CN101422860A - 平焊法兰热卷工艺 - Google Patents

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郭世杰
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本发明涉及一种平焊法兰热卷工艺，其工艺步骤为：先将钢坯入炉加热，随即按照法兰毛坯厚度和宽度将热钢坯轧制成横截面为近似等腰梯形的条状热轧扁钢板；再将条状热轧扁钢向其较窄的侧边方向做圆弧卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层圆钢圈；然后将螺旋形相连的多层圆钢圈沿其母线方向切割成独立分离的圆钢圈；之后对每个独立分离的圆钢圈在温度700℃以上压平、焊对接口，制成法兰毛坯。本发明的平焊法兰热卷工艺，克服现有法兰生产工艺上存在的原材料浪费、法兰毛坯精度不高、生产效率低的缺点，可实现多圆卷曲的大批量生产，速度快，质量高，大大提高生产效率。还可以在热卷时解决了头、尾部直线段问题，提高了原材料利用率，操作方便，容易推广实施，具有较好的社会和经济效益。

Description

平焊法兰热卷工艺
一、技术领域：
本发明涉及一种将钢坯制成平焊法兰的工艺技术，特别是涉及一种平焊法兰热卷工艺。
二、背景技术：
随着经济的快速发展，我国各种液体和气体的管道输送工程应用越来越广泛，各种管道的连接都离不开法兰。法兰的制作都是将法兰毛坯进行精加工制成精密的法兰盘。目前，法兰的毛坯可以用板料，棒材，锻造，铸造等，铸造因缺陷多，比如气孔，夹砂，等不宜作有高压力高强度的法兰。因此，平焊法兰就成了不可缺少的配套产品。平焊法兰是先制作法兰毛坯，然后将法兰毛坯进行精加工，所以，加工成本的高低取决于法兰毛坯的精确度。目前法兰毛坯的制作主要采用锻打成型和切割成型。这两种制作方法存在着共同的缺点。一是加工粗糙，几何尺寸误差大，增加了精加工工序的劳动强度和加工成本，降低了成品率，二是生产效率极低。
目前，部分厂家又采用了冷卷的方法制作平焊法兰毛坯，虽然生产效率有所提高，但头部和尾部的直线段无法排除，只有把直线段割掉，这样废品料头增加，原材料不能充分利用，同时也增加了生产成本。并且每次只能卷一个，效率仍然很低。专利号为200510017885.7的中国发明专利公开了一种钢板热卷制平焊法兰工艺技术，它包含有将钢板在卷板机上卷制成筒状；根据欲制法兰的规格，选用钢板的厚度和长度均应适当增加，钢板预热时，控制升温150℃/h，预热完成时，快速升温300℃/h，卷制温度为800～1000℃，卷制完成后钢板温度在500℃以上，卷后将卷筒竖直立放，闭合口采用X型坡口焊接，校圆时将工件加热至800～1000℃置于卷板机上进行，至工件表面温度500℃以下时停止，再整体消除焊缝应力热处理后，在车床上精加工。该发明卷制成平焊法兰虽然在一定程度上实现省工、省时和节约原材料的优点，然而其所采用的钢板必须事先预选出适合的厚度和长度，其厚度和长度必须留有较大余地，浪费原材料，也增加制造成本和工作量，而且该专利的生产工艺每次只能实现一个法兰毛坯生产，效率较低。公开号为CN 1817556A的中国发明专利“一种法兰的制作方法”较详细的描述了将条状扁钢热卷成法兰坯体的过程，但其热卷的条状扁钢的横截面为矩形，从而使其在卷曲时出现内外径厚度不等现象，为下道工序乃至以后的精加工都带来麻烦，而且浪费原材料；并且在该专利方法中需要将条状扁钢再加热至700～900℃，从而进一步浪费燃料资源和加大操作工序。
三、发明内容：
本发明是克服现有技术中平焊法兰毛坯制作技术的缺陷，提供一种平焊法兰热卷工艺。
技术方案：
一种平焊法兰热卷工艺，其工艺步骤为：
(1)先将钢坯入炉加热至1100-1200℃，随即按照法兰毛坯厚度和宽度将热钢坯轧制成横截面为近似等腰梯形的条状热轧扁钢板，即条状热轧扁钢的两侧边宽度不相等；
(2)再将(1)的条状热轧扁钢向其较窄的侧边方向做圆弧卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层圆钢圈；
(3)然后将螺旋形相连的多层圆钢圈沿其母线方向切割成独立分离的圆钢圈；
(4)之后对每个独立分离的圆钢圈在温度700℃以上压平、焊对接口，制成法兰毛坯。
以上工艺过程为连贯性作业，即一次性对钢坯加热后，在温度逐渐降低至不同的温度点时，对其进行相应的加工。
所述轧制温度为1100～1150℃。
所述钢坯轧制成横截面为等腰梯形的条状热轧扁钢，即条状热轧扁钢的两侧边宽度不相等。
对所述热轧扁钢卷曲时，预先按照法拉毛坯内孔制作出特定型号的圆柱形模具作内衬，具体方法是：将热轧扁钢一端竖立固定在所述圆柱形模具表面，并保持热轧扁钢的窄侧边贴紧圆柱形模具表面；将热轧扁钢沿窄侧边一侧向模具表面卷曲成螺旋形首尾依次相连的多层等直径圆钢圈，或者在限定热轧扁钢另一端不翻转情况下再转动模具，使窄侧边与圆柱形模具表面相接触卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层等直径圆钢圈。
所述每个热轧扁钢在卷曲结束时，采用强力顶推装置将热轧扁钢末端按压在所述圆柱形模具表面。
所述强力顶推装置为液压顶推装置。
所述卷曲温度为820～960℃。
本发明的有益效果：
1、本发明的平焊法兰热卷工艺，克服现有法兰生产工艺上存在的原材料浪费、法兰毛坯精度不高、生产效率低的缺点，可实现多圆卷曲的大批量生产，速度快，质量高，大大提高生产效率。
2、本发明的平焊法兰热卷工艺，还可以在热卷时解决了头、尾部直线段问题，提高了原材料利用率。
3、本发明的平焊法兰热卷工艺，几何尺寸精确，直接采用横截面为近似等腰梯形的条形热钢板进行卷起，保证卷起后钢圈的内、外径基本上合度一致，平整度好，成材率高，降低了加工成本，避免了法兰在冷拉强弯时可能发生的断裂情况。
4、本发明的平焊法兰热卷工艺，将钢坯一次性加热后，在不同的温度范围对其实施相应的加工，实现法兰的流水线作业。
5、本发明的平焊法兰热卷工艺，操作方便，容易推广实施，具有较好的社会和经济效益。
四、附图说明：
图1是横截面为近似等腰梯形条形热轧扁钢；
图2是本发明的热卷状态立体结构参考示意图；
图3是本发明的热卷状态侧面结构示意图；
图4是螺旋形首尾依次相连的多层圆钢圈示意图；
图5-1是分离的单个圆钢圈示意图；
图5-2是分离的单个圆钢圈压平并焊接后的法兰毛坯示意图；。
五、具体实施方式：
实施例一：参见图1、图2、图3、图4、图5-1、图5-2，图中编号1a为条状热轧扁钢板，1b为热卷后的圆钢圈，2为螺旋形多层圆钢圈的母线切割线，3为某一特定型号的圆柱形模具，4为切割后的错口，5为焊缝。
一种平焊法兰热卷工艺，其工艺步骤为：
(1)先将钢坯装炉加热、并轧制成所需要的条状热轧扁钢板1a，轧制温度为1100～1150℃；将所述钢坯轧制成横截面为等腰梯形的条状热轧扁钢1a，即条状热轧扁钢的两侧边宽度不相等。采用两侧边宽度不等热轧扁钢，可以在下道工序卷曲时，使卷曲后的圆钢圈的内外侧厚度相同或近似相同，从而为后续的精加工提供方便，节约原材料。
(2)将条状热轧扁钢1a沿其一侧边做圆弧卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层圆钢圈。卷曲温度为820～960℃(如图1和图2所示)。
对所述热轧扁钢卷曲时，采用特定型号的圆柱形模具3作内衬，具体方法是：在圆柱形模具3上固定有可调式头部夹具，将条状的热轧扁钢插入可调式头部夹具中，并保持热轧扁钢的窄侧边贴紧圆柱形模具3表面，在限定热轧扁钢不随圆柱形模具3旋转情况下，旋转圆柱形模具3使扁钢头部紧密贴合在模具表面上，从而消除了工件即热轧扁钢1a头部直线段。继续旋转圆柱形模具3，保持热轧扁钢沿窄侧边一侧向模具表面卷曲，同时横向移动(例如采用减少电机控制移位机构)圆柱形模具，避免了多圆卷曲工件重叠，从而将热轧扁钢制成螺旋形首尾依次相连的多层等直径圆钢圈1b(如图3所示)。
当工件即将卷完时，启动液压顶钢装置，通过顶压端顶住工件外圆，使工件尾部紧密贴合在模具上，消除了工件尾部直线段。由于条状热轧扁钢的首部和尾部均充分利用，从而解决了传统法兰毛坯制作时两端多余原材料的浪费问题。
本专利工艺卷曲后，可同时产生多层圆钢圈1b，从而大大提高生产效率，克服了现有技术每次只能生产一个单件的缺陷。
(3)将螺旋形相连的多层圆钢圈沿其母线2方向切割成独立分离的圆钢圈1b；在卷曲后首部和尾部基本上位于同一母线2上，并以该母线为准进行切割，保持不浪费任何原材料。
(4)所切割的每个独立分离的圆钢圈，其切口处于错位状态(如图4所示)，然后对每个独立分离的圆钢圈在温度700℃以上压平、焊对接口，制成法兰毛坯。
(5)将法兰毛坯进行精加工。由于采用本专利工艺生产的法兰毛坯，根据需要轧制和卷曲，从而具有精度高的优点，为精加工提供方便，也避免造成原材料的浪费。

Claims (6)

1、一种平焊法兰热卷工艺，其特征在于，其工艺步骤为：
(1)先将钢坯入炉加热至1100～1200℃，随即按照法兰毛坯厚度和宽度将热钢坯轧制成横截面为近似等腰梯形的条状热轧扁钢板，即条状热轧扁钢的两侧边宽度不相等；
(2)再将(1)的条状热轧扁钢向其较窄的侧边方向做圆弧卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层圆钢圈；
(3)然后将螺旋形相连的多层圆钢圈沿其母线方向切割成独立分离的圆钢圈；
(4)之后对每个独立分离的圆钢圈在温度700℃以上压平、焊对接口，制成法兰毛坯。
2、根据权利要求1所述的平焊法兰热卷工艺，其特征在于，所述轧制温度为1100～1150℃。
3、根据权利要求1所述的平焊法兰热卷工艺，其特征在于，对所述热轧扁钢卷曲时，预先按照法拉毛坯内孔制作出特定型号的圆柱形模具作内衬，具体方法是：将热轧扁钢一端竖立固定在所述圆柱形模具表面，并保持热轧扁钢的窄侧边贴紧圆柱形模具表面；将热轧扁钢沿窄侧边一侧向模具表面卷曲成螺旋形首尾依次相连的多层等直径圆钢圈，或者在限定热轧扁钢另一端不翻转情况下再转动模具，使窄侧边与圆柱形模具表面相接触卷曲，制成螺旋形首尾依次相连的多层等直径圆钢圈。
4、根据权利要求3所述的平焊法兰热卷工艺，其特征在于，所述每个热轧扁钢在卷曲结束时，采用强力顶推装置将热轧扁钢末端按压在所述圆柱形模具表面。
5、根据权利要求4所述的平焊法兰热卷工艺，其特征在于，所述强力顶推装置为液压顶推装置。
6、根据权利要求1-5任一权利要求所述的平焊法兰热卷工艺，其特征在于，所述卷曲温度为820～960℃。
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