一种超长超高压管的锻造成型方法

技术领域

本发明属于金属塑性成型技术领域，涉及一种超长、高性能、高韧性的超长超高压管的锻造成型方法。

背景技术

超高压管式反应器一般是由多段带夹套的管子组成，每段管子外带冷却水夹套，一般每段管长约7～12米，其特点是细、长、厚，常常工作在高温高压、管外腐蚀情况复杂及受低周疲劳作用等环境中，工作条件极其复杂苛刻。近年来，随着聚乙烯工业迅速发展，聚合应力与反应器生产能力迅速提高，为了提高超高压聚乙烯反应管承载能力和疲劳寿命，保证装置安全、可靠、长周期运行，急需一种超长、高性能、高韧性的超高压管。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种利用油压机和径向精锻机，通过改变材料变形方式，控制金属塑性变形过程来生产出的超长超高压管的锻造成型方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种超长超高压管的锻造成型方法，包括以下步骤：

步骤1）、高温扩散加热：将电渣锭装入室式加热炉，通过三段加热法，升温至炉温1200℃～1270℃，保温25～30h，清除钢锭中的微观偏析，均匀化学成分，达到可以塑性锻造；

步骤2）、错护锭板：在油压机上将电渣锭锭尾护锭板错掉，并将锭尾端面平整；

步骤3）、镦粗：采用油压机进行镦粗，保证镦粗后的高径比在0.64～0.72，镦粗系数在1.7～2.4；

步骤4）、拔长：在镦粗板、下平台拔长两道次，压下率在35%～45%，在上下平砧上拔方、倒八方；

步骤5）、锻中间坯：采用径向锻造机锻造中间坯，保证中间坯至成品预留锻比在2.5～4；

步骤6）、热锯下料：将两端部分工艺弃料热锯掉，优先保证锭尾切除量，再定尺按工艺长度热锯下料；

步骤7）、正火：在550～650℃保温2～4h，快冷至280～320℃，入炉在280～320℃保温4～6h，快速升温至890±10℃，均保温时间≥3h，出炉风冷至280～320℃；

步骤8）、加热：快速升温至1000～1050℃，保温1.5～2.5h；

步骤9）、精锻成型：采用径向锻造机锻造成型，成型过程中按热尺寸控制，不允许走上差，并且成型过程及时测量尺寸来进行调整，防止两端尺寸存在较大差异；控制始锻温度950～850℃，终锻温度≥800℃；

步骤10）、热锯下料：成品后热锯需保证工艺热尺寸长度，热锯后锻件在冷床上空冷至 250～320℃以防止料弯曲，避开锻件端部一米在锻件中间进行测温，到温后再用7500mm的 C 型钳吊运下料，地面人员辅助拉钩，防止磕碰；

步骤11）、完全退火：空冷至250～320℃入炉执行完全退火，到温出炉完成超长超高压管锻造过程。

所述超长超高压管的长度≥16000mm，外径≤250mm。

所述超长超高压管锻造过程中要进行两次锻造，一次锻造是镦粗拔长锻造中间坯，二次锻造是经过正火处理后再返炉加热锻造成品。

本发明的的积极效果为：本发明工艺流程不复杂，所需设备少，电渣锭采用高温扩散加热可以清除钢锭中的微观偏析，均匀化学成分，扩散杂质分布，改善带状，提高钢的塑性。通过一次锻造后正火再二次锻造，不仅可以充分破碎原始坯料的铸态组织，焊合气孔、疏松等原始组织缺陷，细化晶粒，均匀组织，而且可以规避锻造设备的长度限制，提高产品的性能和断裂韧性，增加其使用寿命。

附图说明

图1为超长超高压管原始坯料示意图。

图2为超长超高压管锻造中间坯热锯下料示意图。

图3为超长超高压管成品锻造示意图。

图中标注为：L0、原始坯料长度；D0、原始坯料直径；L1、中间坯总长度；D1、中间坯直径；L2、锭尾端弃料长度；L3、中间坯下料长度。

1、M2操纵机；2、超长超高压锻件；3、径向锻造机锤头；4、M1操纵机。

具体实施方式

下面以具体实施例来说明本发明的技术方案：

实施例1：本实施例的超长超高压锻件所用的电渣锭重量为4.8t，结晶器规格为Φ660/Φ710mm，材质为26CrNi4MoV，锻件规格为Φ180*18720mm，超长超高压管锻造操作过程：

步骤1）、高温扩散加热：将电渣锭装入室式加热炉，通过三段加热法，升温至炉温1250℃，保温25h，清除钢锭中的微观偏析，均匀化学成分，达到可以塑性锻造；

步骤2）、错护锭板：在油压机上将电渣锭锭尾护锭板错掉，并将锭尾端面平整；

步骤3）、镦粗：采用油压机进行镦粗，镦粗至高度为700mm(直径为Φ1060mm)；

步骤4）、拔长：在镦粗板、下平台拔长两道次，压下率按40%控制，在上下平砧上拔长至热方400mm，倒八方至热420mm；

步骤5）、锻中间坯：采用径向锻造机精锻至热Φ320mm；

步骤6）、热锯下料：从锭尾端定尺460±30mm热锯掉弃料，以锯切面再定尺6500±30mm热锯下料；

步骤7）、正火：在550～650℃保温2h，快冷至280～320℃，入炉在280～320℃保温5h，快速升温至890±10℃，均保温时间≥3h，出炉风冷至280～320℃；

步骤8）、加热：快速升温至1000±10℃，保温1.5h；

步骤9）、精锻成型：采用径向锻造机锻造至成品热Φ183mm，成型过程中按热尺寸控制，不允许走上差，并且成型过程及时测量尺寸来进行调整，防止两端尺寸存在较大差异；控制始锻温度950～850℃，终锻温度≥800℃；

步骤10）、热锯下料：锭尾端、冒口端分别热锯掉～300mm长弃料，热锯后锻件在冷床上空冷至 250～320℃以防止料弯曲，避开锻件端部一米在锻件中间进行测温，到温后再用 7500mm的 C 型钳吊运下料，地面人员辅助拉钩，防止磕碰；

步骤11）、完全退火：空冷至250～320℃入炉执行完全退火，到温出炉完成超长超高压管锻造过程。

如图所示，本发明图中标注为：L0为原始坯料长度；D0为原始坯料直径；L1为中间坯总长度；D1为中间坯直径；L2为锭尾端弃料长度；L3为中间坯下料长度；1为M2操纵机；2为超长超高压锻件；3为径向锻造机锤头；4为M1操纵机。在成型过程中，超长超高压锻件2在M2操纵机1、M1操纵机4的夹持下，绕自身轴线旋转并作轴向运动，利用坯料周围对称分布的4个径向锻造机锤头3进行高频率脉冲式多向锻打，使坯料变形过程中承受三向压应力，有利于消除坯料内部缺陷，改善组织偏析，得到具有理想金属纤维流向的均匀、细小组织，且锻打过程中温降小，容易实现近等温锻造，可较好地控制晶粒大小，实现全截面细晶锻造。