本發明涉及鈦鋼復合板的軋制方法。

　　背景技術：

　　鈦是一種銀白色的過渡金屬，其特征為重量輕、強度高、具金屬光澤，亦有良好的抗腐蝕能力。由于其穩定的化學性質，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以及高強度、低密度，被譽為“太空金屬”。但其使用成本較高，尤其是作為結構部件時問題尤為突出。為降低使用成本，通常將其制成鈦鋼復合板。不但具有鈦的耐蝕性，而且具有普通鋼板的強度，大幅降低了使用成本。

　　鈦鋼復合板的制造方法主要包括填充金屬鋼錠軋制法、爆炸復合法、軋制壓接法、堆焊法等，工業上常采用爆炸復合法或軋制壓接法。其中，軋制壓接法又包括厚板軋制法與連續熱軋法。爆炸復合法通常是在常溫下進行的，對環境污染過高，不利于環保。軋制壓接法是將板組裝、加熱軋制。爆炸復合法、厚板軋制法制造的鈦鋼復合板為中厚板，連續熱軋法制造的鈦鋼復合薄板，主要用作海洋鋼構造物的襯里。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的是提供一種鈦鋼復合板的生產方法，軋制制造的鈦鋼復合板為中板，坯料厚度為56mm、成品厚度18mm，其生產方法不受季節影響，同時滿足環境污染小、成本低、生產規格與產品規格可控等特點，尤其適合企業批量生產，重要的是大幅降低使用成本。

　　本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種鈦鋼復合板生產方法，該鈦鋼復合板的生產坯料是ti板在上表面，結構鋼在下表面的復合板，ti板和結構鋼是通過爆炸復合法進行表面預處理后復合在一起。ti板和結構鋼的厚度比例為：復合板坯厚56㎜，其中ti板厚6㎜、q235板厚50㎜，軋制后所得成品復合板厚18㎜，其中ti板厚2㎜、q235板厚16㎜，厚度公差為正公差：0～0.5㎜。

　　主要生產步驟如下

　　(1)加熱：采用四個加熱段：預熱段溫度：600～670℃，一加溫度：680～750℃，二加溫度860～890℃，均熱段溫度：900～920℃，在爐時間2～2.5min/㎜，(是普通低合金鋼在爐時間的2～2.5倍)，當在爐時間超過2.5min/mm時，則二加和均熱段的溫度均分別下降20～30℃。

　　加熱采用步進式加熱爐，有4個加熱段，板坯先在低溫段：預熱段和一加熱段，緩慢升溫至650～720℃，加熱60～70min，然后再步進至二加熱段升溫30～40min，最后在均熱段均熱30～50min，使得鋼板表面溫度為880～900℃，從而使整個加熱過程板坯的溫差在20℃以內，防止因為溫差大導致鋼板扣頭嚴重。

　　(2)高壓水除鱗；初除鱗一道次，除鱗噴嘴下降到對應的位置，除鱗速度1.5m/s。

　　(3)軋制：

　　(3.1)軋前做好清灰工作；采用二級模型軋制，生產號為虛擬號；軋區關閉所有冷卻、除鱗水，采用無水軋制，減小氧化皮的生成，和鋼板開裂；上工作輥與輥身的切水板間隙在壓靠后測量值≤5㎜，預防纏輥。

　　(3.2)因ti板的延伸大于結構鋼，配輥時需保證下輥直徑小于上輥0～3mm，保證軋制過程中不扣頭。

　　(3.3)軋制規程：因ti板的延伸率比結構鋼大，容易引起扣頭，采用5道次軋制，盡量大點壓下率軋制，設置最大壓下率為29％，根據軋制規程模型計算得到最小壓下率為11.5％，鈦復合鋼板在熱軋機上進行5道次軋制，各道次壓下量分別為：15mm，12mm，6mm，3.5mm，2.5mm，在軋制過程中關閉機上除鱗水，5道次得到厚度為18mm鈦復合鋼板，5道次的壓下率呈遞減拋物線趨勢，總壓下率為103％，末道次軋制力限定≥25000n，防止增道次。

　　由于是雙相鋼，單道次中ti板和結構鋼的變形率也是不同比例，因此，道次越少越有助于控制他們各自壓下率的精度，對于軋制規程，需要精確計算，才能獲得目標總厚度、目標ti板厚度和目標結構鋼厚度。

　　(3.4)開軋溫度880～900℃，終軋溫度＞700℃，采用恒比例凸度軋制方法，在不考慮橫向變形的情況下，但只要比例凸度始終保持不變，鋼板的板形就能始終保持良好。

　　(3.5)厚度控制：因雙鋼種軋制，會出現厚度出格現象，采用前一塊同規格軋制厚度鎖定，采用測厚儀控制方法，根據第一塊的實物厚度和測厚儀厚度的偏差來修正軋制目標厚度。

　　(4)熱矯直：因ti的延伸大，最終成品的板形為整體中間鼓包，為了消除整體中間鼓包，采用10000kn以上大矯直力，用負彎輥矯直，矯直過程為：通過第一對矯直輥后，彎曲變為負向彎曲，接著再變為正向彎曲，每次彎曲過程中，曲率都逐漸變小，直到通過最后一道矯直輥，其曲率變為0，鋼板平直度良好；

　　(5)精整：定尺剪一分為二；噴印和側噴(噴印內容：鋼板號、鋼種、合同尺寸規格)，不刻印。

　　在精整工藝之后還可選擇性的進行冷矯，但為了保證表面質量，應盡可能不使用冷矯。

　　檢查收集后，組吊下線堆放。

　　與現有技術相比，本發明的優點在于：通過設定適當的加熱和均熱工藝，并在軋制過程中采用無水軋制，防止了復合板在軋制過程中開裂的現象；采用固定下輥小于上輥0-3mm，有效緩解了在軋制過程中出現扣頭現象，而且大大減小了對軋輥的傷害；采用測厚儀控制厚度精度，同板差和異板差控制在0.2mm以內；恒比例凸度軋制方法，確保鋼板平直度良好，板坯的平直度控制在2mm/m以內。

　　本申請將ti板和q235結構鋼復合在一起，既有鈦的耐蝕性、又有普通鋼板作為結構物的強度。

　　本申請公開的軋制方法與現有鈦鋼復合板的軋制方法相比，軋制成本更低。生產不受季節影響，環境污染小，生產工藝流程短，生產規格與產品規格可控，材料外觀和表面質量好，批量生產質量穩定，無質量波動。

　　附圖說明

　　圖1為本發明實施例中板坯加熱工藝圖；

　　圖2為本發明實施例中板坯軋制規程圖；

　　圖3為本發明實施例中軋制參數柱狀圖，分別涉及道次壓下量變化、道次軋制力變化、道次扭矩變化，其中左側柱狀為設定值，右側柱狀為實際值，在實際控制中采用自學習控制原理，以達到實測值和計算值相一致的目的；

　　圖4為本發明實施例鈦鋼復合板的產品示意圖。

　　具體實施方式

　　以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。

　　本實施例涉及一種18mm鈦鋼復合板(中板)的生產方法，該鈦鋼復合板中ti板(99％純ti)在上表面，q235在下表面，二者已經通過爆炸復合法進行表面預處理后復合在一起，ti板和q235的厚度比例為：坯厚56㎜(其中ti板厚6㎜、q235板厚50㎜)→18㎜(其中ti板厚2㎜、q235板厚16㎜)，厚度公差為正公差(0，+0.5㎜)。

　　該鈦鋼復合板軋制生產步驟為：加熱-高壓水除鱗-軋制-熱矯直-剪切-噴印-冷矯-檢查收集-組吊-入庫。

　　一、加熱：加熱采用步進式加熱爐，采用四個加熱段：預熱段溫度：600～670℃，一加溫度：680～750℃，二加溫度860～890℃，均熱段溫度：900～920℃，在爐時間2～2.5min/㎜。參見附圖1，工業純ti的β轉變溫度在882～920℃之間，超過這個溫度范圍ti組織就會粗大，fe和c在ti中的擴散速度就會增大，接口上就易形成脆性化合物。因此鋼板溫度一般低于900℃，在爐時間為2～2.5min/㎜(是一般在爐時間的2～2.5倍)，實際加熱過程中加熱時間為2h，控制均熱段爐氣溫度900℃，控制均熱時間25min以上。若其他原因導致加熱速率超過2.5min/mm，則二加和均熱段下降20～30℃。

　　二、軋制

　　對于鈦鋼復合板軋制來說，設定控制的首要問題是軋制變形規程的設計問題。目前，生產現場大多根據生產經驗制定軋制規范系數，按照規范系數求得壓下率分配，然后用數學模型計算參數，并以設備和工藝限制條件進行校核后得出輥縫、輥速等控制系統的設定值。為了減小鋼板扣頭現象和精確控制ti板和結構鋼各自的變形量，實際軋件在軋機上進行5道次軋制，各道次壓下量分別是15mm、12mm、6mm、3.5mm、2.4mm，總壓下率為103.08％。軋制過程中關閉軋輥冷卻水采用無水軋制，使用初除鱗，軋機上除鱗不投用，減少軋件和水的接觸以減少氧化鐵皮生成，亦避免鋼板開裂。

　　另外，為了緩解復合鋼在軋制過程中扣頭現象，減小對軋輥的傷害，設置固定下輥小于上輥0-3mm。采用測厚儀控制厚度精度，采用前一塊同規格軋制厚度鎖定，根據生產批次中第一塊的實物厚度和測厚儀厚度的偏差來修正軋制目標厚度，同板差和異板差控制在0.2mm以內；采用恒比例凸度軋制方法，在不考慮橫向變形的情況下，但只要比例凸度始終保持不變，鋼板的板形就能始終保持良好，獲得的鋼板平直度良好，可控制在2mm/m以內。

　　三、熱矯直

　　因ti的延伸大，最終成品的板形為整體中間鼓包，采用10000kn以上大矯直力，用負彎輥矯直，為了消除整體中間鼓包，除了提高矯直力外，矯直過程為：通過第一對矯直輥后，彎曲變為負向彎曲，接著再變為正向彎曲，每次彎曲過程中，曲率都逐漸變小，直到通過最后一道矯直輥，其曲率變為0，鋼板平直度良好。

　　四、剪切

　　定尺剪一分為二；噴印和側噴(噴印內容：鋼板號、鋼種、合同尺寸規格)，不刻印。

　　經過上述生產方法得到的鈦鋼復合板既有鈦的耐蝕性又有普通鋼板作為結構物的強度。生產鋼板的平直度好，外觀質量高，復合板中ti板的厚度和結構鋼的厚度可控，可實現批次生產。

　　除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護范圍之內。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明涉及一種鈦鋼復合板的生產方法，顯著降低了鈦鋼復合板的生產成本大幅下降，具有良好的社會效益。所用坯料為Ti板在上表面，Q235在下表面，二者通過爆炸復合法復合在一起，Ti板和Q235的厚度比例為：坯厚56㎜，其中Ti板厚6㎜、Q235板厚50㎜，成品復合板厚度18㎜，其中Ti板厚2㎜、Q235板厚16㎜，厚度公差為正公差(0，+0.5㎜)。該鈦鋼復合板軋制生產步驟為：加熱?高壓水除鱗?軋制?熱矯直?剪切?噴印?冷矯?檢查收集?組吊?入庫。

　　技術研發人員：王春波;朱進興;王小雙;侯樹龍;承偉東;林國峰

　　受保護的技術使用者：江陰興澄特種鋼鐵有限公司

　　技術研發日：2018.05.21

　　技術公布日：2019.08.30