一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法技术

本发明专利技术涉及一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，属于加工锻造领域，为了解决了现有技术中加氢反应器过渡段与筒体的一体化加工收口困难的问题以及减少制造成本，提高产品质量。本发明专利技术的锻造方法，首先，确定筒体过渡段的特征尺寸参数，根据其特征尺寸制作了筒节收口的专用收口锤头；其次，锻造筒体，将钢锭镦粗冲孔后，进行芯棒拔长，然后扩孔至零件尺寸；最后，多次下压收口，利用专用收口锤头下压工件对端口进行局部收口，旋转工件多次下压从而完成筒体过渡段的锻造成形。本方法实现了加氢反应器过渡段与邻近筒体的一体化锻造，降低了生产成本，提高了生产效率，并减少了整台加氢反应器的焊缝数量，提高了加氢反应器的工作稳定性。

An Integrated Forging Method for Transition Section and Cylinder of Hydrogenation Reactor

【技术实现步骤摘要】
一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法
本专利技术涉及一体化锻造
，尤其涉及一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法。
技术介绍
近年来随着我国国民经济的蓬勃发展，能源及化工原材料产品的需求量越来越大，加氢反应器设备向大型化、重型化、一体化方向发展已成为一种必然趋势。反应器设备要求在更苛刻的高温高压富氢条件下工作，势必对加氢反应器的运行稳定性提出更高的要求。因此加氢反应器的一体化成形技术必将引起广大石化容器设计院的广泛关注。目前，传统的加氢产品锻件制造方法制造成本居高不下，其根本原因在于锻件制造成本高，制造工艺落后，钢液收得率低。因此如何用更为低廉的成本制造出更为优质的加氢锻件是加氢产品制造面临的首要问题。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，用以解决现有加氢产品锻件分开锻造，再焊接成型，制造成本高，制造工艺落后，钢液收得率低，且焊缝数量多导致产品质量稳定性差的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，包括以下步骤：步骤S1：根据加氢反应器尺寸确定筒体过渡段锻件的尺寸参数；步骤S2：制坯过程；对钢锭坯料依次进行气割水冒口、镦粗冲孔、芯棒拔长、扩孔、气割倒角工序，锻造得到坯料过渡段；步骤S3：根据步骤S1中确定的筒体过渡段锻件的尺寸参数，确定收口锤头的结构尺寸；步骤S4：采用收口锤头对所述坯料过渡段进行下压收口，采用多次下压旋转收口的方式完成整体筒体过渡段锻件的锻造。具体地，步骤S1中，筒体过渡段锻件的尺寸参数包括：筒体过渡段锻件的筒体的内径D1和外径D2；筒体过渡段锻件的长度H；收口端的内径D3和外径D4。优选地，收口锤头包括：横梁、第一斜台和第二斜台；第一斜台、第二斜台对称设置在横梁的两端，且与横梁为一体结构；第一斜台上设置有第一收口端面，第二斜台上设置有第二收口端面；第一收口端面、第二收口端面在步骤S4中的下压收口工序中与坯料过渡段接触。具体地，收口锤头的横梁的长度为L，单位mm；第一斜台和第二斜台的长度为l，单位mm；且L＞D2，L-2l＜D3，L、l、D2、D3的单位均为毫米。具体地，收口锤头水平放置时，第一收口端面与第二收口端面相对于水平方向的倾斜角为α，α的范围为20°～30°。具体地，步骤S4中，坯料过渡段依次按0°、90°、45°、90°的顺序依次旋转下压，对称压4锤，完成第一道次下压收口；坯料过渡段继续旋转22.5°，确定第二道次的初始位置；按0°，90°，45°，90°的顺序依次旋转下压，对称压4锤，完成第二道次的下压收口动作；坯料过渡段继续旋转11.25°，确定第三道次的初始位置；按0°，90°，45°，90°的顺序依次旋转下压，对称压4锤，完成第三道次的下压收口动作；坯料过渡段继续旋转22.5°，确定第四道次的初始位置；按0°，90°，45°，90°的顺序依次旋转下压，对称压4锤，完成第四道次的下压收口动作；第四道次下压完成后，收口锤头共压下16锤，坯料过渡段收口完成得到筒体过渡段锻件。具体地，步骤S2中，芯棒拔长工序完成后，坯料长度为H+h，其中h为预留收口锤头对下压收口时的压下量。具体地，收口锤头对坯料过渡段进行下压收口时，每锤的压下量均为h。具体地，步骤S2中的扩孔工序完成后，坯料内径为D1，外径为D2，单位mm。具体地，步骤S4中，坯料过渡段安装在回转台上，并通过回转台带动旋转。采用上述方案至少具有以下有益效果之一：1、本专利技术采用加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造的方法，采用专利技术的锻造方法得到筒体过渡段锻件，筒体过渡段锻件即为加氢反应器过渡段与筒体的一体化锻造的产品，本专利技术的锻造方法减少了成套加氢反应器的钢水用量，从而减少制造成本，缩短制造周期；更重要的是减少了反应器焊缝数量，进一步提高了加氢反应器的工作稳定性。2、本专利技术的加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造的方法，先根据需要计算工件尺寸，进一步，采用镦粗冲孔、拔长扩孔和气割倒角等工序将胚料预制为预期尺寸的带倒角筒体后进行下压收口，解决了工件收口端难以成形的问题，同时能够保证加工尺寸和结构形状的准确度和加工精度。3、本专利技术进行下压工序时，采用专用的收口锤头，本专利技术的收口锤头能够同时对两个端点进行收口下压，然后通过回转台带动坯料旋转，回转台依次转过0°，90°，45°，90°，完成第一道次的下压，再旋转22.5°按0°，90°，45°，90°，完成第二道次，再旋转11.25°，对称压4锤完成第三道次，再旋转22.5°，按0°，90°，45°，90°，下压4锤，重复多次下压，直至将筒体整个收口端全部下压收口完成；本专利技术的收口方式操作简单，结构可靠度高且能够完成对收口端的均匀收口，保证锻件质量和精度的同时简化了锻造工艺。本专利技术中，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。本专利技术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，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为加氢反应器过渡段和筒体分锻的零件示意图；图2为加氢反应器过渡段和筒体一体化锻造得到的筒体过渡段锻件；图3为专用收口锤头结构的主视图；图4为专用收口锤头结构的侧视图；图5为制坯过程流程图；图6为下压收口示意图；图7为收口工序流程图。附图标记：1-收口端；2-筒体；3-收口锤头；31-横梁；32-第一斜台；33-第二斜台；34-第一收口端面；35-第二收口端面；4-回转台。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种加氢反应过渡段与筒体一体化锻造方法，包括如下步骤：步骤S1：确定锻件尺寸。根据加氢反应器尺寸确定筒体过渡段锻件的特征尺寸参数，筒体过渡段锻件即为加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造得到的产品，筒体过渡段锻件包括：收口端1和筒体2。其中，筒体2的内径为D1、外径为D2；筒体过渡段锻件的整体长度H；收口端1的内径为D3，外径为D4，一体化设计的筒体过渡段锻件结构如图2所示。现有技术一般采用的分段锻造的加氢过渡段与筒体段示意图如图1所示。步骤S2：制坯。制坯过程如图5所示，通过气割冒口、镦粗冲孔、芯棒拔长、扩孔和气割倒角等工序将坯料锻造成未收口的坯料过渡段。制坯过程如下：首先，气割水冒口：为了保证加氢产品锻件在高温高压的富氢环境中工作的稳定性，通过气割的方式将钢锭切除水冒口，仅保留其品质优良的部分。第二步，镦粗冲孔：对气割水冒口后的钢锭进行镦粗冲孔，镦粗冲孔后得到长度和直径较小但厚度很厚的圆筒型坯料，如图5所示。第三步，芯棒拔长：为了给后续工序中采用收口锤头3压下收口时预留压下量将镦粗冲孔后的坯料芯棒拔长至长度为H+h，芯棒拔长后的坯料长度大于预期制造锻件的长度H，其中h为第四步专用收口锤头旋转锻造的压下高度。第四步，坯料扩孔：芯棒拔长后，将坯料通过马杠或筒节成形机轧制到内径为D1，外径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据加氢反应器尺寸确定筒体过渡段锻件的尺寸参数；步骤S2：制坯过程；对钢锭坯料依次进行气割水冒口、镦粗冲孔、芯棒拔长、扩孔、气割倒角工序，锻造得到坯料过渡段；步骤S3：根据步骤S1中所述的筒体过渡段锻件的尺寸参数，确定收口锤头(3)的结构尺寸；步骤S4：采用收口锤头(3)对所述坯料过渡段进行下压收口，采用多次下压旋转收口的方式完成筒体过渡段锻件的锻造。

【技术特征摘要】
1.一种加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据加氢反应器尺寸确定筒体过渡段锻件的尺寸参数；步骤S2：制坯过程；对钢锭坯料依次进行气割水冒口、镦粗冲孔、芯棒拔长、扩孔、气割倒角工序，锻造得到坯料过渡段；步骤S3：根据步骤S1中所述的筒体过渡段锻件的尺寸参数，确定收口锤头(3)的结构尺寸；步骤S4：采用收口锤头(3)对所述坯料过渡段进行下压收口，采用多次下压旋转收口的方式完成筒体过渡段锻件的锻造。2.根据权利要求1所述的加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述筒体过渡段锻件的尺寸参数包括：筒体过渡段锻件的筒体(2)的内径D1和外径D2；筒体过渡段锻件的长度H；收口端(1)的内径D3和外径D4。3.根据权利要求2所述的加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述收口锤头(3)包括：横梁(31)、第一斜台(32)和第二斜台(33)；所述第一斜台(32)、第二斜台(33)对称设置在横梁的两端，且与横梁(31)为一体结构；所述第一斜台(32)上设置有第一收口端面(34)，所述第二斜台(33)上设置有第二收口端面(35)；所述第一收口端面(34)、第二收口端面(35)在所述步骤S4中的下压收口工序中与所述坯料过渡段接触。4.根据权利要求3所述的加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，所述收口锤头(3)的横梁(31)的长度为L；第一斜台(32)和第二斜台(33)的长度为l；且L＞D2，L-2l＜D3，L、l、D2、D3，单位均为mm。5.根据权利要求3或4所述的加氢反应器过渡段与筒体一体化锻造方法，其特征在于，所述收口锤头(3)水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯泉，周岩，杨晓禹，郭义，赵达，王勇岗，李行波，
申请(专利权)人：天津重型装备工程研究有限公司，中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：天津,12