大型环形锻件及其制造方法以及反应堆支承环技术

大型环形锻件及其制造方法以及反应堆支承环。大型环形锻件的制造方法包括：钢锭冶炼步骤：冶炼多个钢锭坯料；板坯锻造步骤：对每个所述钢锭坯料进行锻造处理，形成板状锻件毛坯；板坯粗加工步骤：对所述板状锻件毛坯进行粗加工处理；弧坯锻造步骤：利用锻造工艺对粗加工处理后的板状锻件毛坯进行热弯曲成形处理，形成圆弧锻件毛坯；弧坯精加工步骤：对所述圆弧锻件毛坯进行精加工处理，形成横断面具有预设形状的圆弧锻件；以及焊接步骤：对精加工处理后的多个圆弧锻件进行焊接处理，形成所述环形锻件。本申请的制造方法制成的环形锻件材料整体均匀性好、缺陷少。缺陷少。缺陷少。

【技术实现步骤摘要】
大型环形锻件及其制造方法以及反应堆支承环


[0001]本申请涉及不锈钢材料制造领域，更具体地涉及一种大型环形锻件及其制造方法以及反应堆支承环。

技术介绍

[0002]大型环形锻件广泛应用于航空航天、石油、化工及反应堆等大型容器中，其制造技术直接决定着重大装备的制造水平。
[0003]反应堆内的大型环形锻件包括反应堆支承环，其为示范快堆堆容器内承载最重的结构件。反应堆支承环承载超过6800t，可称之为反应堆的脊梁，因此对支承环的力学性能要求十分严格。如何改进支承环的制造工艺，确保支承环材料整体均匀性好、缺陷少，减小服役风险就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种大型环形锻件及其制造方法以及反应堆支承环。
[0005]根据本申请的第一个方面，提供了一种大型环形锻件的制造方法，包括：
[0006]钢锭冶炼步骤：冶炼多个钢锭坯料；
[0007]板坯锻造步骤：对每个所述钢锭坯料进行锻造处理，形成板状锻件毛坯；
[0008]板坯粗加工步骤：对所述板状锻件毛坯进行粗加工处理；
[0009]弧坯锻造步骤：利用锻造工艺对粗加工处理后的板状锻件毛坯进行热弯曲成形处理，形成圆弧锻件毛坯；
[0010]弧坯精加工步骤：对所述圆弧锻件毛坯进行精加工处理，形成横断面具有预设形状的圆弧锻件；以及
[0011]焊接步骤：对精加工处理后的多个圆弧锻件进行焊接处理，形成所述环形锻件。
[0012]根据本申请的第二个方面，提供了一种大型环形锻件，其利用本申请第一方面的制造方法制造。
[0013]根据本申请的第三个方面，提供了一种反应堆支承环，其利用本申请第一方面的制造方法制造。
附图说明
[0014]通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。其中：
[0015]图1是根据本申请实施例的支承环的俯视结构图；
[0016]图2是沿图1中A
‑
A方向的剖面图；
[0017]图3是图2中B区域的局部放大图；
[0018]图4是根据本申请一个实施例的大型环形锻件的制造方法流程图；以及
[0019]图5是根据本申请另一个实施例的大型环形锻件的制造方法流程图。
[0020]应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本申请本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本申请的范围。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0022]下文的公开提供了多个不同的实施方式或例子用来实现本申请。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和方法进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。
[0023]图1至图3示出了根据本申请一个实施例的反应堆支承环10的结构图。参见图1至图3，从支承环10的横断面101可以看出，支承环10的内侧102设有接口1011和接口1012，外侧103设有接口1013和接口1014。支承环10的四个接口1011、1012、1013、1014，分别与反应堆内的堆内支承支承筒、主容器底封头、主容器筒体、主容器支承筒焊接。堆内支承支承筒与堆内支承相焊接，将堆内支承及堆内支承承载的设备载荷传递至主容器；主容器支承筒与保护容器支承环焊接，主容器支承筒将主容器的重量载荷传递至保护容器；支承环10内侧焊接有2个导向块(图中未示出)，用于堆内支承现场安装时导向定位。
[0024]支承环主体材料为316H不锈钢，所受工况复杂，截面尺寸大，规格为643
×
285mm，外径达到15450mm。对于这种规格的环形件，制造工艺难度大，制成后材料均匀性差，缺陷多，对于堆内支承环而言，服役风险较高。
[0025]由此，本申请提供了一种大型环形锻件的制造方法，制成的环形锻件材料整体均匀性好、缺陷少。
[0026]图4是根据本申请一个实施例的大型环形锻件的制造方法流程图。参见图4，在本申请一些实施例中，一种大型环形锻件的制造方法包括钢锭冶炼步骤S102至焊接步骤S112。
[0027]钢锭冶炼步骤S102，冶炼多个钢锭坯料；
[0028]板坯锻造步骤S104，对每个钢锭坯料进行锻造处理，形成板状锻件毛坯；
[0029]板坯粗加工步骤S106，对板状锻件毛坯进行粗加工处理；
[0030]弧坯锻造步骤S108，利用锻造工艺对粗加工处理后的板状锻件毛坯进行热弯曲成形处理，形成圆弧锻件毛坯；
[0031]弧坯精加工步骤S110，对圆弧锻件毛坯进行精加工处理，形成横断面具有预设形状的圆弧锻件；
[0032]焊接步骤S112，对精加工处理后的多个圆弧锻件进行焊接处理，形成环形锻件。
[0033]本申请实施例先利用锻造工艺制造板状锻件毛坯，接着对板状锻件毛坯进行粗加工处理，之后进行弧坯锻造处理，然后再进行弧坯精加工处理，之后再进行焊接处理。相比相关技术中在模锻成型后进行煨弯处理相比，本申请实施例先利用锻造工艺使板状锻件毛坯弯曲成形，之后再进行精加工，制成的环形锻件材料整体均匀性好、缺陷少。
[0034]在本申请实施例的制造方法中，从锻件材质角度考虑，圆弧锻件的制造难度在于
钢锭的冶金质量要求高。
[0035]因此，在一些实施例中，在钢锭冶炼步骤S102中，钢锭坯料可以采用电炉粗炼、VOD精炼炉精炼以及电渣重熔的冶炼方式生产。
[0036]具体地，将生产钢锭坯料的原料依次在电炉中进行粗炼，在VOD精炼炉中进行精炼，之后进行氩气保护浇注形成钢锭，将钢锭根据要求选用锻制或轧制工艺制成电极棒，然后将电极棒进行电渣重熔，制得钢锭坯料。
[0037]对于支承环而言，其锻件材质为316H奥氏体不锈钢。316H奥氏体不锈钢中Cr、Mo元素含量较高，大规格钢锭凝固过程中极易产生组织缺陷。为确保316H锻件的冶金质量，采用电弧炉、炉外精炼、电渣重熔工艺制造不锈钢钢锭。利用电渣重熔凝固速度快的特点，抑制有害相的析出，进而提高合金组织均匀性，同时对电渣钢锭进行高温均匀化处理，使钢锭组织均匀。
[0038]针对合金易出现的As、Sn、Pb、Se杂质微量元素超标问题，在电极棒熔炼阶段主要通过精选原材料的办法进行解决。从源头上避免了杂质微量元素超标问题的发生。
[0039]H含量控制方面，利用炉外精炼VOD真空环境对氢元素予以脱除，并在精炼阶段通过精选渣料，高温烘烤等办法减少增氢。
[0040]由于利用电弧炉和炉外精炼工艺制备的电极经电渣重熔后形成的钢锭坯料直接用于锻造，为减少锻造产生表面开裂，需提高电渣重熔锭表面质量，采用适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型环形锻件的制造方法，其特征在于，包括：钢锭冶炼步骤：冶炼多个钢锭坯料；板坯锻造步骤：对每个所述钢锭坯料进行锻造处理，形成板状锻件毛坯；板坯粗加工步骤：对所述板状锻件毛坯进行粗加工处理；弧坯锻造步骤：利用锻造工艺对粗加工处理后的板状锻件毛坯进行热弯曲成形处理，形成圆弧锻件毛坯；弧坯精加工步骤：对所述圆弧锻件毛坯进行精加工处理，形成横断面具有预设形状的圆弧锻件；以及焊接步骤：对精加工处理后的多个圆弧锻件进行焊接处理，形成所述环形锻件。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述弧坯精加工步骤之前，还包括：弧坯粗加工步骤：对所述圆弧锻件毛坯进行粗加工处理。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述弧坯精加工步骤之前，还包括：弧坯固溶热处理步骤：对粗加工处理后的圆弧锻件毛坯进行固溶热处理。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述弧坯精加工步骤之前，还包括：弧坯性能检测步骤：对固溶热处理后的所述圆弧锻件毛坯的性能进行检测，在满足预设条件后进行所述弧坯精加工步骤。5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述弧坯性能检测步骤，包括：从所述圆弧锻件毛坯上切取多个试验块，对所述多个试验块的性能进行检测。6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述焊接步骤之前，还包括：试焊接步骤：对从所述圆弧锻件毛坯上切取的至少两个实验块进行试焊接处理，以获得焊接步骤的焊接参数。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述焊接步骤中，采用埋弧焊焊接方法对所述多个圆弧锻件进行焊接。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述焊接步骤中，检测所述圆弧锻件的内圆弧角变形量和弧长收缩量，并根据所述圆弧角变形量和弧长收缩量调整两侧焊接顺序，以使所述环形锻件的椭圆度在预设范围内。9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述弧坯锻造步骤之前，还包括：板坯探伤检测步骤：对粗加工处理后的板状锻件毛坯进行探伤检测，在满足预设条件后进行所述弧坯锻造步骤。10.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏宇，刘兆阳，徐海涛，燕春光，孙帅，孙刚，邓夏，王明政，张东辉，吴水金，杨孔雳，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：