钛钢复合板生产方法技术

本发明专利技术涉及一种钛钢复合板的生产方法，显著降低了钛钢复合板的生产成本大幅下降，具有良好的社会效益。所用坯料为Ti板在上表面，Q235在下表面，二者通过爆炸复合法复合在一起，Ti板和Q235的厚度比例为：坯厚56㎜，其中Ti板厚6㎜、Q235板厚50㎜，成品复合板厚度18㎜，其中Ti板厚2㎜、Q235板厚16㎜，厚度公差为正公差(0，+0.5㎜)。该钛钢复合板轧制生产步骤为：加热‑高压水除鳞‑轧制‑热矫直‑剪切‑喷印‑冷矫‑检查收集‑组吊‑入库。

【技术实现步骤摘要】
钛钢复合板生产方法
本专利技术涉及钛钢复合板的轧制方法。
技术介绍
钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，亦有良好的抗腐蚀能力。由于其稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度，被誉为“太空金属”。但其使用成本较高，尤其是作为结构部件时问题尤为突出。为降低使用成本，通常将其制成钛钢复合板。不但具有钛的耐蚀性，而且具有普通钢板的强度，大幅降低了使用成本。钛钢复合板的制造方法主要包括填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法。其中，轧制压接法又包括厚板轧制法与连续热轧法。爆炸复合法通常是在常温下进行的，对环境污染过高，不利于环保。轧制压接法是将板组装、加热轧制。爆炸复合法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为中厚板，连续热轧法制造的钛钢复合薄板，主要用作海洋钢构造物的衬里。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛钢复合板的生产方法，轧制制造的钛钢复合板为中板，坯料厚度为56mm、成品厚度18mm，其生产方法不受季节影响，同时满足环境污染小、成本低、生产规格与产品规格可控等特点，尤其适合企业批量生产，重要的是大幅降低使用成本。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种钛钢复合板生产方法，该钛钢复合板的生产坯料是Ti板在上表面，结构钢在下表面的复合板，Ti板和结构钢是通过爆炸复合法进行表面预处理后复合在一起。Ti板和结构钢的厚度比例为：复合板坯厚56㎜，其中Ti板厚6㎜、Q235板厚50㎜，轧制后所得成品复合板厚18㎜，其中Ti板厚2㎜、Q235板厚16㎜，厚度公差为正公差：0～0.5㎜。主要生产步骤如下(1)加热：采用四个加热段：预热段温度：600～670℃，一加温度：680～750℃，二加温度860～890℃，均热段温度：900～920℃，在炉时间2～2.5min/㎜，(是普通低合金钢在炉时间的2～2.5倍)，当在炉时间超过2.5min/mm时，则二加和均热段的温度均分别下降20～30℃。加热采用步进式加热炉，有4个加热段，板坯先在低温段：预热段和一加热段，缓慢升温至650～720℃，加热60～70min，然后再步进至二加热段升温30～40min，最后在均热段均热30～50min，使得钢板表面温度为880～900℃，从而使整个加热过程板坯的温差在20℃以内，防止因为温差大导致钢板扣头严重。(2)高压水除鳞；初除鳞一道次，除鳞喷嘴下降到对应的位置，除鳞速度1.5m/s。(3)轧制：(3.1)轧前做好清灰工作；采用二级模型轧制，生产号为虚拟号；轧区关闭所有冷却、除鳞水，采用无水轧制，减小氧化皮的生成，和钢板开裂；上工作辊与辊身的切水板间隙在压靠后测量值≤5㎜，预防缠辊。(3.2)因Ti板的延伸大于结构钢，配辊时需保证下辊直径小于上辊0～3mm，保证轧制过程中不扣头。(3.3)轧制规程：因Ti板的延伸率比结构钢大，容易引起扣头，采用5道次轧制，尽量大点压下率轧制，设置最大压下率为29％，根据轧制规程模型计算得到最小压下率为11.5％，钛复合钢板在热轧机上进行5道次轧制，各道次压下量分别为：15mm，12mm，6mm，3.5mm，2.5mm，在轧制过程中关闭机上除鳞水，5道次得到厚度为18mm钛复合钢板，5道次的压下率呈递减抛物线趋势，总压下率为103％，末道次轧制力限定≥25000N，防止增道次。由于是双相钢，单道次中Ti板和结构钢的变形率也是不同比例，因此，道次越少越有助于控制他们各自压下率的精度，对于轧制规程，需要精确计算，才能获得目标总厚度、目标Ti板厚度和目标结构钢厚度。(3.4)开轧温度880～900℃，终轧温度＞700℃，采用恒比例凸度轧制方法，在不考虑横向变形的情况下，但只要比例凸度始终保持不变，钢板的板形就能始终保持良好。(3.5)厚度控制：因双钢种轧制，会出现厚度出格现象，采用前一块同规格轧制厚度锁定，采用测厚仪控制方法，根据第一块的实物厚度和测厚仪厚度的偏差来修正轧制目标厚度。(4)热矫直：因Ti的延伸大，最终成品的板形为整体中间鼓包，为了消除整体中间鼓包，采用10000KN以上大矫直力，用负弯辊矫直，矫直过程为：通过第一对矫直辊后，弯曲变为负向弯曲，接着再变为正向弯曲，每次弯曲过程中，曲率都逐渐变小，直到通过最后一道矫直辊，其曲率变为0，钢板平直度良好；(5)精整：定尺剪一分为二；喷印和侧喷(喷印内容：钢板号、钢种、合同尺寸规格)，不刻印。在精整工艺之后还可选择性的进行冷矫，但为了保证表面质量，应尽可能不使用冷矫。检查收集后，组吊下线堆放。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过设定适当的加热和均热工艺，并在轧制过程中采用无水轧制，防止了复合板在轧制过程中开裂的现象；采用固定下辊小于上辊0-3mm，有效缓解了在轧制过程中出现扣头现象，而且大大减小了对轧辊的伤害；采用测厚仪控制厚度精度，同板差和异板差控制在0.2mm以内；恒比例凸度轧制方法，确保钢板平直度良好，板坯的平直度控制在2mm/m以内。本申请将Ti板和Q235结构钢复合在一起，既有钛的耐蚀性、又有普通钢板作为结构物的强度。本申请公开的轧制方法与现有钛钢复合板的轧制方法相比，轧制成本更低。生产不受季节影响，环境污染小，生产工艺流程短，生产规格与产品规格可控，材料外观和表面质量好，批量生产质量稳定，无质量波动。附图说明图1为本专利技术实施例中板坯加热工艺图；图2为本专利技术实施例中板坯轧制规程图；图3为本专利技术实施例中轧制参数柱状图，分别涉及道次压下量变化、道次轧制力变化、道次扭矩变化，其中左侧柱状为设定值，右侧柱状为实际值，在实际控制中采用自学习控制原理，以达到实测值和计算值相一致的目的；图4为本专利技术实施例钛钢复合板的产品示意图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。本实施例涉及一种18mm钛钢复合板(中板)的生产方法，该钛钢复合板中Ti板(99％纯Ti)在上表面，Q235在下表面，二者已经通过爆炸复合法进行表面预处理后复合在一起，Ti板和Q235的厚度比例为：坯厚56㎜(其中Ti板厚6㎜、Q235板厚50㎜)→18㎜(其中Ti板厚2㎜、Q235板厚16㎜)，厚度公差为正公差(0，+0.5㎜)。该钛钢复合板轧制生产步骤为：加热-高压水除鳞-轧制-热矫直-剪切-喷印-冷矫-检查收集-组吊-入库。一、加热：加热采用步进式加热炉，采用四个加热段：预热段温度：600～670℃，一加温度：680～750℃，二加温度860～890℃，均热段温度：900～920℃，在炉时间2～2.5min/㎜。参见附图1，工业纯Ti的β转变温度在882～920℃之间，超过这个温度范围Ti组织就会粗大，Fe和C在Ti中的扩散速度就会增大，接口上就易形成脆性化合物。因此钢板温度一般低于900℃，在炉时间为2～2.5min/㎜(是一般在炉时间的2～2.5倍)，实际加热过程中加热时间为2h，控制均热段炉气温度900℃，控制均热时间25min以上。若其他原因导致加热速率超过2.5min/mm，则二加和均热段下降20～30℃。二、轧制对于钛钢复合板轧制来说，设定控制的首要问题是轧制变形规程的设计问题。目前，生产现场大多根据生产经验制定轧制规范系数，按照规范系数求得压下率分配，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛钢复合板生产方法，其特征在于：该钛钢复合板的生产坯料是Ti板在上表面，结构钢在下表面的复合板，主要生产步骤如下(1)加热：采用四个加热段：预热段温度：600～670℃，一加温度：680～750℃，二加温度860～890℃，均热段温度：900～920℃，在炉时间2～2.5min/㎜，，当在炉时间超过2.5min/mm时，则二加和均热段的温度均分别下降20～30℃，控制整个加热过程板坯的温差在20℃以内以抑制扣头严重；(2)高压水除鳞；初除鳞一道次，除鳞喷嘴下降到对应的位置，除鳞速度1.5m/s；(3)轧制：轧前做好清灰工作；采用二级模型轧制，生产号为虚拟号；轧区关闭所有冷却、除鳞水，采用无水轧制；上工作辊与辊身的切水板间隙在压靠后测量值≤5㎜，预防缠辊；因Ti板的延伸大于结构钢，配辊时需保证下辊直径小于上辊0～3mm，保证轧制过程中不扣头；轧制采用的规程：因Ti板的延伸率比Q235大，容易引起扣头，采用5道次轧制，尽量大点压下率轧制，设置最大压下率为29％，根据轧制规程模型计算得到最小压下率为11.5％，钛复合钢板在热轧机上进行5道次轧制，各道次压下量分别为：15mm，12mm，6mm，3.5mm，2.5mm，在轧制过程中关闭机上除鳞水，5道次得到厚度为18mm钛复合钢板，5道次的压下率呈递减抛物线趋势，总压下率为103％，末道次轧制力限定≥25000N，防止增道次；开轧温度880～900℃，终轧温度＞700℃，采用恒比例凸度轧制方法；(4)热矫直：因Ti的延伸大，最终成品的板形为整体中间鼓包，为了消除整体中间鼓包，采用10000KN以上大矫直力，用负弯辊矫直，矫直过程为：通过第一对矫直辊后，弯曲变为负向弯曲，接着再变为正向弯曲，每次弯曲过程中，曲率都逐渐变小，直到通过最后一道矫直辊，其曲率变为0，钢板平直度良好；(5)精整。...

【技术特征摘要】
1.一种钛钢复合板生产方法，其特征在于：该钛钢复合板的生产坯料是Ti板在上表面，结构钢在下表面的复合板，主要生产步骤如下(1)加热：采用四个加热段：预热段温度：600～670℃，一加温度：680～750℃，二加温度860～890℃，均热段温度：900～920℃，在炉时间2～2.5min/㎜，，当在炉时间超过2.5min/mm时，则二加和均热段的温度均分别下降20～30℃，控制整个加热过程板坯的温差在20℃以内以抑制扣头严重；(2)高压水除鳞；初除鳞一道次，除鳞喷嘴下降到对应的位置，除鳞速度1.5m/s；(3)轧制：轧前做好清灰工作；采用二级模型轧制，生产号为虚拟号；轧区关闭所有冷却、除鳞水，采用无水轧制；上工作辊与辊身的切水板间隙在压靠后测量值≤5㎜，预防缠辊；因Ti板的延伸大于结构钢，配辊时需保证下辊直径小于上辊0～3mm，保证轧制过程中不扣头；轧制采用的规程：因Ti板的延伸率比Q235大，容易引起扣头，采用5道次轧制，尽量大点压下率轧制，设置最大压下率为29％，根据轧制规程模型计算得到最小压下率为11.5％，钛复合钢板在热轧机上进行5道次轧制，各道次压下量分别为：15mm，12mm，6mm，3.5mm，2.5mm，在轧制过程中关闭机上除鳞水，5道次得到厚度为18mm钛复合钢板，5道次的压下率呈递减抛物线趋势，总压下率为103％，末道次轧制力限定≥25000N，防止增道次；开轧温度880～900℃，终轧温度＞700℃，采用恒比例凸度轧制方法；(4)热矫直：因Ti的延伸大，最终成品的板形为整体中间鼓包，为了消...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春波，朱进兴，王小双，侯树龙，承伟东，林国峰，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32