一種鈦合金方坯的加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鈦加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦合金方坯的加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦合金線材因其優(yōu)異的耐腐蝕性能和高比強度、強的人體親和力等特性，而被廣 泛應用于航空航天、汽車、工具連接件、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。鈦合金線、絲材的傳統(tǒng)生產(chǎn)一般采 用非連續(xù)式軋制方式，將鈦合金熱軋成Φ6?Φ 10的線、絲坯，再拉伸成所需規(guī)格的線材或 絲材。現(xiàn)有的鈦合金線、絲坯的生產(chǎn)方法，一般為鍛造或旋鍛，這兩種方法均需要多次加熱， 具有能耗高，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品尺寸波動大，外形質(zhì)量差等缺點。
[0003] 近年也出現(xiàn)利用熱軋生產(chǎn)鈦合金棒、線材的方法，均只需一次加熱。例如采用臺車 加熱爐進行棒坯加熱，但只說明了加熱溫度的控制范圍，并未提及加熱爐的具體控制方法， 而在實際生產(chǎn)中，由于鈦合金的導熱性較差，在低溫段加熱時間過快時，容易造成鈦合金方 坯內(nèi)外溫度梯度大，產(chǎn)生熱應力，造成內(nèi)裂紋，若在高溫段停留時間過長，則會與爐內(nèi)的氧、 氮等元素發(fā)生強烈反應，形成表面吸氣層，惡化鈦合金的變形性能，造成最終產(chǎn)品表面質(zhì)量 惡化。
[0004] 另外也有基于推鋼式加熱爐的鈦或鈦合金大型板坯的加熱方法，是在600~800°C 預熱 40~60min 后，升溫至 840~960°C加熱 100~140min，再在 840~960°C保溫 40~80min ;還 有加熱爐串聯(lián)加熱工業(yè)純鈦板坯的加熱方法，首先在預熱爐中進行加熱，然后進入加熱爐 中進行加熱的方法，預熱溫度為580~600°C，加熱溫度為860~880°C，目前還沒有專門對鈦 合金方坯進行加熱，特別是在高速連軋機上進行鋼-鈦交叉軋制時適用的鈦合金方坯加熱 的方法。
[0005] 采用高速連軋方式進行鈦合金棒、線材的軋制，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，但由于 市場容量有限，若投資新建專門的連軋機進行鈦合金棒、線材的生產(chǎn)，連軋機無法實現(xiàn)滿負 荷生產(chǎn)，這將大大增加生產(chǎn)的設備成本。于是，采用鋼-鈦結(jié)合，借助生產(chǎn)鋼材的設備進行 鈦合金棒、線材的生產(chǎn)成為有效降低投資費用和鈦材生產(chǎn)成本的創(chuàng)新模式，然而，由于鈦合 金棒、線材生產(chǎn)量較小，乳鋼廠原有的煤氣加熱爐的產(chǎn)量遠遠高于鈦合金棒、線材的需求。 此外，由于部分高速連軋機1#軋機入口與煤氣加熱爐出爐口間距往往較短，鈦合金方坯從 電爐出爐后，無法直接進入粗軋機進行軋制，為了解決此矛盾以及上述技術(shù)問題，開發(fā)一種 能解決上述問題的鈦合金方坯的加熱方法是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種鈦合金方坯的加熱方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括以下步驟： A、將鈦合金方坯吊入電阻式加熱爐中，從室溫升溫至500~700°C，保溫40~70min，然后 升溫至750~850°C，保溫70~100min，再升溫至880~1060°C，保溫80~120min以均勻化鈦合 金方坯； B、 在升溫至880~1060°C，保溫80~120min狀態(tài)時，煤氣加熱爐停止出鋼并空出懸臂輥 道以便鈦合金方坯通過，煤氣加熱爐爐內(nèi)按微正壓操作，爐壓控制在〇~20Pa以降低爐內(nèi)氣 氛對鈦合金的高溫氧化破壞，且爐內(nèi)燒嘴火焰不得接觸鈦合金方坯表面； C、 將步驟A加熱的鈦合金方坯從電阻式加熱爐中吊出，置于煤氣加熱爐的退鋼輥道臺 架，利用人工盤轉(zhuǎn)臺架輥道將鈦合金方坯送入煤氣加熱爐內(nèi)； D、 鈦合金方坯在煤氣加熱爐內(nèi)保溫3~8min，以補償鈦合金方坯從電阻式加熱爐吊運至 煤氣加熱爐時的溫度損失，然后通過懸臂輥道將煤氣加熱爐內(nèi)的鈦合金方坯送入軋機進行 軋制； E、 煤氣加熱爐繼續(xù)加熱鋼坯，進行正常的鋼坯軋制，循環(huán)以上步驟完成新的鈦合金方 坯的加熱。
[0008] 本發(fā)明采用電阻式加熱爐與煤氣加熱爐匹配，進行互補式加熱鈦合金方坯，即在 煤氣加熱爐旁配置了小型的電阻式加熱爐進行鈦合金方坯的加熱。本發(fā)明可實現(xiàn)高速連軋 機在軋制鋼材與軋制鈦材間進行快速切換，降低軋機待機時間，提高生產(chǎn)效率；解決了高速 連軋機粗軋機入口與煤氣加熱爐出爐口間距較小，方坯從電爐出爐后無法直接進入粗軋機 進行軋制的問題，并避免利用煤氣加熱爐長時間加熱鈦合金坯易出現(xiàn)的氧化和氫脆問題， 有效提尚了欽材廣品的質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制， 基于本發(fā)明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0010] 本發(fā)明所述的鈦合金方坯的加熱方法，包括以下步驟： A、 將鈦合金方坯吊入電阻式加熱爐中，從室溫升溫至500~700°C，保溫40~70min，然后 升溫至750~850°C，保溫70~100min，再升溫至880~1060°C，保溫80~120min以均勻化鈦合 金方坯； B、 在升溫至880~1060°C，保溫80~120min狀態(tài)時，煤氣加熱爐停止出鋼并空出懸臂輥 道以便鈦合金方坯通過，煤氣加熱爐爐內(nèi)按微正壓操作，爐壓控制在〇~20Pa以降低爐內(nèi)氣 氛對鈦合金的高溫氧化破壞，且爐內(nèi)燒嘴火焰不得接觸鈦合金方坯表面； C、 將步驟A加熱的鈦合金方坯從電阻式加熱爐中吊出，置于煤氣加熱爐的退鋼輥道臺 架，利用人工盤轉(zhuǎn)臺架輥道將鈦合金方坯送入煤氣加熱爐內(nèi)； D、 鈦合金方坯在煤氣加熱爐內(nèi)保溫3~8min，以補償鈦合金方坯從電阻式加熱爐吊運至 煤氣加熱爐時的溫度損失，然后通過懸臂輥道將煤氣加熱爐內(nèi)的鈦合金方坯送入軋機進行 軋制； E、 煤氣加熱爐繼續(xù)加熱鋼坯，進行正常的鋼坯軋制，循環(huán)以上步驟完成新的鈦合金方 坯的加熱。
[0011] A步驟中所述的從室溫升溫至500~700°C的升溫速率為3~6°C /min。
[0012] A步驟中所述的升溫至750~850°C的升溫速率為4~7°C /min。
[0013] A步驟中所述的升溫至880~1060°C的升溫速率為2~4°C /min。
[0014] A步驟中所述的電阻式加熱爐放置于煤氣加熱爐退鋼輥道臺架旁，以利于出爐鈦 合金方坯快速進入煤氣加熱爐，減少鈦合金方坯溫降。
[0015] A步驟還包括將鈦合金方坯一端修出倒角，以利于后續(xù)軋制過程中軋機的咬入。
[0016] C步驟中鈦合金方坯從電阻式加熱爐中吊出時，利用吊具使鈦合金方坯翻轉(zhuǎn)90°C 后再入煤氣加熱爐，以削弱鈦合金方坯加熱后上下面溫差對后續(xù)軋制過程中翹、扣頭的影 響。
[0017] D步驟中為確保鈦合金方坯進粗軋機的正常咬入，鈦合金方坯出爐門離開懸臂輥 道后，應運作煤氣加熱爐步進梁將出鋼坯位上的鋼坯送到懸臂輥道上，一旦鈦合金方坯不 能咬入粗軋機時則將該鋼坯出爐推送鈦合金方坯進入軋機。
[0018] 所述的鈦合金方坯的尺寸為 140~165mmX140~165mmX4000~5500mm。
[0019] 本發(fā)明的工作原理及過程： A、將一根（140~165)_X (140~165)_X (4000~5500)_的鈦合金方坯吊入電阻式加 熱爐中進行加熱。根據(jù)加熱鈦合金方坯的加熱工藝要求，加熱目標溫度設定為880~1060°C。 其中，先以3~6°C /min的升溫速率，從室溫升溫至600°C，保溫40~70min ;然后以4~7°C /min 的升溫速率，升溫至800°C，保溫70~100min ;最后以2~4°C /min的升溫速率，升溫至目標溫 度，保溫80~120min，以均勻化鈦還。
[0020] B、當電阻式加熱爐加熱溫度達到目標溫度轉(zhuǎn)入均熱保溫狀態(tài)時，煤氣加熱爐停止 出鋼并空出懸臂輥道以便鈦合金方坯通過。煤氣加熱爐爐內(nèi)按微正壓操作，爐壓控制在 0?20Pa，以降低爐內(nèi)氣氛對鈦合金的高溫氧化破壞，且爐內(nèi)燒嘴火焰不得接觸鈦合金方 坯表面。
[0021] C、將步驟A加熱的鈦合金方坯從電阻式加熱爐中吊出，置于煤氣加熱爐的退鋼輥 道臺架，利用人工盤轉(zhuǎn)臺架輥道將鈦合金方坯送入加熱爐內(nèi)。
[0022] D、鈦合金方坯在煤氣加熱爐內(nèi)保溫3~8min，以補償鈦合金方坯從電阻式加熱爐吊 運至煤氣加熱爐時的溫度損失，然后通過懸臂輥道將煤氣加熱爐內(nèi)的鈦合金方坯送入軋機 進行軋制。
[0023] E、煤氣加熱爐繼續(xù)加熱鋼坯，進行正常的鋼坯軋制。電阻式加熱爐重復步驟A，加 熱一根新的鈦合金方還。
[0024] 所述步驟A中，電阻式加熱爐放置于煤氣加熱爐退鋼輥道臺架旁，以利于出爐鈦 合金方坯快速進入煤氣加熱爐，減少鈦合金方坯溫降。
[0025] 所述步驟A中，鈦合金方坯應將其一端修出倒角，以利于后續(xù)軋制過程中1#軋機 的咬入。
[0026] 所述步驟C中，為了削弱鈦合金方坯加熱后上下面溫差對后續(xù)軋制過程中翹、扣 頭的影響，坯料從電阻式加熱爐內(nèi)吊出時，利用吊具使坯料翻轉(zhuǎn)90°后再入煤氣加熱爐。
[0027] 所述步驟C中，煤氣加熱爐保持正常加熱鋼坯時的爐溫即可，不需進行降溫處理。
[0028] 所述步驟D中，為確保鈦合金方坯進1#軋機的正常咬入，鈦合金方坯出爐門離開 懸臂輥道后，應立即運作煤氣加熱爐步進梁將出鋼坯位的鋼坯送到懸臂輥道上，一旦鈦合 金方坯不能咬入1#機時則迅速將該鋼坯出爐推送鈦合金方坯進入軋機。
[0029] 本發(fā)明的