一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装及成形方法与流程

本发明涉及锥形筒体锻件成形，尤其涉及一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装及成形方法。

背景技术：

1、随着石油化工技术的发展和对石油更高效利用的需求，沸腾床加氢反应器得到了快速的发展。沸腾床反应器是石油加氢工业中除固定床以外应用最多的反应器形式，沸腾床反应器体积较大，反应器壳体厚度及直径大。

2、近年来，高质量发展理念不断深入，为满足石化行业生产设备高端化、绿色、低能耗的需求，国内研发出轻量化沸腾床加氢反应器，特点是包含变径的锥形筒体锻件。

3、上述的锥形筒体锻件属于超大直径、超大壁厚加氢反应器锻件，采用传统扩孔方式制造将超过现有扩孔马架或压机高度尺寸的限制，导致无法成形该尺寸和吨位的超大直径锥形筒体锻件。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装及成形方法，用以解决由于现有锥形筒体锻件的成形工装辅具及压机空间行程受限的问题，无法实现大端直径大于等于φ6700mm的超大直径锥形筒体锻件的一体化扩孔成形的技术问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装，包括可调马架组件、马杠组件和增高垫板组件；

4、可调马架组件包括坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架；超大直径锥形筒体锻件坯料套设于马杠组件上，坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架分别支撑在马杠组件的两端；增高垫板组件用于对坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架进行垫高。

5、在一种可能的设计中，马杠组件包括分体马杠、锥形斜套和定位环；

6、锥形斜套套设在分体马杠上，定位环用于固定锥形斜套。

7、在一种可能的设计中，分体马杠为柱状体；

8、分体马杠包括依次连接的第一段杠体、第二段杠体、第三段杠体和第四段杠体；第一段杠体的直径大于第二段杠体的直径；第二段杠体和第四段杠体的直径均大于第三段杠体的直径。

9、在一种可能的设计中，锥形斜套套设于第二段杠体上，定位环设于第三段杠体上并与锥形斜套的大端相连。

10、在一种可能的设计中，马杠组件还包括多个螺栓，第三段杠体和定位环上的对应位置处设有多个螺纹孔；多个螺栓用于将定位环固定在第三段杠体上。

11、在一种可能的设计中，定位环包括两个半圆形环，两个半圆形环的宽度等于第二段杠体的宽度。

12、另一方面，本发明还提供了一种超大直径锥形筒体锻件的成形方法，采用上述的成形工装，成形方法包括以下步骤：

13、步骤1、预制超大直径锥形筒体锻件毛坯，并在走台上装配成形工装；

14、步骤2、对预制的超大直径锥形筒体锻件毛坯进行加热，并将加热后的毛坯放置于马杠组件中的锥形斜套上；

15、步骤3、先将毛坯与马杠组件吊起并放在可调马架组件上；然后移动走台，将成形工装连同坯料一起移入压机内部；

16、步骤4、利用压机将锥形筒体锻件坯料扩孔至一定尺寸；

17、步骤5、在可调马架组件下方各垫相同数量的增高垫板组件，并将增高垫板组件与与其对应的可调马架组件固定好，然后重复步骤2至步骤4，以继续对坯料进行扩孔；

18、步骤6、再次在可调马架组件下方各垫相同数量的增高垫板组件；并将增高垫板组件与与其对应的可调马架组件固定好，然后重复步骤2至步骤4，以将毛坯扩孔成形，得到超大直径锥形筒体锻件。

19、进一步地，在步骤2中，对预制的超大直径锥形筒体锻件毛坯进行加热时，加热温度为1230℃～1250℃，加热时间为5～10h。

20、进一步地，装配成形工装时，将锥形斜套套设于分体马杠上的第二段杠体上。

21、进一步地，在所述步骤1中，将坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架固定在走台上。

22、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

23、(1)本发明可有效解决现有锥体扩孔工装辅具及压机空间高度空间尺寸受限的问题，能够实现超大型锥形筒体锻件的仿形锻造，尤其可实现大直径轻量化沸腾床加氢反应器锥形筒体锻件的仿形锻造成形，锻件金属流线完整，各部位变形均匀，满足超大型锥形筒体石化锻件的均质化要求；同时，还可以缩短制造周期、降低制造成本。

24、(2)本发明通过在坯料小端支撑马架上设置定位方箱，能够防止坯料扩孔间隙翻转时沿其轴线方向出现较大的位移。

25、(3)本发明通过在锥形斜套的大端处设置环带，能够起到固定坯料的位置的作用，防止坯料向其大端方向窜动。

26、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，包括可调马架组件、马杠组件和增高垫板组件；

2.根据权利要求1所述的超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，所述马杠组件包括分体马杠、锥形斜套和定位环；

3.根据权利要求2所述的超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，所述分体马杠为柱状体；

4.根据权利要求3所述的超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，所述锥形斜套套设于所述第二段杠体上，所述定位环设于所述第三段杠体上并与锥形斜套的大端相连。

5.根据权利要求4所述的超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，所述马杠组件还包括多个螺栓，所述第三段杠体和所述定位环上的对应位置处设有多个螺纹孔；多个所述螺栓用于将所述定位环固定在所述第三段杠体上。

6.根据权利要求5所述的超大直径锥形筒体锻件的成形工装，其特征在于，所述定位环包括两个半圆形环，所述两个半圆形环的宽度等于所述第二段杠体的宽度。

7.一种超大直径锥形筒体锻件的成形方法，其特征在于，采用权利要求6所述的成形工装，所述成形方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的超大直径锥形筒体锻件的成形方法，其特征在于，在所述步骤2中，对预制的超大直径锥形筒体锻件毛坯进行加热时，加热温度为1230℃～1250℃，加热时间为5～10h。

9.根据权利要求8所述的超大直径锥形筒体锻件的成形方法，其特征在于，装配成形工装时，将锥形斜套套设于分体马杠上的第二段杠体上。

10.根据权利要求9所述的超大直径锥形筒体锻件的成形方法，其特征在于，在所述步骤1中，将坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架固定在走台上。

技术总结
本发明公开了一种超大直径锥形筒体锻件的成形工装及成形方法，属于锥形筒体锻件成形技术领域；解决了由于现有锥形筒体锻件的成形工装辅具及压机空间行程受限，无法实现大端直径大于等于φ6700mm的超大直径锥形筒体锻件的一体化扩孔成形的技术问题。本发明的超大直径锥形筒体锻件的成形工装包括可调马架组件、马杠组件和增高垫板组件；可调马架组件包括坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架；超大直径锥形筒体锻件坯料套设于马杠组件上，坯料大端支撑马架和坯料小端支撑马架分别支撑在马杠组件的两端；增高垫板组件用于对锻件大端支撑马架和锻件小端支撑马架进行垫高。本发明能够实现大端直径大于等于φ6700mm的超大直径锥形筒体锻件的一体化扩孔成形。

技术研发人员：李行波,刘凯泉,刘敬杰,周岩,冯永亮,高润哲,黄保国
受保护的技术使用者：天津重型装备工程研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/16