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以軋代鍛!中冶京誠特種合金生產(chǎn)新模式扛鼎大國重器

2021-09-30 09:09:00

  特種合金是以特殊不銹鋼、高溫合金、耐蝕合金、鈦合金等為代表的特殊合金材料。良好的高溫蠕變性能,優(yōu)異的抗腐蝕性能和磨蝕性能,以及良好的長期組織穩(wěn)定性和工藝性能,使特種合金在航空航天、能源工業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用愈來愈廣泛,地位愈來愈重要。
  由于合金變形抗力大、熱變形塑形差和熱加工溫度范圍窄,特種合金的熱加工是一大技術(shù)難題。傳統(tǒng)的熱加工主要采用電渣錠或者特冶坯,通過“鍛造開坯+橫列式軋制”的加工工藝方法。這種多火鍛造和小坯料橫列式軋制的工藝流程導(dǎo)致特種合金熱加工成本高、成材率低、表面質(zhì)量差,大大制約和影響了特種合金的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
  近年來,我國在航空航天、能源工業(yè)等領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展,但是特種合金材料生產(chǎn)技術(shù)嚴(yán)重制約著這些尖端領(lǐng)域的高速發(fā)展,國內(nèi)相關(guān)行業(yè)一直依賴原材料和成品的進(jìn)口來維持生產(chǎn)。這使我們深刻認(rèn)識到,高精尖技術(shù)的應(yīng)用,必須依靠中國制造的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
  “以軋代鍛”的先進(jìn)方案
 ?。?)材料特性研究
  中冶京誠旗下北京京誠瑞信長材工程技術(shù)有限公司通過與國內(nèi)知名院校和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)展開深入合作,完成了21-4N、GH625、TC4等多個(gè)特種合金材料的熱物性參數(shù)和在不同變形參數(shù)下熱變形特性及組織演化規(guī)律的研究,并建立了統(tǒng)一的材料變形抗力-應(yīng)變關(guān)系模型,為各特種合金軋制工藝設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐。
圖1 特種合金變形抗力-應(yīng)變曲線
  (2)軋制工藝技術(shù)研究
  考慮到特種合金材料熱變形難、熱加工溫度范圍窄、批量小、坯料種類多等特點(diǎn),結(jié)合以上特種合金材料特性參數(shù)的研究成果,中冶京誠瑞信長材創(chuàng)新性地提出了特種合金材料的特殊軋制工藝技術(shù),即由二輥可逆橫移軋機(jī)和連軋機(jī)組組成的新型半連軋工藝,并根據(jù)不同的材料特性引入恒溫軋制理念和小延伸變形理念。在此基礎(chǔ)上,完成了特種合金棒線材軋制工藝流程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線工藝平面布置、軋制孔型設(shè)計(jì)及軋制溫度計(jì)算等軋制工藝技術(shù)研究工作,為核心裝備的研發(fā)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
圖2 特種合金恒溫軋制溫度曲線
  “精益高效”的核心設(shè)備
  可逆橫移開坯機(jī)
  作為特種合金棒線材生產(chǎn)線的粗軋?jiān)O(shè)備,根據(jù)目前特種合金不同坯料斷面大小,中冶京誠瑞信長材開發(fā)了BDM650和BDM850(國內(nèi)首套最大橫移軋機(jī))兩種機(jī)型,可以適應(yīng)高溫合金和鈦合金等特種合金的粗軋開坯需求,為鋼鐵企業(yè)和有色加工企業(yè)提供了最佳生產(chǎn)方式。該核心裝備已在咸陽天成鈦業(yè)棒線材項(xiàng)目中成功應(yīng)用。
  與傳統(tǒng)開坯機(jī)相比,采用可逆橫移開坯機(jī)軋線固定,減少了工作輥道和延伸輥道的長度,取消了復(fù)雜的橫移翻鋼機(jī)構(gòu),大大降低了設(shè)備投資,縮短了軋制節(jié)奏,減少了軋件的劃傷,可獲得良好的表面質(zhì)量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制,減少了人工強(qiáng)度。
  與連軋粗軋機(jī)組相比,采用可逆橫移開坯機(jī)提高了軋制速度,減少了軋件溫降,可逆軋制減小了頭尾溫差,特別適合具有熱加工溫度范圍窄、批量小、坯料種類多等特點(diǎn)的特種合金生產(chǎn)模式。
圖3 可逆橫移開坯軋機(jī)
  小延伸高線精軋機(jī)
  作為線材生產(chǎn)線的終軋?jiān)O(shè)備,根據(jù)線材精軋工藝孔型設(shè)計(jì)和速比設(shè)計(jì),中冶京誠瑞信長材自主研發(fā)了小延伸高線精軋機(jī)組,特別適合特種合金線材的軋制要求,并在太鋼高線項(xiàng)目中成功應(yīng)用,助力“筆尖鋼”書寫中國力量。
  與傳統(tǒng)大延伸的高線精軋機(jī)相比,小延伸高線精軋機(jī)改善了線材的成品尺寸精度和產(chǎn)品性能,減少了軋件在精軋機(jī)組中的累積溫升,從而可提高成品軋制速度上限和連軋機(jī)組入口中間斷面的咬入速度,縮小了軋件頭尾溫差,降低了軋件燙輥的危害,為鋼鐵企業(yè)和有色加工企業(yè)提供了更優(yōu)的特種合金線材軋制工藝。
圖4 小延伸高線精軋機(jī)
  結(jié)語
  作為國內(nèi)冶金行業(yè)首屈一指、比肩國際先進(jìn)水平的專業(yè)化長材工程技術(shù)公司,中冶京誠瑞信長材數(shù)十年來以提升中國鋼鐵工業(yè)裝備技術(shù)水平為己任,始終致力于長型材工藝技術(shù)的創(chuàng)新研究和先進(jìn)智能裝備的研發(fā)。特種合金工藝技術(shù)及核心裝備的成功研發(fā)和應(yīng)用,不僅開辟了特種合金棒線材生產(chǎn)的新模式,也為客戶提高了經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品競爭力,中冶京誠瑞信長材以“冶金建設(shè)國家隊(duì)”排頭兵的高技術(shù)、高質(zhì)量水平,賦能行業(yè)發(fā)展,扛鼎大國重器。

來源:中國冶金報(bào)-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

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