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)等領域中的應用愈來愈廣泛，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)等領域取得了長足的進步和發(fā)展，但是特種合金材料生產(chǎn)技術嚴重制約著這些尖端領域的高速發(fā)展，國內(nèi)相關行業(yè)一直依賴原材料和成品的進口來維持生產(chǎn)。這使我們深刻認識到，高精尖技術的應用，必須依靠中國制造的堅強后盾。
“以軋代鍛”的先進方案
（1）材料特性研究
中冶京誠旗下北京京誠瑞信長材工程技術有限公司通過與國內(nèi)知名院校和相關生產(chǎn)企業(yè)展開深入合作，完成了21-4N、GH625、TC4等多個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－應變關系模型，為各特種合金軋制工藝設計提供了數(shù)據(jù)支撐。
圖1 特種合金變形抗力-應變曲線
（2）軋制工藝技術研究
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，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，即由二輥可逆橫移軋機和連軋機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。在此基礎上，完成了特種合金棒線材軋制工藝流程設計、生產(chǎn)線工藝平面布置、軋制孔型設計及軋制溫度計算等軋制工藝技術研究工作，為核心裝備的研發(fā)提供了設計依據(jù)。
圖2 特種合金恒溫軋制溫度曲線
“精益高效”的核心設備
可逆橫移開坯機
作為特種合金棒線材生產(chǎn)線的粗軋設備，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）兩種機型，可以適應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)棒線材項目中成功應用。
與傳統(tǒng)開坯機相比，采用可逆橫移開坯機軋線固定，減少了工作輥道和延伸輥道的長度，取消了復雜的橫移翻鋼機構(gòu)，大大降低了設備投資，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，同時實現(xiàn)了全自動控制，減少了人工強度。
與連軋粗軋機組相比，采用可逆橫移開坯機提高了軋制速度，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、坯料種類多等特點的特種合金生產(chǎn)模式。
圖3 可逆橫移開坯軋機
小延伸高線精軋機
作為線材生產(chǎn)線的終軋設備，根據(jù)線材精軋工藝孔型設計和速比設計，中冶京誠瑞信長材自主研發(fā)了小延伸高線精軋機組，特別適合特種合金線材的軋制要求，并在太鋼高線項目中成功應用，助力“筆尖鋼”書寫中國力量。
與傳統(tǒng)大延伸的高線精軋機相比，小延伸高線精軋機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組中的累積溫升，從而可提高成品軋制速度上限和連軋機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
結(jié)語
作為國內(nèi)冶金行業(yè)首屈一指、比肩國際先進水平的專業(yè)化長材工程技術公司，中冶京誠瑞信長材數(shù)十年來以提升中國鋼鐵工業(yè)裝備技術水平為己任，始終致力于長型材工藝技術的創(chuàng)新研究和先進智能裝備的研發(fā)。特種合金工藝技術及核心裝備的成功研發(fā)和應用，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)濟效益和產(chǎn)品競爭力，中冶京誠瑞信長材以“冶金建設國家隊”排頭兵的高技術、高質(zhì)量水平，賦能行業(yè)發(fā)展，扛鼎大國重器。
