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本文主要引见了大型环形锻件、筒体锻件消费的新工艺——径轴向轧制技术，并引见了当今世界上最大的轧环机的设备才能，以及直径15.45m 超大环件和直径6m 的筒体轧制成形过程。

超大型环锻件、筒体锻件是大型配备必不可少的关键零部件，在海上风电、核电、水电、石油炼化、航空航天等范畴具有普遍的应用。随着我国配备制造业的高速开展，受国内制造工艺程度和才能的限制，大型环锻件、筒体锻件的供需矛盾日益显现，有些配备制造厂家不得不将眼光转向国外进口。

当前直径超越10m 的大型环锻件多采用分段拼焊工艺或铸造工艺消费，如大型混凝土回转窑轮带多采用铸造工艺消费，由于工件直径大，不得不设置多个浇冒口，不只资料应用率低，而且砂眼、缩孔、冷隔等铸造缺陷很难防止。而大型环锻件的分段拼焊工艺则存在焊缝与本体组织状态不分歧的显著缺陷。

当前国内直径4m 以上的大型筒体锻件多采用自在锻方式消费，主要消费厂家有中国一重、二重、上重、中信重工等大型锻造企业，2015年中信重工用185MN 油压机锻造出直径6.72m，高3.95m，重202t 的超大型筒体，受油压机净空高度、开档尺寸等限制，该尺寸的筒体锻件根本已到达设备的极限。

此外，大型自在锻件锻造时间普通较长，始锻部位与终锻部位的锻造温度和变形量很难平均分歧，因而锻件内部组织和晶粒度会差别较大，特别像奥氏体不锈钢这类不能经过后续热处置细化晶粒的锻件，其差别性更为明显。

大型环锻件、筒体锻件的消费无论是拼焊工艺、铸造工艺还是自在锻工艺均存在消费效率低、均质性差、资料耗费大的共性问题。

径轴向轧制技术（辗环）是国际上公认的近净成形先进制造工艺技术，适用于环类、盘类、筒体类锻件的成形，与传统自在锻工艺相比，具有节能、高效、资料应用率高的特性，而且轧制后的工件内部组织致密、晶粒细小，流线完好，关于进步工件的强度、耐磨性、疲倦寿命具有十分重要的意义

（a）大型铸造环件

（b）自在锻筒体

图1 大型铸造环件与自在锻筒体

山东伊莱特装备的RAW2500/1250 ～ 16000/3000 轧环机是当今世界上最大的径轴向轧环机，该设备径向轧制力2500t；轴向轧制力1250t；最大轧制直径16m，最大轧制高度3m，轧制坯料重量达200t，可以消费直径16m 的超大型无缝环件、高度3m 的筒体类锻件，可以处理当前大型环锻件、筒体锻件的消费制造难题，为我国大型配备的研发制造提供有力保证。

该设备不只轧制力能大，而且装备准确的控制系统（图2），具有多功用和准确的执行用户希冀的才能，可自动设定轧制变量，自动控制轧制流程，自动监控工件长大过程，并具备先进的异形轧制功用。高精度控制不只进步锻件外观质量，更可以进一步降低锻件余量，降低资料耗费。

图2 自动操控面板

2018 年5 月，该轧环机及配套135MN 油压机、热处置设备、机加工设备完成全线投产，先后消费出直径15.45m 的大型环形锻件以及直径6m、高度3m的筒体锻件，以下分别做引见。

超大型环形锻件轧制

环件目的尺寸：外径15.45m、壁厚285mm、高度645mm，材质Q345E，钢锭重量105t。采用油压机开坯，开坯尺寸：外径5300mm、内径3400mm、高度850mm。

工艺流程：钢锭滚圆—拔长—下料—镦粗—冲孔—扩孔—第一火轧制—第二火轧制—锻后冷却（图3）。

(a) 镦粗、冲孔

(b) 扩孔

(c) 第一火轧制

(d) 第二火轧制

(e) 毛坯尺寸丈量

(f) 轧制废品

图3 超大型环形锻件轧制过程

直径15.45m 环锻件轧制第一火从外径5.3m 轧制至7m，轧制仅需7 分钟；第二火轧制从7m 至15.45m，用时10 分32 秒，终轧温度不低于900℃。轧环后毛坯经丈量，丈量结果列入表1。从表1 中数据可知，毛坯外径椭圆58mm；内径椭圆54mm，平面平整度≤ 5mm，锻件外观平整，无凹槽、凹坑、折叠等缺陷。

表1 15.45米环锻件毛坯尺寸丈量结果单位（mm）

	位置	外径	内径	高度	椭圆度
目的尺寸		15450	14880	645
实测尺寸	0°	15415	14731	645	外径：58 内径：54
	30°	15421	14739	646
	60°	15473	14785	645
	90°	15445	14781	645
	120°	15435	14750	646
	150°	15428	14741	645

大型筒体锻件轧制

筒体目的尺寸：外径6000mm；内径5500mm；高度3000mm；材质：Q345E，钢锭重量158t。锻坯尺寸：外径4290mm；内径3500mm; 高度3035mm。工艺流程：钢锭滚圆—拔长—下料—镦粗—冲孔—芯棒拔长—扩孔—轧制—锻后冷却。( 图4)

直径6m，高度3m 的大型筒体轧制用时4 分52 秒，毛坯冷却后的尺寸检测结果列入表2，由表2 数据可见，筒体轧制成形良好，椭圆度≤ 20mm, 上下锥度≤ 12mm，外观质量优秀。

表2 筒体毛坯尺寸丈量记载单位（mm）

	位置	外径（上/中/下）	内径（上/中/下）	高度	椭圆度	锥度
目的尺寸		6000	5500	3000
实测尺寸	0°	5997/5995/5990	5460/5455/5450	2995	15	12
	45°	5994/5990/5983	5460/5462/5448	2997
	90°	5997/5590/5986	5459/5450/5450	2995
	135°	5982/5987/5970	5445/5448/5435	2996

图4 大型筒体锻件轧制过程

轧制环锻件性能检测

2018 年6 月我公司承接某项目整体螺栓拉伸机支承环的制造任务，该产品材质30Cr2Ni2Mo，外径5262mm； 内径4210mm； 高度371mm， 钢锭重量41t，性能检测请求从三个螺栓孔P1、P2、P3 内取样，三个螺栓孔位置相隔120°，废品外形及取样请求如图5 所示。

(a) 废品

(b) 取样请求

图5 螺栓拉伸机支承环

制造工艺流程：钢锭滚圆—热切水冒口—开坯锻造—轧环—锻后热处置—粗加工—UT 检测—调质处置—取样检测—精加工( 图6)。力学性能实验结果列入表3：

(a) 钢锭滚圆

(b) 扩孔

(c) 轧环

(d) 毛坯

图6 支承环工艺流程

表3 支承环锻件力学性能检测结果

材质	状态	实验 方向		Rm	Rp0.2	A	Z	实验 温度	AKv
				MPa		%			J
技术请求				≥830	≥700	≥12	≥50	室温	≥45
30Cr2Ni2Mo	调质	P1横向		977	777	19.5	63	室温	69.8
		P1轴向		944	739	19.0	62		151.6；56.0
		P2横向		967	770	18.5	65		125.8
		P2轴向		955	767	20.0	63		154.9；48.4
		P3横向		971	745	19.5	63		156.0
		P3轴向		939	738	20.0	61		80.1；149.3
硬度检测结果
技术请求			检测位置		实测值
					P1		P2		P3
HB250-302			上		286；286；288		292；290；292		285；283；285
			中		280；280；278		283；282；280		278；277；278
			下		290；288；288		288；288；286		283；276；283

由表3 所列数据可见，轧制环锻件热处置后的力学性能检测指标均满足技术请求，P1、P2、P3 三处检测结果横向拉伸性能相差10MPa，轴向拉伸性能相差16MPa，锻件表层至中心的硬度差仅为16HB，锻件各部性能平均，差别性很小。充沛考证大型轧环机锻透才能，表现了轧制环锻件的均质化特性。

结语

径轴向轧制工艺是环形锻件特有的成形工艺，以成形精度高，余量小，消费效率高而被认可，欧美国度早已将筒体轧制技术普遍应用于石化、核电等关键能源配备范畴，但是他们的轧制工艺技术对外封锁。山东伊莱特努力于环锻件行业40 余年，积聚了丰厚的轧制经历，轧制工艺技术是山东伊莱特的中心竞争力。RAW2500/1250 ～ 16000/3000 轧环机以其优越的轧制功用给轧环工艺带来更多可能性，将山东伊莱特的轧制才能提升至世界抢先位置。

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