[发明专利]一种冷轧钛带卷惰性气保护罩式退火方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于有色冶金技术领域，具体涉及一种效率高、工艺稳定、改造方便、一机多能、可靠性高的冷轧钛带卷惰性气保护罩式退火方法及其装置。

背景技术

由于钛及其钛合金具有密度小、强度高、耐高温、耐腐蚀等诸多优异的特性，被称之为第三金属，是最具发展前途的新型结构材料。冷轧钛带卷是以海绵钛为原料，经熔炼、热轧、冷轧及冷轧退火等工艺生产的板材，广泛应用于航天、航空、潜艇、核电等高新技术领域。

钛在882℃以下为密排六方结构，是一种各向异性显著的材料。工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大，因此在钛材生产过程中，经冷、热加工后，为了恢复塑性，得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能，应进行再结晶退火。钛由于具有很高的化学活泼性，与空气中的氧、氮有极高的亲和力，氧和氮对钛污染的结果是使钛强度和硬度增高而塑性降低。目前，工业纯钛及其钛合金的退火一般采用真空炉退火的方式，能够保证与空气隔绝并能析出前工序吸附的氢气。由于真空炉退火需要增加真空泵等装置，结构复杂；而且由于钛及其钛合金为热的不良导体，真空退火进一步加剧了热传导缓慢，因此只能缓慢升温和降温，造成真空退火时间长、生产效率低。

全氢或氮氢罩式退火炉是对冷钢带卷用高纯度氢气或氮氢做为保护气氛，对钢板卷进行光亮式退火的设备，主要保护气氛介质是氢气，中间用氮气吹扫置换。如果用于钛带卷板的退火，钛金属会易吸氢，发生化学反应生成TiH₂，生产氢脆；高温下，钛与氮不仅会反应产生金黄色的氮化钛，而且氮在钛中的溶解度较高，强烈提高强度降低塑性，不能满足钛带卷板产品性能和表面质量要求。因此，采用成熟的全氢或氮氢罩式退火炉对冷轧钛带卷退火，必须选择氩气等惰性气体作为保护气。但现有钢带卷全氢或氮氢罩式退火炉设备不能直接供入氩气，供入氩气的方式也不明确，所以有必要根据钛带卷退火的工艺要求，设计制造一种新的辅助装置，向全氢或氮氢罩式退火炉供入氩气做为保护气氛，满足对钛带卷板进行退火的工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、工艺稳定、改造方便、一机多能、可靠性高的冷轧钛带卷惰性气保护罩式退火方法及其装置。

本发明的退火方法是这样实现的：包括调压、装炉排气、氮气置换、加热退火、冷却步骤，具体包括：

A、调压：调节氩气供气压力至200～400mbar；

B、装炉排气：按装炉计划组垛钛带卷装炉，压紧罩式退火炉之内罩后经冷密封测试，用氮气安全吹扫置换空气；

C、氮气置换：接通罩式退火炉的氩气，进行点火前氩气吹扫置换氮气；

D、加热退火：通入氩气并保持退火炉台料室压力55～70 mbar，按预定工艺对冷轧钛带卷进行升温和保温。

E、冷却出炉：保温结束后对冷轧钛带卷进行风冷或水冷，冷却结束后关闭退火炉氩气连接通道并出炉；

本发明的退火装置是这样实现的：包括罩式退火炉、氮气供应装置，所述氮气供应装置与罩式退火炉内罩连通，还包括氩气供应装置，所述氩气供应装置与罩式退火炉内罩连通。

本发明与现有技术相比，具有以下特点：

1、本发明实现了普通钢带卷罩式退火炉对钛卷板的退火，退火方法效率高、工艺性能稳定，产品能够达到标准要求。

2、现有罩式退火炉改造方便，退火装置在不需要对钛卷板退火的时候，可以随时恢复对冷钢带卷的退火，实现了罩式退火炉一机多能。

3、罩式退火炉钛卷板退火过程中，氩气流量、压力等参数及各进气、排气阀门可以接入原退火炉自动控制系统，实现远程实时显示和自动控制。

4、不须频繁抽堵盲板工作，避免抽堵盲板带来的漏气等隐患。

附图说明

图1为本发明退火方法工艺流程示意图；

图2为本发明退火装置结构示意图；

图中：100-调压、200-装炉排气、300-氮气置换、400-加热退火、500-冷却出炉，1-罩式退火炉、2-氮气供应装置、21-氮气总管、22-氮气阀、3-氩气供应装置、31-液氩气瓶、32-氩气缓冲装置、33-调节阀、34-氩气阀、35-气管、36-氩气总管、37-换热器、38-压力表、4-流量表、5-差压送变器、6-进气阀、7-排气阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所述的退火方法包括调压、装炉排气、氮气置换、加热退火、冷却步骤，具体包括：