热轧钛卷冷轧轧至1.0mm，轧程变形率75%，脱脂后沿焊缝处切断，获得2个半成品冷轧钛带卷和2个连接带，随后对半成品冷轧钛带卷进行热处理；采用二十辊轧机将钛卷轧至0.5mm成品厚度，并对钛卷进行脱脂、退火热处理、板形矫正、切边及头尾分切处理，得到2个0.5*1220*Cmm成品冷轧钛带卷，板坯至成品钛卷得料率为90%。其中每个钛卷头尾未轧制段厚度为1.0mm、单侧长度13m，头尾未轧制段总重量146kg，占板坯重量1.83%。

对比例3：使用与实施例3相同规格及重量的钛板坯，采用单卷轧制的方法进行0.5*1220*Cmm规格冷轧钛带卷成品生产，除冷轧前未进行热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带外，其余工艺流程及方法与实施例3相同，最终板坯至成品钛卷得料率为85%。其每个钛卷头尾未轧制段厚度为4.0mm、单侧长度13m，头尾未轧制段总重量585kg，占板坯重量7.31%。

由此可见：采用相同规格及重量板坯制备0.5mm冷轧钛带卷，与对比例3相比，实施例3通过热轧钛卷头尾对接拼焊及焊接连接带的工艺方法，将头尾未轧制段厚度由4.0mm降低至1.0mm，头尾未轧制段总重量由585kg降低至146kg，头尾未轧段占板坯重量比重由7.31%降低至1.83%。由于钛带卷头尾未轧制段重量及比重大幅减少，因此实施例3比对比例3成品冷轧钛带卷得料率提高5%，且头尾连接带可重复使用，显著降低了生产成本。

综上所述，本发明通过工艺方法优化，在冷轧钛卷前将多个热轧钛卷头尾对接拼焊并头尾焊接连接带，无需增加设备投资即可解决由于钛板坯单重小，导致冷轧钛带卷得料率偏低问题，实现了高得料率冷轧钛带卷批量化稳定生产，与传统单卷生产工艺方法相比，本发明冷轧钛带卷头尾未轧制段厚度可降低50~80%，从而达到减少钛带卷头尾未轧制段重量及比重目的，板坯至冷轧钛带卷成品得料率可提高5%以上，且头尾拼焊连接带可重复使用，因此可显著降低冷轧钛带卷生产成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，所述冷轧钛带卷的生产工艺流程主要包括板坯制备、热卷轧制、冷卷轧制、热处理及精整分切，其特征在于，在热卷轧制后，先将多个热轧钛卷头尾对接拼焊，并在拼焊完成后的钛卷头尾各焊接一条连接带，然后再进行冷卷轧制及后续工艺流程。

2.如权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，其特征在于，优选地，将2~4个热轧钛卷头尾对接拼焊，所述连接带长度≥15m；相邻拼焊钛卷或连接带厚度差≤1mm，且拼焊连接后钛卷直径应小于冷轧机最大允许直径尺寸。

3.如权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，其特征在于，所述冷卷轧制及热处理过程包括：采用冷轧机对拼焊连接后的钛卷进行一轧程冷轧，除头尾连接带及拼焊焊缝位置外，其余区域均轧至一轧程目标厚度D1，轧程变形率≥50%；然后进行脱脂去油、分切及退火热处理，获得可重复利用的头尾连接带，以及厚度为D1的钛带卷；然后对厚度为D1的冷轧钛带卷进行成品轧制、脱脂及退火热处理。

4.如权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，其特征在于，所述精整分切过程包括对热处理后的冷轧钛带卷进行板形矫正、切边及头尾分切处理，获得厚度满足公差要求的冷轧钛带卷成品。

5.如权利要求1所述的一种提高冷轧钛带卷得料率的工艺方法，其特征在于，所述热卷轧制过程包括：采用热轧机组队钛板坯进行轧制，并进行退火酸洗处理，获得热轧钛卷。