一种管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法，属于管板锻造技术领域，解决了现有压力机无法对超出档距的超大型管板采用自由锻的方式进行整体成形的问题。本发明专利技术的坯料包括体内锻造区以及位于体内锻造区边缘的体外锻造区；体内锻造区的厚度小于体外锻造区的厚度，所述体内锻造区的厚度为管板成形的最终尺寸。本发明专利技术的制作方法为在锻压设备内，对原始坯料进行墩粗和展宽；对待处理坯的中心区域进行锻造，形成体内锻造区，未开凹和精整部分为体外锻造区，从而制得管板成形的坯料。本发明专利技术的管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法可用于管板的成形。管板体外锻造方法可用于管板的成形。管板体外锻造方法可用于管板的成形。

【技术实现步骤摘要】
一种管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法


[0001]本专利技术属于管板锻造
，具体涉及一种管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法。

技术介绍

[0002]超大型管板是制造超大型化工容器的重要部件，随着我国化工行业的发展，反应器的装机容量逐渐增大，所需超大型管板的直径也越来越大，特别是环氧乙烷或乙二醇炼化反应器，其直径已将近10m，而所需管板的直径近9米。由于此类尺寸的管板，其直径已经超出国内所有自由锻锻压设备的立柱间距，因此制造超大型管板不得不采用多瓣拼焊的制造工艺，此工艺制造成本高，材料利用率低，且制造周期长，更重要的是由于是厚板焊接，焊缝的质量难以保证。
[0003]为此，亟待解决由于现有锻压设备尺寸限制而无法将超大型管板进行整锻的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种管板成形的坯料及其制作方法、管板体外锻造方法，解决了现有压力机无法对超出档距的超大型管板采用自由锻的方式进行整体成形的问题。
[0005]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了一种管板成形的坯料，包括体内锻造区以及位于体内锻造区边缘的体外锻造区，体内锻造区的厚度小于体外锻造区的厚度，体内锻造区的厚度为管板成形的最终尺寸，坯料沿轴向的截面形状为工字型，即上述坯料的形状为中间薄周围厚的形状。
[0007]进一步地，坯料的体外锻造区外径小于锻压设备的立柱间距。
[0008]进一步地，立柱间距与坯料的体外锻造区外径之差为100～150mm。
[0009]进一步地，体内锻造区直径采用如下公式计算：
[0010][0011]其中，d为体内锻造区直径，m；D2为锻压设备的立柱间距，m；L2为立柱外延到锻压设备中心的横向距离，m；L1为体外锻造的工装辅具的锤头与锻压设备中心的横向距离，m；D为坯料的最终直径，m。
[0012]进一步地，体外锻造区厚度H，根据上述计算得到的体内锻造区直径d以及体积不变原则，其采用如下公式计算：
[0013][0014]其中，H为体外锻造区厚度，m；V为管板成形的最终体积，m3；D为坯料的最终直径，
m；h为体内锻造区厚度，m；H为体外锻造区厚度，m。
[0015]本专利技术还提供了一种管板成形的坯料的制作方法，用于制作上述管板成形的坯料，上述制作方法包括如下步骤：
[0016]步骤1：对钢锭进行镦拔下料，得到原始坯料；
[0017]步骤2：在锻压设备内，对原始坯料进行墩粗和展宽，得到待处理坯；
[0018]步骤3：对待处理坯的中心区域进行锻造，形成体内锻造区，未开凹和精整部分为体外锻造区，从而制得管板成形的坯料。
[0019]进一步地，上述步骤3包括如下步骤：
[0020]步骤31：对待处理坯料的一面采用条形锤头进行开凹，然后，采用圆形锤头进行精整，得到单面开凹坯料；
[0021]步骤32：将单面开凹坯料翻转180
°
，在单面开凹处垫设底垫，对待处理坯料的另一面采用圆形锤头进行错移，形成体内锻造区，未开凹和精整部分为体外锻造区，从而制得管板成形的坯料。
[0022]本专利技术提供了一种管板体外锻造方法，包括如下步骤：
[0023]制作管板成形的坯料，坯料的制作方法为上述提供的管板成形坯料的制作方法；
[0024]在锻压设备外，利用工装辅具的锤头对坯料的体外锻造区进行锻造，得到管板。
[0025]进一步地，上述工装辅具包括梁体、锤头和锻造平台，梁体的一端为锻造侧，锤头设于梁体的锻造侧，梁体的另一端为非锻造侧，梁体的非锻造侧与锻压设备的安装面(例如，地面)连接，梁体的锻造侧位于锻压设备的立柱围成的区域外，锻造平台设于锤头的正下方，梁体的上端面与锻压设备的活动横梁连接，将坯料置于锻造平台上；
[0026]在活动横梁的活动过程中，锻造侧绕非锻造侧旋转，锤头对坯料的体外锻造区进行锻造，使得坯料的体外锻造区发生变形，得到管板。
[0027]进一步地，上述工装辅具还包括梁体连接件，活动横梁通过梁体连接件与梁体连接，具体来说，梁体连接件包括上梁体连接板以及挂设于上梁体连接板下方的下梁体连接板，上梁体连接板和下梁体连接板之间为圆柱面接触，上梁体连接板与活动横梁固定连接，下梁体连接板与梁体固定连接。
[0028]进一步地，上述上梁体连接板的凸面半径小于下梁体连接板的凹面半径。
[0029]进一步地，上梁体连接板的凸面半径与下梁体连接板的凹面半径之比为0.9～0.98：1。
[0030]进一步地，上梁体连接板的凸面半径采用如下公式计算：
[0031]δ＝R
×
sinα
[0032]δ为锻压设备的最大偏载中心距，R为上梁体连接板5的凸面半径，α为承力板的最大倾斜角度。
[0033]进一步地，上述工装辅具还包括锤头连接件，上述锤头通过锤头连接件与梁体的锻造侧连接，具体来说，锤头连接件包括上锤头连接板以及挂设于上锤头连接板下方的下锤头连接板，上锤头连接板和下锤头连接板之间为球面接触，上锤头连接板与梁体的锻造侧固定连接，下锤头连接板与锤头固定连接。
[0034]进一步地，上述上锤头连接板的凸面半径小于下锤头连接板的凹面球半径。
[0035]进一步地，上锤头连接板的凸面半径与下锤头连接板的凹面球半径之比为0.9～
0.98：1。
[0036]进一步地，上述工装辅具还包括弹性箱，梁体的非锻造侧通过弹性箱支撑在锻压设备的安装面上。
[0037]进一步地，弹性箱包括箱体、箱盖、弹簧(例如，碟簧)和导柱，导柱的一端通过弹簧支撑于箱体的底部，箱盖盖设于导柱的另一端，箱体与箱盖之间具有空隙，箱体设于锻压设备的安装面上，梁体的非锻造侧支撑在箱盖上。
[0038]进一步地，弹簧包括沿弹簧轴向布置的多个碟簧，多个碟簧构成一套弹簧。
[0039]进一步地，上述弹性箱还包括设于箱体内的弹簧导筒以及设于箱盖内的导柱导筒，弹簧部分置于弹簧导筒内，导柱的另一端插入导柱导筒内。
[0040]进一步地，弹簧导筒和导柱导筒的形状均可以为圆柱形。
[0041]进一步地，上述工装辅具还包括箱体连接件，梁体的非锻造侧通过箱体连接件与弹性箱连接，具体来说，箱体连接件包括上箱体连接板以及挂设于上箱体连接板下方的下箱体连接板，上箱体连接板和下箱体连接板之间为圆柱面接触，上箱体连接板与梁体的非锻造侧固定连接，下箱体连接板与弹性箱固定连接。
[0042]进一步地，上述上箱体连接板的凸面半径小于下箱体连接板的凹面半径。
[0043]进一步地，上箱体连接板的凸面半径与下箱体连接板的凹面半径之比为0.9～0.98：1。
[0044]进一步地，上述工装辅具还包括用于驱动坯料旋转的旋转平台，旋转平台设于锤头的斜下方，锻造平台的一侧。
[0045]进一步地，旋转平台采用气动、液压或外力推动的传动形式进行旋转。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管板成形的坯料，其特征在于，包括体内锻造区以及位于体内锻造区边缘的体外锻造区；所述体内锻造区的厚度小于体外锻造区的厚度，所述体内锻造区的厚度为管板成形的最终尺寸。2.根据权利要求1所述的管板成形的坯料，其特征在于，所述坯料沿轴向的截面形状为工字型。3.根据权利要求1所述的管板成形的坯料，其特征在于，所述坯料的体外锻造区外径小于锻压设备的立柱间距。4.根据权利要求3所述的管板成形的坯料，其特征在于，所述立柱间距与坯料的体外锻造区外径D之差为100～150mm。5.根据权利要求1所述的管板成形的坯料，其特征在于，所述体内锻造区直径采用如下公式计算：D2为锻压设备的立柱间距，L2为立柱外延到锻压设备中心的横向距离，L1为体外锻造的工装辅具的锤头与锻压设备中心的横向距离，D为坯料的最终直径。6.根据权利要求5所述的管板成形的坯料，其特征在于，所述体外锻造区厚度采用如下公式计算：V为管板成形的最终体积，D为坯料的最终直径，h为体内锻造区厚度，H为体外锻造区厚度。7.一种管板成形的坯料的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1至6任一项所述的管板成形的坯料，所述制作方法包括如下步骤：步骤1：对钢锭进行镦拔下料，得到原始坯料；步骤2：在锻压设备内，对原始坯料进行墩粗和展宽，得到待处理坯；步骤3：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓禹，刘凯泉，李行波，刘敬杰，许四海，周岩，胡杰，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：