[发明专利]风塔法兰异型环锻件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到风力发电机设备MW级风电机组风电塔身塔体法兰，尤其涉及到该风塔法兰异型环锻件的制造方法。

背景技术

当前所使用的风塔法兰一般均采用坯钢作为开始加工的原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、精车加工等步序后制成符合要求的环锻件。如图2所示，风塔法兰异型环锻件的内壁包括一个法兰连接凸台1和一个塔筒连接面2。传统风塔法兰异型环锻件的制造方法一般是将坯钢环锻成矩形截面，然后根据图纸加工成所需形状的风塔法兰，此制造方法在生产时采取单件轧制的制造工艺，轧制不平稳，不仅影响了产品质量，而且降低了生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高产品质量并且生产效率高的风塔法兰异型环锻件的制造方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：风塔法兰异型环锻件的制造方法，包括如下工艺步骤：取坯钢为原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、精车加工后得到风塔法兰异型环锻件，所述锻造制坯辗环工序中，首先用平辊将坯钢辗成内壁为平滑圆周面的圆环，然后回炉加热，接着用异型芯辊将上述圆环辗成内壁中间有一个圆环状凹腔的工件，所述的异型芯辊上设置有芯辊凸台，所述的芯辊凸台的宽度为风塔法兰异型环锻件的塔筒连接面的宽度的两倍，所述的芯辊凸台的高度和风塔法兰异型环锻件的法兰连接凸台的宽度相同，经锻造制坯辗环工序后，接着将上述工件从侧面中间进行锯切，将工件对称地一分为二，得到两个风塔法兰异型环锻件的毛坯件。所述原料坯钢中的非金属夹杂物满足下表要求：

所述锻造制坯辗环工序中的始锻温度不大于1150℃，终锻温度不低于850℃，锻造加热保温温度为1230℃至1270℃，锻造比≥5。

对上述毛坯件进行粗车加工，粗车加工后工件的尺寸按环圈大小放余量为4～12毫米，然后再进行热处理正火。

所述的热处理工序为：将工件放入炉中进行加热，装炉温度不大于250℃，加热速度不大于每小时180℃，温度升至890℃～910℃时，进行保温均热，最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。

本发明的有益效果是：采取双件合轧的制造工艺，轧制过程平稳，从而提高了产品质量，并且提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明中经锻造制坯辗环后所得工件的结构示意图；

图2是本发明最终制得的风塔法兰异型环锻件的结构示意图；

图3是本发明中异型芯辊的结构示意图；

图中：1、法兰连接凸台，2、塔筒连接面，3、芯辊凸台，a、芯辊凸台的宽度，b、芯辊凸台的高度，c、塔筒连接面的宽度，d、法兰连接凸台的宽度。

具体实施方式

下面对本发明风塔法兰异型环锻件的制造方法作进一步的详细描述。

所述的风电设备用大直径风塔法兰异型环锻件的制造方法，首先对如图2所示的环锻件进行有限元模拟，确定更换如图3所示的异型芯辊时锻件毛坯的最佳尺寸，然后进行实际生产。包括如下工艺步骤：

a)、取坯钢——如φ600的连铸圆坯钢锭为原料，并且坯钢中的非金属夹杂物满足下表要求：

然后根据生产要求进行下料。

b)、锻造制坯辗环工序：首先用平辊将坯钢辗成内壁为平滑圆周面的圆环，然后回炉加热，接着用异型芯辊将上述圆环辗成内壁中间有一个圆环状凹腔的工件，所得工件如图1所示，其中包含有两个如图2所示的风塔法兰异型环锻件，所述的异型芯辊上设置有芯辊凸台3，所述的芯辊凸台的宽度a为风塔法兰异型环锻件的塔筒连接面的宽度c的两倍，所述的芯辊凸台的高度b和风塔法兰异型环锻件的法兰连接凸台的宽度d相同。在此过程中，控制始锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造加热保温温度为1230℃至1270℃，锻造比≥5；辗环后的环锻件表面缺陷深度≤5mm；内(外)径圆度≤5mm；端面平面度≤5mm。

c)、将上述工件从侧面中间进行锯切，将工件对称地一分为二，得到两个风塔法兰异型环锻件的毛坯件，然后进行粗车加工，粗车加工后工件的尺寸按环圈大小放余量为4～12毫米，并去除环锻件表面氧化物，保持平整度。

d)、热处理正火工序：将工件放入炉中进行加热，并且每个工件按周长800～1200mm间须垫高度≥50mm等高垫块，隔3个工件中间垫高度≥60mm的垫块，以便于炉气流动；加热速度不大于每小时180℃，温度升至890℃～910℃时，进行保温均热，保温均热时间根据环锻件的直径、厚度等尺寸确定，一般不低于1.5小时，环锻件越大时间越长，最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。