本文主要引見了大型環形鍛件、筒體鍛件消費的新工藝——徑軸向軋制技術，并引見了當今世界上最大的軋環機的設備才能，以及直徑15.45m 超大環件和直徑6m 的筒體軋制成形過程。

超大型環鍛件、筒體鍛件是大型配備必不可少的關鍵零部件，在海上風電、核電、水電、石油煉化、航空航天等范疇具有普遍的應用。隨著我國配備制造業的高速開展，受國內制造工藝程度和才能的限制，大型環鍛件、筒體鍛件的供需矛盾日益顯現，有些配備制造廠家不得不將眼光轉向國外進口。

當前直徑超越10m 的大型環鍛件多采用分段拼焊工藝或鑄造工藝消費，如大型混凝土回轉窯輪帶多采用鑄造工藝消費，由于工件直徑大，不得不設置多個澆冒口，不只資料應用率低，而且砂眼、縮孔、冷隔等鑄造缺陷很難防止。而大型環鍛件的分段拼焊工藝則存在焊縫與本體組織狀態不分歧的顯著缺陷。

當前國內直徑4m 以上的大型筒體鍛件多采用自在鍛方式消費，主要消費廠家有中國一重、二重、上重、中信重工等大型鍛造企業，2015年中信重工用185MN 油壓機鍛造出直徑6.72m，高3.95m，重202t 的超大型筒體，受油壓機凈空高度、開檔尺寸等限制，該尺寸的筒體鍛件根本已到達設備的極限。

此外，大型自在鍛件鍛造時間普通較長，始鍛部位與終鍛部位的鍛造溫度和變形量很難平均分歧，因而鍛件內部組織和晶粒度會差別較大，特別像奧氏體不銹鋼這類不能經過后續熱處置細化晶粒的鍛件，其差別性更為明顯。

大型環鍛件、筒體鍛件的消費無論是拼焊工藝、鑄造工藝還是自在鍛工藝均存在消費效率低、均質性差、資料耗費大的共性問題。

徑軸向軋制技術（輾環）是國際上公認的近凈成形先進制造工藝技術，適用于環類、盤類、筒體類鍛件的成形，與傳統自在鍛工藝相比，具有節能、高效、資料應用率高的特性，而且軋制后的工件內部組織致密、晶粒細小，流線完好，關于進步工件的強度、耐磨性、疲倦壽命具有十分重要的意義

（a）大型鑄造環件

（b）自在鍛筒體

圖1 大型鑄造環件與自在鍛筒體

山東伊萊特裝備的RAW2500/1250 ～ 16000/3000 軋環機是當今世界上最大的徑軸向軋環機，該設備徑向軋制力2500t；軸向軋制力1250t；最大軋制直徑16m，最大軋制高度3m，軋制坯料重量達200t，可以消費直徑16m 的超大型無縫環件、高度3m 的筒體類鍛件，可以處理當前大型環鍛件、筒體鍛件的消費制造難題，為我國大型配備的研發制造提供有力保證。

該設備不只軋制力能大，而且裝備準確的控制系統（圖2），具有多功用和準確的執行用戶希冀的才能，可自動設定軋制變量，自動控制軋制流程，自動監控工件長大過程，并具備先進的異形軋制功用。高精度控制不只進步鍛件外觀質量，更可以進一步降低鍛件余量，降低資料耗費。

圖2 自動操控面板

2018 年5 月，該軋環機及配套135MN 油壓機、熱處置設備、機加工設備完成全線投產，先后消費出直徑15.45m 的大型環形鍛件以及直徑6m、高度3m的筒體鍛件，以下分別做引見。

超大型環形鍛件軋制

環件目的尺寸：外徑15.45m、壁厚285mm、高度645mm，材質Q345E，鋼錠重量105t。采用油壓機開坯，開坯尺寸：外徑5300mm、內徑3400mm、高度850mm。

工藝流程：鋼錠滾圓—拔長—下料—鐓粗—沖孔—擴孔—第一火軋制—第二火軋制—鍛后冷卻（圖3）。

(a) 鐓粗、沖孔

(b) 擴孔

(c) 第一火軋制

(d) 第二火軋制

(e) 毛坯尺寸丈量

(f) 軋制廢品

圖3 超大型環形鍛件軋制過程

直徑15.45m 環鍛件軋制第一火從外徑5.3m 軋制至7m，軋制僅需7 分鐘；第二火軋制從7m 至15.45m，用時10 分32 秒，終軋溫度不低于900℃。軋環后毛坯經丈量，丈量結果列入表1。從表1 中數據可知，毛坯外徑橢圓58mm；內徑橢圓54mm，平面平整度≤ 5mm，鍛件外觀平整，無凹槽、凹坑、折疊等缺陷。

表1 15.45米環鍛件毛坯尺寸丈量結果單位（mm）

	位置	外徑	內徑	高度	橢圓度
目的尺寸		15450	14880	645
實測尺寸	0°	15415	14731	645	外徑：58 內徑：54
	30°	15421	14739	646
	60°	15473	14785	645
	90°	15445	14781	645
	120°	15435	14750	646
	150°	15428	14741	645

大型筒體鍛件軋制

筒體目的尺寸：外徑6000mm；內徑5500mm；高度3000mm；材質：Q345E，鋼錠重量158t。鍛坯尺寸：外徑4290mm；內徑3500mm; 高度3035mm。工藝流程：鋼錠滾圓—拔長—下料—鐓粗—沖孔—芯棒拔長—擴孔—軋制—鍛后冷卻。( 圖4)

直徑6m，高度3m 的大型筒體軋制用時4 分52 秒，毛坯冷卻后的尺寸檢測結果列入表2，由表2 數據可見，筒體軋制成形良好，橢圓度≤ 20mm, 上下錐度≤ 12mm，外觀質量優秀。

表2 筒體毛坯尺寸丈量記載單位（mm）

	位置	外徑（上/中/下）	內徑（上/中/下）	高度	橢圓度	錐度
目的尺寸		6000	5500	3000
實測尺寸	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

圖4 大型筒體鍛件軋制過程

軋制環鍛件性能檢測

2018 年6 月我公司承接某項目整體螺栓拉伸機支承環的制造任務，該產品材質30Cr2Ni2Mo，外徑5262mm； 內徑4210mm； 高度371mm， 鋼錠重量41t，性能檢測請求從三個螺栓孔P1、P2、P3 內取樣，三個螺栓孔位置相隔120°，廢品外形及取樣請求如圖5 所示。

(a) 廢品

(b) 取樣請求

圖5 螺栓拉伸機支承環

制造工藝流程：鋼錠滾圓—熱切水冒口—開坯鍛造—軋環—鍛后熱處置—粗加工—UT 檢測—調質處置—取樣檢測—精加工( 圖6)。力學性能實驗結果列入表3：

(a) 鋼錠滾圓

(b) 擴孔

(c) 軋環

(d) 毛坯

圖6 支承環工藝流程

表3 支承環鍛件力學性能檢測結果

材質	狀態	實驗 方向		Rm	Rp0.2	A	Z	實驗 溫度	AKv
				MPa		%			J
技術請求				≥830	≥700	≥12	≥50	室溫	≥45
30Cr2Ni2Mo	調質	P1橫向		977	777	19.5	63	室溫	69.8
		P1軸向		944	739	19.0	62		151.6；56.0
		P2橫向		967	770	18.5	65		125.8
		P2軸向		955	767	20.0	63		154.9；48.4
		P3橫向		971	745	19.5	63		156.0
		P3軸向		939	738	20.0	61		80.1；149.3
硬度檢測結果
技術請求			檢測位置		實測值
					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 所列數據可見，軋制環鍛件熱處置后的力學性能檢測指標均滿足技術請求，P1、P2、P3 三處檢測結果橫向拉伸性能相差10MPa，軸向拉伸性能相差16MPa，鍛件表層至中心的硬度差僅為16HB，鍛件各部性能平均，差別性很小。充沛考證大型軋環機鍛透才能，表現了軋制環鍛件的均質化特性。

結語

徑軸向軋制工藝是環形鍛件特有的成形工藝，以成形精度高，余量小，消費效率高而被認可，歐美國度早已將筒體軋制技術普遍應用于石化、核電等關鍵能源配備范疇，但是他們的軋制工藝技術對外封鎖。山東伊萊特努力于環鍛件行業40 余年，積聚了豐厚的軋制經歷，軋制工藝技術是山東伊萊特的中心競爭力。RAW2500/1250 ～ 16000/3000 軋環機以其優越的軋制功用給軋環工藝帶來更多可能性，將山東伊萊特的軋制才能提升至世界搶先位置。

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