二十輥森吉米爾軋機(jī)冷軋鈦帶工藝淺析

1、二十輥森吉米爾軋機(jī)冷軋鈦帶工藝淺析摘要： 鈦是一種新興的金屬材料，在工程技術(shù)和高科技領(lǐng)域發(fā)揮著總要作 用，今后也將得到越來越廣泛的應(yīng)用。冷軋鈦帶作為高技術(shù)產(chǎn)品，市場(chǎng)需求量逐 年擴(kuò)大。本文簡(jiǎn)要介紹了二十輥森吉米爾軋機(jī)的特點(diǎn)和利用二十輥森吉米爾軋機(jī) 冷軋鈦帶的一些工藝要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：森吉米爾軋機(jī)，鈦帶冷軋，冷軋工藝引言：鈦廣泛分布于地殼及巖石之中，儲(chǔ)量豐富，在所有元素中排名第十。鈦的密 度僅為4.53g/cm3僅為鋼的40%左右，但強(qiáng)度卻與鋼相當(dāng)。鈦帶表面極易形成致 密的氧化膜，使其具有高耐蝕性。鈦與人體有很好的相容性，對(duì)人體完全無毒且 可以抵抗分泌物。以上的這些特性使鈦被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最重要的金

2、屬材料， 廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、石油化工等領(lǐng)域，尤其在國(guó)防軍工領(lǐng)域，鈦是制造 高端飛機(jī)、潛艇和艦船等必不可少的材料，發(fā)揮著越來越重要的作用。冷軋鈦帶是高技術(shù)含量、高附加值、國(guó)防軍工必須的產(chǎn)品，其加工設(shè)備復(fù)雜 工藝特殊，加工難度大，過去大量依靠從國(guó)外進(jìn)口，但隨著國(guó)內(nèi)鈦帶冷軋技術(shù)的 發(fā)展和產(chǎn)量的加大，這種情況得到了明顯改善。近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和 消費(fèi)的升級(jí)，對(duì)薄規(guī)格鈦帶的需求量逐年增加，薄規(guī)格產(chǎn)品存在很大缺口，傳統(tǒng) 的鈦帶冷軋企業(yè)由于采用四輥、六輥等軋機(jī)軋制，設(shè)備能力受限，無法軋制出較 薄產(chǎn)品，或者軋制出薄規(guī)格產(chǎn)品需要經(jīng)過多次中間退火，生產(chǎn)成本較高，因此目 前各企業(yè)逐漸開始采用二十輥軋

3、機(jī)軋制鈦帶。1 二十輥森吉米爾軋機(jī)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二十輥森吉米爾軋機(jī)是一種單機(jī)架可逆軋機(jī)，采用的是整體牌坊的形式，機(jī) 架剛度高，最大軋制力可達(dá)8001，廣泛應(yīng)用于不銹鋼、硅鋼和鈦材等高附加值材 料的軋制，尤其是薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制。其輥系采用 4-3-2-1-1-2-3-4 的放射狀排 布方式，背襯軸承直徑約為300mm,二中間輥直徑約為170mm, 中間輥直徑約 為100mm,工作輥直徑只有約60mm。小直徑的工作輥使其在軋制時(shí)道次壓下率大, 尤其適合軋制難變形的極薄材料。厚度控制二十輥森吉米爾軋機(jī)入出口各有一套高精度的 x 射線厚度檢測(cè)裝置,搭配先 進(jìn)的自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)（AGC），同時(shí)具備前饋、

4、后饋和秒流量等控制模式，使 其厚度控制精度可以達(dá)到土5um,能夠滿足客戶對(duì)高精度產(chǎn)品的需求。板形控制二十輥森吉米爾軋機(jī)具有多種板形控制手段,其二中間自由輥根據(jù)不同寬度 和軋制力等差異性,磨削出不同的凸度,在軋制時(shí)可以有效補(bǔ)償軋制力造成的彎 輥和軋輥彈性壓扁，從而保證軋出的帶鋼平直度良好。B、C支撐輥采用雙偏心結(jié) 構(gòu),除了可以精準(zhǔn)快速的控制壓下外,還可以通過7個(gè)板形調(diào)整齒條的伸縮,帶 動(dòng)各偏心環(huán)動(dòng)作,使寬度方向上各段軸產(chǎn)生變形,調(diào)節(jié)寬度方向上的變形不均, 起到調(diào)整板形的作用。同時(shí),二十輥森吉森吉米爾軋機(jī)的一中間輥帶有錐度,軋 制時(shí),通過液壓缸改變錐與工作輥接觸的長(zhǎng)度,調(diào)整帶鋼邊部受力,從而可以實(shí)

5、 現(xiàn)對(duì)邊部板形精準(zhǔn)調(diào)整。冷卻與潤(rùn)滑二十輥森吉米爾軋機(jī)采用以礦物油為基礎(chǔ)油的純油軋制,具備良好的潤(rùn)滑性 能,即使在較大軋制力下也可形成油膜,減少輥系磨損,提高軋輥的使用壽命。 配備有兩級(jí)軋制油過濾系統(tǒng)，過濾精度可達(dá)3 口m，能夠有效濾除軋制油中的雜質(zhì), 保證了軋制油的純凈度。具備較大的軋制油噴射能力,輥縫處的噴射量最高可達(dá) 8000L/min，具有良好的沖洗效果，可有效清除外界的雜質(zhì)，提高產(chǎn)品的清潔度， 同時(shí)可有效帶走材料變形過程中產(chǎn)生的熱量，保證軋制溫度的穩(wěn)定，從而使軋輥 具有穩(wěn)定的輥形，軋出的材料厚度均勻。2 二十輥森吉米爾軋機(jī)冷軋鈦帶工藝輥形的設(shè)計(jì)和軋輥粗糙度的要求使用二十輥森吉米爾軋機(jī)冷

6、軋鈦帶時(shí)，軋制力多分布于300500噸之間， 較不銹鋼軋制時(shí)偏小，因此使用的二中間自由輥凸度也較小，一般根據(jù)寬度不同， 采用 0.10.5mm 的凸度。而一中間輥根據(jù)不同的原料寬度，可采用 200500mm 的錐長(zhǎng)，0.050.25%的錐度。通過以上的輥形配合，可以軋制出平直度較好的 鈦帶。由于鈦的特性，其熱軋時(shí)產(chǎn)生的表面氧化物與基體結(jié)合十分牢固，且耐蝕性 較高，在熱軋后的酸洗工序很難徹底去除1，因此冷軋時(shí)需要采用較大粗糙度的 粗軋工作輥，一般將粗糙度控制在0.7口m以上，以便改善其表面的氧化物殘留。 而鈦冷軋后其金屬光澤較不銹鋼相差較多，因此在精軋道次需要使用粗糙度較小 的工作輥，一般控制在

7、0.2 口 m以下，以便軋后表面光亮度的提升。壓下制度使用二十輥軋機(jī)軋制鈦帶時(shí)可充分發(fā)揮其剛度大、道次壓下率大的優(yōu)點(diǎn)，可 在一軋程生產(chǎn)出較薄規(guī)格的產(chǎn)品。某公司使用六輥軋機(jī)軋制鈦帶，若想要將 3.0mm的原料軋制至0.5mm的目標(biāo)厚度，要經(jīng)過三個(gè)軋程和兩次中間退火才能完 成，而我公司使用二十輥森吉米爾軋機(jī)可直接經(jīng)一軋程完成，極大的節(jié)約了加工 成本。鈦材的彈性模量較小，大約是鐵的 54%，因此加工時(shí)回彈較大2。在鈦的軋 制時(shí)，一般采用的策略是前幾道次采用較大的壓下量，以便厚度快速的降低，但 兩道次壓下量不宜超過0.75mm和0.45mm。在后續(xù)道次采用相對(duì)較小的壓下，一 般按壓下率遞減的規(guī)則排布，

8、相鄰道次間壓下率差值盡量控制在1%以上，可以保 證軋制各道次時(shí)的軋制力穩(wěn)定。末道次一般將壓下率控制在6-10%之間，避免因 軋制力過大而使板形調(diào)整困難。張力設(shè)定鈦材冷軋時(shí)可以使用較大的單位張力，最大可以達(dá)到0.5倍的屈服強(qiáng)度，采 用大張力軋制可有效降低鈦冷軋過程中的軋制力，有利于減少軋制道次，提高生 產(chǎn)效率。但是在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在使用二十輥森吉米爾軋機(jī)軋制鈦帶時(shí)，如果 采用大張力，不僅會(huì)造成鈦帶拉窄，而且在軋制寬度在 1100mm 以上、厚度在 0.8mm 以下的產(chǎn)品時(shí)，出口側(cè)卷曲機(jī)上容易產(chǎn)生起筋缺陷，使出口卷曲機(jī)上的鈦 卷表面產(chǎn)生周向隆起，并產(chǎn)生附加浪形，影響表面質(zhì)量。但如果張力過小，軋后

9、 板面的人字紋缺陷又十分明顯，因此在實(shí)際生產(chǎn)中一般將薄規(guī)格單位張力控制在 16-26N/mm2之間，且采用后張力大前張力小的方式，在預(yù)防起筋缺陷的同時(shí)，也 可獲得良好的板形。板形控制鈦帶對(duì)板形要求比較高，尤其是對(duì)于后續(xù)用于焊管的鈦帶，必須保證其板面 的平直。在使用二十輥軋機(jī)冷軋不銹鋼時(shí)，一般采用的雙邊浪的板形，在大張力 軋制時(shí)預(yù)防斷帶，也有利于之后連續(xù)退火機(jī)組生產(chǎn)時(shí)保證帶鋼橫向位置穩(wěn)定。而 冷軋后的鈦帶多使用罩式爐進(jìn)行真空退火，若像冷軋不銹鋼一樣使用微邊浪的板 形進(jìn)行軋制，退火后無法獲得良好板形。因在使用二十輥森吉米爾軋機(jī)冷軋鈦帶 時(shí)，可以采用在前部道次使用微雙邊浪的板形軋制，將邊部控制的略松

10、一些，在 成品及成品前的 2-3 個(gè)道次改為微中浪的方式軋制，將邊部收緊，這樣軋出的鈦 帶平直度較好，并且可以有效預(yù)防軋薄時(shí)易產(chǎn)生的起筋缺陷。冷卻工藝由于鈦帶導(dǎo)熱系數(shù)較低，僅為鐵的 1/5，若軋制過程中無法將熱量及時(shí)帶走 鈦材與軋輥間會(huì)產(chǎn)生燒附現(xiàn)象 3，因高溫產(chǎn)生的微小顆粒附著在軋輥和鈦帶表面， 造成軋后鈦帶表面粗糙且顏色發(fā)黑，影響表面質(zhì)量和光潔度。因此在鈦帶的冷軋 過程中需要給予輥縫處較大的噴油量，一般需控制在6000L/min以上，且軋制速 度不易過高，最高不應(yīng)超過300m/min，以便充分發(fā)揮軋制油的冷卻效果，方可使 軋后的鈦材表面細(xì)膩光亮。結(jié)語(yǔ)隨著社會(huì)的發(fā)展，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下下，鈦正在替代不銹鋼發(fā)揮作用，而且 這種現(xiàn)象會(huì)越來越普遍。通過合理的輥形設(shè)計(jì)、壓下制度、張力設(shè)定、板形控制 和冷卻工藝，二十輥森吉米爾軋機(jī)可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，軋制出厚度精度高、板 形良好和表面