大型自由鍛造液壓機(jī)車(chē)間工藝設(shè)計(jì)

大型自由鍛造液壓機(jī)車(chē)間工藝設(shè)計(jì)分析摘要：介紹了自由鍛造液壓機(jī)車(chē)間工藝流程及工藝布置，提出了雙跨和三跨兩種布置方案，并分析了相應(yīng)優(yōu)缺點(diǎn)。另外，詳細(xì)探討了設(shè)備-設(shè)備、設(shè)備-廠房、設(shè)備-公用之間的相互影響關(guān)系。對(duì)自由鍛造液壓機(jī)車(chē)間的工藝設(shè)計(jì)具有較高的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：自由鍛造，液壓機(jī)車(chē)間，工藝設(shè)計(jì)目前，我國(guó)已投入運(yùn)行的8～160MN自由鍛造液壓機(jī)150多臺(tái)，但是大多數(shù)自由鍛造液壓機(jī)為早期的水壓機(jī)，數(shù)控化程度低，生產(chǎn)率低下，需要完成CNC改造[1]并配備鍛造操作機(jī)，尤其要強(qiáng)化鍛造和熱處理工業(yè)爐的現(xiàn)代化改造。我國(guó)大鍛件生產(chǎn)處于“過(guò)?！焙汀岸倘薄钡碾p重壓力，即一般大鍛件供大于求，技術(shù)含量和質(zhì)量要求高的大鍛件，如百萬(wàn)千瓦級(jí)火電和核電用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子（超臨界、超超臨界）、特大支承輥、大型高溫高壓厚壁筒體、船用大馬力低速柴油機(jī)組合曲軸等鍛件，我們尚處于生產(chǎn)能力低或不能生產(chǎn)的狀態(tài)?；诖耍ㄟ^(guò)對(duì)現(xiàn)有鍛造設(shè)備及工業(yè)爐設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造或新建鍛造車(chē)間，國(guó)內(nèi)企業(yè)掀起了投資高品質(zhì)大型自由鍛件制造的熱潮。本文通過(guò)對(duì)大型快速鍛造液壓機(jī)車(chē)間的工藝設(shè)計(jì)及相關(guān)配套設(shè)施的介紹，希望能對(duì)相關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人及技術(shù)人員帶來(lái)幫助。1.工藝設(shè)計(jì)1.1工藝流程大型自由鍛造液壓機(jī)車(chē)間（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“液壓機(jī)車(chē)間”）的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，主要為：鋼錠→加熱→鍛造（鐓粗、拔長(zhǎng)）→熱處理→取樣→（粗車(chē)）。液壓機(jī)車(chē)間接收的鋼錠分兩種：熱鋼錠、冷鋼錠，裝爐方式也分為熱裝爐、冷裝爐兩種方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)在熱裝爐的情況下，1噸鋼錠可節(jié)約天然氣（8500kcal/m3）約60m3，采用該種裝爐方式已成為鍛造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。鍛造的主要工序?yàn)殓叴趾桶伍L(zhǎng)，為了反映鍛件的變形程度，引入了鍛造比（K）的概念，它是工程上常用的變形參數(shù)。典型鍛件的鍛造比見(jiàn)下表1：典型鍛件的鍛比[2]大鍛件形體尺寸大，缺陷多，內(nèi)應(yīng)力大，溫度分布不均勻，結(jié)晶、相變復(fù)雜，內(nèi)部熱擴(kuò)散及氫氣擴(kuò)散困難。所以，冷卻和熱處理方式多，周期長(zhǎng)、工藝過(guò)程復(fù)雜[2]。其熱處理方式主要包括鍛后冷卻、退火（低溫退火、中間退火、完全退火、等溫退火等）正火、回火、調(diào)質(zhì)，還有等溫冷卻及起伏等溫退火等，具體熱處理工藝根據(jù)不同鍛件的要求而定，本文不再詳述。熱處理后的鍛件一般取樣檢測(cè)物理性能，如果需要還可以完成粗車(chē)的工序，為下一道半精加工、精加工做好準(zhǔn)備。2.2工藝布置設(shè)備選型液壓機(jī)車(chē)間主要設(shè)備為自由鍛造液壓機(jī)和工業(yè)爐。液壓機(jī)的最大壓力及其輔助設(shè)備由鋼錠的重量、材質(zhì)決定；而鍛造液壓機(jī)的數(shù)量配置情況由大型鍛件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定。同樣，工業(yè)爐的載重量、工作溫度（升溫速度）、工作尺寸等由鍛件的重量、材質(zhì)、尺寸、排料方式等決定。另外，需要特別注意的是壓機(jī)的配置能力必須與工業(yè)爐的配置的能力配套，否則配置低的設(shè)備將制約整個(gè)液壓機(jī)車(chē)間的鍛件生產(chǎn)能力。另外，作為車(chē)間的運(yùn)輸（操作）設(shè)備同樣起著關(guān)鍵的作用，如果這些配套設(shè)備的能力不足以滿足車(chē)間大型鍛件運(yùn)輸或鍛造操作的要求的話，他們也會(huì)成為車(chē)間產(chǎn)能提升的瓶頸。液壓機(jī)車(chē)間設(shè)備的配置在鍛壓行業(yè)已形成了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的總結(jié)，詳見(jiàn)液壓機(jī)鍛造能力及配套設(shè)備[2]。工藝布置液壓機(jī)車(chē)間的典型布置有兩種方式，如下圖1、2所示。圖1液壓機(jī)車(chē)間由主跨（鍛造工段）和爐子披屋跨（爐子工段）雙跨組成。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)如下：刑⑴籍煙扶道較灘短，位煙囪卸抽力余損失雪較少妻，可噴降低波煙囪昆高度芳，減丟少土前建投憶資，疫同時(shí)乖又能妙保證基排煙于順暢豬。根獄據(jù)經(jīng)蠅驗(yàn)，京大型披自由回鍛造幼液壓業(yè)機(jī)車(chē)倒間的衣最長(zhǎng)勁煙道敬不超奪過(guò)繼40貨m，脾否則并將會(huì)跟導(dǎo)致聾煙囪胳高于困正常翻高度褲（3煌0m隊(duì)左右拖）或蠅額外民增設(shè)民機(jī)械鋸式抽蒸煙設(shè)猴施。丸而這豆種布景置方側(cè)式使日爐尾四靠近畢廠房興外側(cè)煎的煙增囪，或縮短疾煙道納長(zhǎng)度寶，避退免了舊設(shè)超病高煙行囪的炒情況勞。亂⑵據(jù)公廚用設(shè)枯施管濫線較犧短。急由于銀液壓牲泵站末在廠賓房的魂一側(cè)的，這狂給循念環(huán)水糧池、屆冷卻嫌塔的養(yǎng)就近緞設(shè)置堤帶來(lái)朗方便胖；壓京機(jī)配賽電的男管線伴也是蘋(píng)同樣蹄道理讀。較翻短的擱管線翻帶來(lái)止較小皂的路描損和度較少杏的投包資。販當(dāng)然位，圖狐1向的拳布置距方式已也有嶺缺點(diǎn)狂，當(dāng)帳液壓駁機(jī)配蠶置的叛數(shù)量賺較多宇時(shí)，愿將會(huì)柱造成湊廠房屑的長(zhǎng)劣度加武大，婆從而泡可能艇導(dǎo)致錢(qián)整個(gè)峽廠區(qū)轟的物消流不焦順。伶在這負(fù)種情貌況下出就出師現(xiàn)了浸圖蹦2識(shí)的布臭置方鵝式。諷這種轎布置嶼方式政一般還由兩密個(gè)鍛用造主攔跨和茫一個(gè)由爐子砍跨共玻三跨蘿組成更，其金優(yōu)點(diǎn)活如下井：鋼⑴竄工它業(yè)爐線機(jī)群粉式布色置，亮便于努集中肝控制備。需⑵傾可以語(yǔ)有效筍縮短減廠房賭的長(zhǎng)貨度，仿便于舊液壓姿機(jī)廠草房在渴整個(gè)械廠區(qū)普的布膏置。柴⑶掘?yàn)橄げ煌蹓簷C(jī)逢共享柿同一弓個(gè)泵士站提撈供了江便利艷，減炮少了壺設(shè)備屆投資質(zhì)和占且地面授積。焦如圖隆2卵所閑示，走鍛造圖工段愚與后蜻處理爸工段蟲(chóng)的兩艱臺(tái)水赴壓機(jī)愉就是效共用座一個(gè)故泵站贏。從這種工布置殘方式掌的缺農(nóng)點(diǎn)如污下：同⑴悼煙接道較學(xué)長(zhǎng)，挎煙囪腸抽力茫損失左多，賺排煙波不利順；煙堅(jiān)道過(guò)牽鍛造敲跨時(shí)蔽容易父與設(shè)閃備基罩礎(chǔ)打想架，竹給設(shè)挨計(jì)及截施工紋帶來(lái)掀不便侵。偏⑵谷公斯用設(shè)冬施管挖線較何長(zhǎng)，謝并且做地下怕管線境也同考樣可眼能存比在與瞧其他倚設(shè)備役基礎(chǔ)著打架暗的情瓦況，排管線虎設(shè)計(jì)艘及施電工都句比較傾麻煩絹。因貴2.參2.替3絡(luò)設(shè)嚼備布生置應(yīng)峰當(dāng)注餡意的亡事項(xiàng)槽⑴述工助業(yè)爐策布置者瘋工業(yè)蘇爐的躲布置際影響比到廠猶房的鬼跨度擔(dān)、柱珠距甚建至主叫跨的努軌頂嚇標(biāo)高隆，見(jiàn)圖圖終3聽(tīng)設(shè)備絕-廠甲房位鄉(xiāng)置關(guān)椒系圖呆。寫(xiě)工業(yè)字爐伸運(yùn)到爐濃子披準(zhǔn)屋跨帝的長(zhǎng)桿度及劫其預(yù)渡熱器鴿、風(fēng)王機(jī)、儉煙道態(tài)閘門(mén)盾等的搖布置拳方式旱將直治接影慧響到挺爐子蠟披屋漢的跨稈度；綁爐體怨的高示度以役及維三修空貨間將榆決定急爐子界披屋克維修尚起重博機(jī)的祖軌頂犯高度蝦。另窯外，浩爐頭棕伸到默主跨妖的長(zhǎng)允度欲a禮不得食大于興起重抵機(jī)吊俊鉤死艇點(diǎn)到初軌道敲距離段b培，否跳則運(yùn)鹿行中勁的吊己鉤很魚(yú)可能多與爐衛(wèi)門(mén)或羽爐頭此沖撞棚，造液成生鉗產(chǎn)事摸故。萄爐門(mén)交起升嗎后的幻高度略h跪1演不得缺大于糖吊鉤寧最高碑點(diǎn)標(biāo)煉高故h2撓，否衛(wèi)則爐恥門(mén)起與升時(shí)君起重扭機(jī)不憤能順壽利運(yùn)歪行。悉在爐足門(mén)的宣正上研方不炮應(yīng)設(shè)悉起重格機(jī)的沙操作似室，原否則席不但稿工業(yè)胸爐裝畫(huà)出料叮不方饞便，顧而且遷出爐茄時(shí)的觸高溫構(gòu)氣流要對(duì)司姨機(jī)的盈身心摸健康睜造成剪強(qiáng)廚烈危姑害。附⑵室液傲壓機(jī)凈布置外瘦自由公鍛造干液壓槍機(jī)的塔的布擇置（神針對(duì)杯泵站乓的布近置）稿比較楊復(fù)雜珠，主恨要分均為全辛地下交布置兔和半晃地上布布置鴿兩種帝方式導(dǎo)。全從地下焰布置報(bào)時(shí)，縮液壓稠機(jī)泵足站全陶部在于地下渾，地勵(lì)下基店礎(chǔ)大蛇且復(fù)搶雜；偉這種雨情況猾下采壟用下格拉式頓液壓船機(jī)，嶄地上細(xì)部分親壓機(jī)午的高汪度毀h3炊就降膨低了憲，對(duì)賢廠房準(zhǔn)軌頂香標(biāo)高部的要返求也乒降低理。當(dāng)破采用娛半地西上式饅布置錯(cuò)時(shí)，鏡液壓飽泵站謎不在哨壓機(jī)然基礎(chǔ)它內(nèi)部授而在乓半地膏上，霉泵站唯應(yīng)當(dāng)扮本著血各種研公用歡管線獄的走牌線最俱短、己最方亦便的姥原則籃設(shè)計(jì)膀；這警種情嚼況下洽一般勢(shì)采用竄的是俗上傳隨動(dòng)式尾液壓初機(jī)，筑地上像部分負(fù)液壓漿機(jī)的瓦高度鼓h福3濱就較晉高，濁對(duì)廠瘡房軌間頂標(biāo)臟高的矩要求慶也較唇高。籍無(wú)論交哪種軟情況贈(zèng)，廠妹房主渠跨的堤跨度帆、軌犬頂標(biāo)雁高必棟須滿猛足設(shè)乞備布役置的勒要求茶。各醫(yī)種噸臥位的略液壓賣(mài)機(jī)廠文房配她套表菌見(jiàn)表行3轎：自挺由鍛嗽造液抵壓機(jī)芒廠房蝶配套植表故[4徹]范?；?稀公刺用配工套設(shè)偉施介大型重自由柳鍛造笑液壓杰機(jī)車(chē)摧間的獎(jiǎng)公用鹿配套撿設(shè)施寸主要羨有燃企氣、霸循環(huán)歇水、仿壓縮紹空氣淘或氮狡氣、督高低媽壓電將源等肢。享3妥.1替現(xiàn)月在的耳鍛造各車(chē)間范已經(jīng)框摒棄中了以面煤作影為燃慚料的逝生產(chǎn)扁方式窯，天陰然氣赤作為地清潔歇能源緞已廣棍泛應(yīng)娘用于拿工業(yè)速生產(chǎn)吃。挖3.驕2霜壓縮于空氣柏或氮東氣在劈鍛造植車(chē)間悼是不沈可或桃缺的稼動(dòng)力滋氣體里。壓秧機(jī)的牧充液刺罐間尋斷性腎用氣欲，保朗證壓呆機(jī)能確正常銷(xiāo)工作步。嫂3療.3亂大鹽型自久由鍛抄液壓哄機(jī)管善道中亮的工診作液水體長(zhǎng)食期在掉高壓紀(jì)、快歡速工剖況下杯溫度孩升高奴，當(dāng)稍溫度界超過(guò)各6葵0論℃由時(shí)，蒜液壓殼系統(tǒng)阿就不碼能正后常工尤作。湖因此宮要對(duì)貫工作征液體治不停寧的冷芽卻，扮冷卻罷液體塔一般讓要求娘為清貸潔軟勞水，霧條件觀不具憲備時(shí)襯可使架用干籌凈的雄江河含水。居愚3.芽4菜大型鳴壓機(jī)喊泵站蒼往往街配備連的有歉高壓農(nóng)（1晴0k返V）依電機(jī)簽和低婆壓（俯38陰0V抗）電雨機(jī)兩金種，李并且齒總的鬧安裝哄功率險(xiǎn)很大罩。因另此鍛仍造車(chē)客間需冷要專(zhuān)典設(shè)（禽高）冬低壓酷變電拖間、耳配電止間。阿續(xù)4.春結(jié)錯(cuò)語(yǔ)掛蠢大型售自由構(gòu)鍛液毀壓機(jī)丘車(chē)間參的設(shè)筍計(jì)是雅一項(xiàng)預(yù)復(fù)雜鮮的工升程，拌本文鬼通過(guò)熄分析獄液壓隙機(jī)車(chē)千間工尊藝設(shè)蝕計(jì)領(lǐng)煩域應(yīng)湊當(dāng)注晶意的中問(wèn)題寇并簡(jiǎn)旨要介運(yùn)紹相厘關(guān)公腥用配襪套設(shè)適施，影使讀胸者對(duì)信液壓籠機(jī)車(chē)牛間的惑工藝奮設(shè)計(jì)坦有了皮清晰擾的認(rèn)償識(shí)。如參考子文獻(xiàn)晉：逢[1回]喊陳環(huán)柏金怪，黃汽樹(shù)槐吉，瓦熊曉迎紅.暗筋五舊唇式水多壓機(jī)扯CN饑C島改造順.紙鍛閑壓技票術(shù)，本20友08疲，3強(qiáng)3培娛（世1）輝：1捧06奔-1盤(pán)08亮點(diǎn)[2疊]選王仲鉛仁，窗皇甫知