CN103386587B - 一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械制造领域，提供了一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法，该碾制大型环件用离心空心钢锭的方法包括以下步骤：实验室模拟实验，设计各成分和标准；开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺；确定离心环坯碾环工艺；生产离心空心钢锭；本发明的钢锭利用率高，最高可达82％-85％，节约金属，用空心钢锭锻造空心锻件时，每1吨锻件的金属消耗量可节约16％，加热时间缩短，与实心钢锭比较，最多可缩短51％，节约锻造时间，与传统工艺相比较，最多能节约44％，降低锻造难度1.5～2倍，大幅降低其生产成本，较好的解决了现有大型环锻件及离心空心钢锭的生产工艺制造周期长，质量不高，工作效率低的问题，此外，本发明操作简单，技术先进，提高了大型环件的质量。

Description

一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法

技术领域

本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法。

背景技术

随着装备制造业和风电产业的快速发展，国内外大型环锻件和离心空心钢锭生产厂钢锭需求量日趋增长，市场供不应求，大型环锻件及离心空心钢锭的生产工艺是采用实心钢锭或大型连铸坯经过压钳口、倒棱、下料、镦粗，冲孔等工序后，才能进行锻制及辗环，火次多，制造周期长，钢锭利用率低，理论上采用空心钢锭生产环形、筒形锻件和大型法兰将大幅提高钢锭利用率、节约金属、缩短加热时间、提高生产效率和降低能源消耗，嘉峪关和酒泉地区风力发电产业的发展空间位居国内前列，有很强的资源优势，前景非常广阔。

西部重工已形成年产风电塔筒800套的生产能力，需外购风电塔筒连接法兰800套，总计8000吨以上，因此，西部重工立足自身多年发展铸钢和离心铸造的优势，通过本项目的研发，使西部重工掌握大型环件专用钢的化学成分控制技术，厚壁轻偏析离心浇铸工艺技术和离心环坯辗环工艺技术，生产大型环锻件及离心空心钢锭，不仅开创了国内外大型环锻件和离心空心钢锭生产工艺，为西部重工节约大量采购资金，取得经济效益，还将为西部重工今后重型装备制造及占领西北地区大型法兰和环锻件市场奠定坚实的基础。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法，旨在解决现有大型环锻件及离心空心钢锭的生产工艺制造周期长，质量不高，工作效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法，所述碾制大型环件用离心空心钢锭的方法包括以下步骤：

实验室模拟实验，设计各成分和标准；

开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺；

确定离心环坯碾环工艺；

生产离心空心钢锭。

进一步、所述实验室模拟实验的具体流程为：

确定离心空心钢锭专用钢的化学成分；

设计合金成份；

确定优化的成分；

组织性能控制标准。

进一步、所述开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺的步骤为：

采用水平离心浇铸方法；

获得超厚壁管坯；

高效环切与预处理工序；

获得环坯。

进一步、所述碾制大型环件用离心空心钢锭的方法具体的流程为：先在实验室进行模拟实验，设计离心空心钢锭专用钢的化学成分，优化其冶炼工艺；开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺，采用电弧炉炼钢、LF钢包精炼和卧式离心浇铸方法获得空心钢锭，再经高效环切与热处理工序获得环坯；并确定离心环坯辗环工艺，按创新辗环工艺外委环坯生产大型环锻件。

进一步、所述开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺采用水平离心浇铸方法获得超厚壁管坯，再经高效环切与预处理工序获得环坯。

附图说明

图1是本发明实施例提供的碾制大型环件用离心空心钢锭的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的实验室模拟的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例的碾制大型环件用离心空心钢锭的方法包括以下步骤：

S101：实验室模拟实验，设计各成分和标准；

S102：开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺；

S103：确定离心环坯碾环工艺；

S104：生产离心空心钢锭。

如图2所示，本发明实施例的实验室模拟的步骤流程：

S201：确定离心空心钢锭专用钢的化学成分；

S202：设计合金成份；

S203：确定优化的成分；

S204：组织性能控制标准。

如图3所示，本发明实施例的开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺步骤示意图：

S301：采用水平离心浇铸方法；

S302：获得超厚壁管坯；

S303：高效环切与预处理工序；

S304：获得环坯。

本发明的原理为：本发明通过联合开发的方式，先在实验室进行模拟实验，设计离心空心钢锭专用钢的化学成分；优化其冶炼工艺；开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺；采用电弧炉炼钢、LF钢包精炼和卧式离心浇铸方法获得空心钢锭(超厚壁管坯)，再经高效环切与热处理工序获得环坯；并确定离心环坯辗环工艺，按创新辗环工艺外委环坯生产大型环锻件，具体工作原理为：

(1)、确定离心空心钢锭专用钢的化学成分，设计合金成份，确定优化的成分、组织性能控制标准。

(2)、厚壁轻偏析离心浇铸工艺开发：新流程技术的主要特色是采用水平离心浇铸方法获得超厚壁管坯，再经高效环切与预处理工序获得环坯。

(3)、离心环坯辗环工艺开发：以离心环坯为原材料的辗环工艺与普通环轧工艺不同之处在于：环坯基本无偏心，易于快速进入稳定轧制状态，粗辗环中间坯尺寸精度好；环件总压缩比小，大大缩短了工艺流程，降低了工序成本；凝固末端在环内侧，坯料致密度高，没有普通环坯的中间夹杂物密集区，排气和排渣性能好，气体和夹杂物总量低于普通环轧坯；离心铸造管坯由于超重力近百倍的凝固条件，组织性能不同与一般静态浇铸，其晶粒度比一般静态浇铸细小，基本没有发达的柱状晶组织、疏松缺陷远小于一般静态浇铸，环件内部质量和径向性能显著优于普通环轧。但离心浇铸环坯的轴向轧制强度大，目的在于利用轴向轧制提高的压缩比，来保证环件内部金属组织性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种碾制大型环件用离心空心钢锭的方法，其特征在于，所述碾制大型环件用离心空心钢锭的方法包括以下步骤：

实验室模拟实验，设计各成分和标准；

开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺；

确定离心环坯碾环工艺；

生产离心空心钢锭；

所述实验室模拟实验的具体流程为：

确定离心空心钢锭专用钢的化学成分；

设计合金成份；

确定优化的成分；

组织性能控制标准；

所述开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺的步骤为：

采用水平离心浇铸方法；

获得超厚壁管坯；

高效环切与预处理工序；

获得环坯；

所述碾制大型环件用离心空心钢锭的方法具体的流程为：先在实验室进行模拟实验，设计离心空心钢锭专用钢的化学成分，优化其冶炼工艺；开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺，采用电弧炉炼钢、LF钢包精炼和卧式离心浇铸方法获得空心钢锭，再经高效环切与热处理工序获得环坯；并确定离心环坯辗环工艺，按创新辗环工艺外委环坯生产大型环锻件；

所述开发厚壁轻偏析离心浇铸工艺采用水平离心浇铸方法获得超厚壁管坯，再经高效环切与预处理工序获得环坯。