CN115026152A

CN115026152A - 用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线及工艺

Info

Publication number: CN115026152A
Application number: CN202210820704.8A
Authority: CN
Inventors: 沈继刚; 林霞; 余海; 杨春楣; 李广军
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2022-09-09

Abstract

本发明涉及一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，属于冶金技术领域。它是由一条辊道线上依次串接的开卷机、第一矫直机、切头剪、第二矫直机、夹送辊、横切分段剪、第一吸盘移送装置、热处理炉、第三矫直机、冷却装置、第四矫直机、抛丸机、酸洗机组、烘干装置、第二吸盘移送装置所组成的连续生产线。本发明实现由钛卷到单块中厚钛板的在线连续规模化生产，彻底摒弃掉原有的中间吊运和贮存环节，实现了生产线的自动化、智能化控制，大幅提高生产线的年处理能力和生产效率，同时也大幅降低了吨钢生产成本和生产线的劳动定员需求。本发明还提及一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产工艺。

Description

用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线及工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线及工艺。

背景技术

中厚钛板是厚度3mm的板材，其具有轻质、高强、耐蚀、耐热、无磁和耐超低温等一系列优良性能以及形状记忆、超导、储氢及生物相容性等四大独特功能，是航天航空等领域的关键材料，广泛用于航空、航天、核能、舰船、兵器等国防工业；同时伴随着国民经济的快速发展，也逐渐应用于化工、石油、冶金、电力、交通、海洋、医疗、环保、建筑、体育及旅游休闲等民用领域.

钛板材具有普通钢铁板材所不具备的优异性能，广泛应用于各个技术领域，然而钛板材的加工需要多个工艺，例如，开平横切、退火热处理、矫直、酸洗等，各个工艺都是独立分开布置，即在生产组织上每完成一道工序后，需利用车间起重机和堆存场地和下道工序进行组织衔接，因此在人员配备方面，必然增加库管、车间起重机操作等生产岗位定员；在设施配套方面，必然增加中间存放场地、各工序所需的上下料装置、辊道、对中装置以及起重机等设施；在场地需求上，必然增加中间堆存场地；在生产线智能化方面，必然连贯性较差。总之，现有独立离散的生产布置形式，其场地占地需求大、劳动定员需求多、生产线智能化水平低、产品吨钢生产成本高，已不适应目前产品市场竞争的需要，势需优化工艺布局，降低生产运营成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线及工艺，以解决现有生产线分散独立分开布置问题，并有助于实现生产线的全自动控制、智能化、连续化、减少机组劳动定员，降低工人的操作劳动强度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线艺，它是由一条辊道线上依次串接的开卷机、第一矫直机、切头剪、第二矫直机、夹送辊、横切分段剪、第一吸盘移送装置、热处理炉、第三矫直机、冷却装置、第四矫直机、抛丸机、酸洗机组、烘干装置、第二吸盘移送装置所组成的连续生产线。

可选的，连续生产线的处理速度为2m/min～12m/min，产出的钛板厚度为3mm-16mm，宽度为800mm～2100mm，长度为3000mm～12000mm。

可选的，热处理炉采用燃气加热的明火辊底式热处理炉，其炉温为500℃～900℃，炉底辊运行速度为0.3m/min～12m/min。

可选的，第一矫直机为五辊四重式粗矫结构，第二矫直机为十一辊四重式精矫结构，第三矫直机为九辊四重式冷热两用型，第四矫直机为十一辊至十三辊四重式冷型，且第一矫直机直径大于第三矫直机直径，第三矫直机直径大于第四矫直机直径，第四矫直机直径大于第二矫直机直径。

可选的，冷却装置采用气雾冷却装置，且冷却速率控制在5℃/s以内；切头剪、横切分段剪均采用停剪式铡刀剪结构。

可选的，连续生产线还配置有上料鞍座、运卷小车和喷印机。

可选的，酸洗机组采用上下集管式喷淋结构，包括酸洗腔室、第一喷射梁、第二喷射梁、回酸管及抽风管，辊道线贯穿酸洗腔室，第一喷射梁和第二喷射梁分别设置于辊道线的上下两面，且第一喷射梁、第二喷射梁以及回酸管形成循环回路；抽风管与酸洗腔室连通，用于对酸洗腔室形成负压。

可选的，酸洗机组的酸洗介质采用HNO₃+HF混酸溶液，酸液中的硝酸浓度10％～20％，氢氟酸浓度1％～7％，酸液循环温度为40℃±5℃，酸洗传动线速度为2.5～10m/min，化学反应时间为7.5～12分钟。

本发明还提供一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产工艺，包括：

(1)由上料小车将吊放在固定鞍座上的钛卷运至开卷机；

(2)由开卷机对厚度为3mm-16mm的钛卷实施开卷处理，得钛带；

(3)由第一矫直机对开卷所得的钛带实施粗矫直处理；

(4)由切头剪对粗矫直后的钛带实施切头处理；

(5)由第二矫直机对切头后的钛带实施精矫直处理；

(6)由夹送辊将精矫直后的钛带喂入横切分段剪，并由横切分段剪先切除钛带头部进行零位记忆，再以2m/min～12m/min生产线速度连续将钛带切成定尺钛板；

(7)由热处理炉对定尺切成的钛板实施退火处理；

(8)由第三矫直机对退火后的钛板实施温矫直处理；

(9)由冷却装置对温矫直后的钛板实施冷却处理，并冷却至常温；

(10)由第四矫直机对冷却后的钛板实施冷矫直处理；

(11)由抛丸机对冷矫直后的钛板实施抛丸处理；

(12)由酸洗机组对抛丸后的钛板实施酸洗处理，并经检验或修磨处理合格后进入步骤(13)，否则返回步骤(11)；

(13)由烘干装置对合格的钛板实施烘干处理，并经喷印、堆垛后收集入库。

优选的，在步骤(6)中，由第一吸盘移送装置对定尺切成的钛板实施下线暂存；在步骤(13)中，由第二吸盘移送装置对合格后的钛板吊运下线堆存。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提及的生产线及工艺，通过串联传输实现钛卷的开卷、横切以及多次矫直，避免了钛板频繁下线、吊装、运输、保管以及上线加工，有助于辅助工序的减少，并减少生产工艺中管理人员的数量，也相应地减少了下线、吊装、运输、保管以及上线所需工艺的厂房空间，如车间场地需求可减少40％左右，管理人员可减少30％至50％，并降低了产品吨钢生产成本约50％左右，产品成材率提升约4％，产品生产效率翻倍，吨钢效益提升约200元/t，产品强度性能的均匀度进一步提高，其通板强度偏差值控制±5％以内，有较好的市场推广价值。

2、本发明提及的生产线及工艺，通过设置第一吸盘移送装置在连续轧制模式与非连续轧制模式之间的模式切换被选择时可以具有确保轧制钛板产品的质量的效果。

3、本发明提及的生产线及工艺，相比现有的分散独立分开布置形式，在线串接的布置方式在彻底地省掉了中间吊运和贮存环节，在大幅减少了机组占地的同时，也有利于实现产线的全自动控制、智能化、连续化、减少机组劳动定员，降低工人的操作劳动强度。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本实施例提供的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线的示意图；

图2为图1的平面示意图；

图3为图1中的酸洗机组的示意图；

图4为本实施例中用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产工艺的流程图；

附图标记：

1—开卷机；2—第一矫直机；3—切头剪；4—第二矫直机；5—夹送辊；6—横切分段剪；7—第一吸盘移送装置、8—热处理炉；9—第三矫直机；10—冷却装置；11—第四矫直机；12—抛丸机；13-酸洗机组；14—烘干装置；15—第二吸盘移送装置；16—辊道线；130—传送辊；131—第一喷射梁；132—第二喷射梁；133—回酸管；134—抽风管。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-2，本发明提供一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，它是由一条辊道线16上依次串接的开卷机1、第一矫直机2、切头剪3、第二矫直机4、夹送辊5、横切分段剪6、第一吸盘移送装置7、热处理炉8、第三矫直机9、冷却装置10、第四矫直机11、抛丸机12、酸洗机组13、烘干装置14、第二吸盘移送装置15所组成的连续生产线。其通过将各离散独立工序有机地串接在一起，形成一条完整的连续生产线，实现由钛卷到单块中厚钛板的在线连续规模化生产，彻底摒弃掉原有的中间吊运和贮存环节，有助于实现生产线的自动化、智能化控制，大幅提高生产线的年处理能力和生产效率，同时也大幅降低了吨钢生产成本和生产线的劳动定员需求。

具体的，该连续生产线适用于对各类纯钛、合金钛卷的连续生产，其处理速度为2m/min～12m/min，产出的钛板厚度为3mm-16mm，宽度为800mm～2100mm，长度为3000mm～12000mm，钛板的强度σ_s为1200MPa。热处理炉8采用燃气加热的明火辊底式热处理炉，具备连续运行、摆动运行、连续+摆动等运行方式，其炉温控制在500℃～900℃，炉底辊运行速度控制在0.3m/min～12m/min。第一矫直机2采用五辊四重式粗矫结构，矫直辊参考直径：Φ240mm；第二矫直机4采用十一辊四重式精矫结构，矫直辊参考直径：Φ120mm；第三矫直机9采用直径较大的九辊四重式冷热两用型，主要负责厚度较厚，强度较高的中厚板钛板的矫直，矫直辊参考直径：Φ220mm；第四矫直机11采用直径较小的十一辊至十三辊四重式冷型，负责厚板较薄的钢板矫直，矫直辊参考直径：Φ130mm。在第三矫直机9和第三矫直机11之间还布置有气雾冷却装置，用于带温钛材的冷却，为了保持冷却厚度的钛板板型，冷却速率控制在5℃/s以内。而切头剪3、横切分段剪6均采用停剪式铡刀剪结构。该连续生产线还配置有上料鞍座、运卷小车和喷印机等设施。酸洗机组和抛丸机采用传统的卧式。卧式结构的主要设备组成有：水平抛丸机、混酸酸洗机组、漂洗机组、吹扫装置、烘干装置、运输辊道，以及酸循环系统、酸雾净化系统等。其抛丸方法都采用机械除磷方法，其原理是利用喷出细小的颗粒状钢丸撞击板材表面，以去除表面的部分氧化层和疏松残留的氧层结构层。酸洗工艺采用单段混酸(HNO₃+HF)酸洗，机组型式采用密闭、卧式、喷淋酸洗的酸洗方式。钛板材在卧式酸洗段采用热复合耐酸花辊进行输送，如图3所示，酸洗机组13采用上下集管式喷淋结构，包括酸洗腔室、第一喷射梁131、第二喷射梁132、回酸管133及抽风管134，辊道线16的传送辊130贯穿酸洗腔室，第一喷射梁131和第二喷射梁132分别设置于辊道线16的上下两面，且第一喷射梁131、第二喷射梁132以及回酸管133形成循环回路；抽风管134与酸洗腔室连通，用于对酸洗腔室形成负压。而在立式酸洗段采用底部导辊传送方式进行输送，密闭槽内设有若干左右布酸管。每组酸管都可与两套独立的酸循环系统(包括循环泵、换热器、旁通泵及管阀等)进行相连，可根据酸洗的品种不同，快速进行切换。各套循环系统的可配置不同的酸液浓度和温度，以满足各不同品种的板材酸洗工艺要求。典型的HNO₃+HF混酸工艺参数如下表1所示，酸液中的硝酸浓度10％～20％，氢氟酸浓度1％～7％，酸液循环温度为40℃±5℃，化学反应时间控制在7.5～12分钟之间。此外，酸洗机组的酸洗传动线速度为2.5～10m/min。而酸洗后的钛板进入漂洗段进行清洗，其结构形式类似于酸洗段的结构形式，也采用上、下(或左右)集管喷淋形式。酸洗段和漂洗段的喷淋都在密闭罩内进行，且都配有酸雾抽风净化系统，使罩内处于微负压状态，确保酸雾不外逸。漂洗段出口处设置专用风幕吹扫装置及烘干装置，通过压缩空气把清洗后的板材表面的残留水份吹掉；用热风烘干装置将钛板表面水份快速烘干后进入酸洗下料段。

表1典型HNO₃+HF混酸工艺参数表

如图4所示，详细介绍下用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产工艺，原料钛卷通过车间起重机吊放在连续生产线入口的固定鞍座上，待人工拆除捆带后，上料小车自动将厚度为3mm-16mm的钛卷运往开卷机1，通过开卷机1旋转并结合开头器等辅助设备进行穿带作业；开卷后的钛卷，由第一矫直机2对钛卷进行粗矫直，粗矫后通过用切头剪3切掉对钛带不规则的头部，然后继续穿带通过第二矫直机4上进行精矫直；精矫后再由夹送辊5将钛带喂入横切分段剪6，横切分段剪6先切除钛带头部进行零位记忆，再以2m/min～12m/min生产速度连续将钛带切成一定长度的单块钛板；定尺后的钛板可直接运往连续的热处理炉8内进行退火处理，也可通过第一吸盘移送装置7将其成垛下线暂存，然后再根据生产计划再择机上线；完成热处理退火后的钛板继续送往第三矫直机9进行温矫直，温矫后通过气雾式冷却装置10将钛板冷却到常温，然后继续送往第四矫直机11进行冷矫处理；冷矫后的钛板送往抛丸机12去除表面的氧化铁皮，然后送入酸洗机组13进行酸洗处理，酸洗完毕的钛板通过人工检查确定质量合格后，并由烘干装置14烘干，再喷印后通过第二吸盘装置15吊运下线堆存，如果检查发现质量有问题，则进行人工修磨，修磨量较小的，修磨后再经喷印、堆垛后收集入库，对修磨量较大的钛板则需返回酸洗机组重新进行酸洗。本生产工艺通过串联传输实现钛卷的开卷、横切以及多次矫直，避免板材频繁下线、吊装、运输、保管以及上线加工，减少生产工艺中管理人员的数量，也相应地减少了下线、吊装、运输、保管以及上线所需工艺的厂房空间，提高了生产效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，它是由一条辊道线(16)上依次串接的开卷机(1)、第一矫直机(2)、切头剪(3)、第二矫直机(4)、夹送辊(5)、横切分段剪(6)、第一吸盘移送装置(7)、热处理炉(8)、第三矫直机(9)、冷却装置(10)、第四矫直机(11)、抛丸机(12)、酸洗机组(13)、烘干装置(14)、第二吸盘移送装置(15)所组成的连续生产线。

2.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述连续生产线的处理速度为2m/min～12m/min，产出的钛板厚度为3mm-16mm，宽度为800mm～2100mm，长度为3000mm～12000mm。

3.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述热处理炉采用燃气加热的明火辊底式热处理炉，其炉温为500℃～900℃，炉底辊运行速度为0.3m/min～12m/min。

4.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述第一矫直机为五辊四重式粗矫结构，所述第二矫直机为十一辊四重式精矫结构，所述第三矫直机为九辊四重式冷热两用型，所述第四矫直机为十一辊至十三辊四重式冷型，且第一矫直机直径大于第三矫直机直径，第三矫直机直径大于第四矫直机直径，第四矫直机直径大于第二矫直机直径。

5.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述冷却装置采用气雾冷却装置，且冷却速率控制在5℃/s以内；所述切头剪、横切分段剪均采用停剪式铡刀剪结构。

6.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述连续生产线还配置有上料鞍座、运卷小车和喷印机。

7.根据权利要求1所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述酸洗机组采用上下集管式喷淋结构，包括酸洗腔室、第一喷射梁、第二喷射梁、回酸管及抽风管，辊道线贯穿酸洗腔室，第一喷射梁和第二喷射梁分别设置于辊道线的上下两面，且第一喷射梁、第二喷射梁以及回酸管形成循环回路；抽风管与酸洗腔室连通，用于对酸洗腔室形成负压。

8.根据权利要求7所述的用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产线，其特征在于，所述酸洗机组的酸洗介质采用HNO₃+HF混酸溶液，酸液中的硝酸浓度10％～20％，氢氟酸浓度1％～7％，酸液循环温度为40℃±5℃，酸洗传动线速度为2.5～10m/min，化学反应时间为7.5～12分钟。

9.一种用于钛卷横切开平的连续退火酸洗中厚钛板生产工艺，其特征在于，包括：