煤气发生炉用u形圈及其制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于U型圈加工技术领域，具体涉及煤气发生炉用U形圈及其制作工艺。
【背景技术】
[0002]为起到隔热作用，现有的煤气发生炉多设计成内壁和外壁的双层结构，并通过U型圈分别将内壁和外壁的顶端和底端密封，然后将煤气发生炉与支座连接。现有的U型圈的制备过程采用在一块长方形钢板上切割获得多个相同的扇形组件，将多个相同的扇形组件放置在同一水平面上，拼接成圆环，对拼接的接缝进行焊接，形成平面的圆环，再用冷轧机对平面的圆环进行冷轧成型，获得U型圈。
[0003]U型圈主要起到密封内壁和外壁的作用，但现有U型圈密封效果并不理想，并且存在检修困难的问题。其主要原因是现有的U型圈是由多个扇形组件拼接而成，U型圈上存在3个或3个以上的接缝，接缝的数量过多，造成U型圈强度下降。而在煤气发生炉上使用时，U型圈的工作环境需反复重复升温-冷却的过程，现有结构的U型圈强度较差，无法满足需求。U型圈长时间使用后接缝易造成腐蚀，使U型圈的密封性能下降，但由于焊缝过多，现有的U型圈在检修时往往无法快速找出渗漏的部位，造成检修困难。
[0004]其次，现有的U型圈生产工艺中，需在一块长方形钢板上切割获得多个扇形组件，由于扇形组件形状不规则，在切割获得过程中会产生较多的钢板边角料，造成了浪费，使生产成本升高。并且现有U型圈工艺耗时较长，生产效率低。其主要原因是:在钢板上切割获得扇形组件时，较为困难，需对扇形组件逐个切割获得，过程费时费力；扇形组件在焊接成平面环形时，由于有3条或3条以上的焊缝，焊接耗时较长。现有的U型圈由于采用冷压成型，当U型圈应用在煤气发生炉上时，煤气发生炉炉内温度最高可达1000°C，U型圈需反复在升温冷却的工作环境中使用，冷压成型的U型圈强度无法满足需求，使用寿命较短。U型圈安装在煤气发生炉上使用后，如需更换U型圈需停止生产，造成经济损失。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:针对现有技术的上述不足，提供煤气发生炉用U形圈及其制作工艺，该U形圈密封性好、强度高、检修方便，该U形圈的制作工艺可明显缩短工作时间，提高加工速率，且无边角料的损耗，节约原材料和能源，降低成本。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该煤气发生炉用U形圈，包括U形圈本体，其特征在于:所述U形圈本体用长条状钢板弯曲轧制成形，U形圈本体上仅有一条焊缝，U形圈本体纵截面为U形。
[0007]本发明的煤气发生炉用U形圈的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤:
a)选取长条状钢板，使用卷圆机将长条状钢板卷制成平面圆环，然后将长条状钢板两端对接，并焊接形成焊缝；
b)将平面圆环加热至60(Ti00(rc，保持加热温度，使用冲床将平面圆环冲压成纵截面为U形的U形圈本体；将U形圈本体缓慢空冷至室温，即得。
[0008]所述的步骤b)中采用加热冲床一次热冲压成型。
[0009]所述的长条状钢板为碳素钢，加热温度为80(T90(TC。
[0010]所述的长条状钢板为不锈钢，加热温度为65(T750°C。
[0011]卷圆机是将碳钢、不锈钢、有色金属型材卷制成圆环和法兰的卷圆装置。U形圈所用的金属材质的长条状钢板厚度一般在50_以下，因此卷圆机优选扁钢卷圆机。
[0012]加热冲床是把工件加热再到使用模具冲压冲床上加工，在加热条件下在钢板再结晶温度以上进行轧制的装置。步骤b)采用冲床冲压成纵截面为U形的U形圈本体，可以改变步骤a)中卷圆机对钢板弯折时造成的纵截面为平面的圆环内部应力不均的问题，使冷却获得的U形圈强度均匀、结构致密，满足煤气发生炉重复高温-冷却工作环境的需要。
[0013]步骤b)加热温度设计为60(Tl00(TC，其原因是在该温度范围下热轧加工的钢板可具有较好的形变性能，便于加工；同时U形圈本体内部的金相显微组织在60(Ti00(rc，的高温条件下可再结晶，平衡u形圈本体内部应力、使u形圈本体强度变的均匀。
[0014]与现有技术相比，本发明的煤气发生炉用U形圈及其制作工艺所具有的有益效果是:
1、本发明的煤气发生炉用U形圈的焊缝变少，仅为一条焊缝。与现有技术中2条以上的焊缝相比，本发明的一条焊缝的设计提高了 U形圈本体的受力强度，U形圈本体的密封性得到提升；同时一条焊缝的设计可降低焊缝年久腐蚀造成的密封不严的问题，降低了检修的工作量。
[0015]2、与现有的扇形切割获得、多片焊接的工艺相比，本发明煤气发生炉用U形圈的制作工艺采用长条状钢板直接弯折形成平面的圆环，可明显节约用料，使钢板无边角料的损耗；同时节约了焊接用时，焊接次数变少，完成单个U形圈本体的用时变少，工作效率提闻。
[0016]3、与现有工艺相比，本发明煤气发生炉用U形圈的制作工艺对圆环进行了先加热再热轧成型的方法，使U形圈本体的质地变得更致密，通过加热解决平面的圆环在卷圆机上加工过程中产生的应力分布不均的问题。加热后再进行热轧机热轧成型，获得的U型圈强度升高，使用过程中不易碎裂、变形，解决了现有先焊接后冷压工艺中U形圈应力表现差、使用寿命短的问题；同时本发明的工艺使U形圈本体的成品率和成品精度得到提高，U形圈的成品尺寸、形状误差小，易于安装。
【附图说明】
[0017]图1是煤气发生炉用U形圈的主视图；
图2是图1煤气发生炉用U形圈A-A的剖视图；
图3是图2煤气发生炉用U形圈的B-B剖视图；
图4是步骤a)获得的平面圆环的俯视图；
图5是步骤a)获得的平面圆环C-C剖视图；
其中:1、U形圈本体 2、焊缝 3、纵截面；4、平面圆环；5、加热冲床的模具落点。
【具体实施方式】
[0018]其中实施例1为最佳实施例，下面结合附图广3对本发明煤气发生炉用U形圈及其制作工艺做进一步说明。
[0019]实施例1
参照图f 3，本实施例中煤气发生炉用U形圈，所述的U形圈本体I采用Q235R材质的长条状钢板制成。长条状钢板长1600mm、宽150mm、厚10包括U形圈本体1，U形圈本体I为环形，U形圈本体I上设有一条焊缝2，U形圈本体I的纵截面3为U形。
[0020]参照图f 5，本实施例煤气发生炉用U形圈，其制作工艺，包括如下步骤:
a)选取Q235R材质的长条状钢板，使用卷圆机将长条状钢板卷制成平面圆环，环然后将长条状钢板两端对接，并焊接形成焊缝2，获得纵截面为平面的平面圆环4 ；
b)使用加热冲床加热平面圆环4，加热温度60(Tl000°C，将平面圆环4采用一次热冲压成型，将平面圆环4的纵截面冲压成U形，形成U形圈本体I ;图4中虚线所示，在平面圆环4上标注的加热冲床的模具落点5的位置；将U形圈本体I缓慢空冷至室温，即得。
[0021]所得U形圈本体I的外径尺寸529mm，内径尺寸377mm，制作工艺用时25分钟。
[0022]实施例2
参照图f 3，本实施例中煤气发生炉用U形圈，所述的U形圈本体I采用430不锈钢材质的长条状钢板制成。长条状钢板长1300mm、宽150mm、厚8mm,U形圈本体I为环形，U形圈本体I上设有一条焊缝2，U形圈本体I的纵截面3为U形，U形的纵截面3成弯折的U形。
[0023]参照图f 5，本实施例煤气发生炉用U形圈，其制作工艺，包括如下步骤:
a)选取430不锈钢材质的长条状钢板，使用卷圆机将长条状钢板卷制成平面圆环，环然后将长条状钢板两端对接，并焊接形成焊缝2，获得纵截面为平面的平面圆环4 ；
b)使用加热冲床加热平面圆环，加热温度为65(T750°C，将平面圆环采用一次热冲压成型，将平面圆环的纵截面冲压成U形，形成U形圈本体I ;图4中虚线所示，在平面圆环4上标注的加热冲床的模具落点5的位置；将U形圈本体I缓慢空冷至室温，即得。
[0024]所得U形圈本体I的外径尺寸426mm，内径尺寸219mm，制作工艺用时30分钟。
[0025]实施例3
参照图f 3，本实施例中煤气发生炉用U形圈，所述的U形圈本体I采用Q235B材质的长条状钢板制成。长条状钢板长1800mm、宽150mm、厚10包括U形圈本体1，U形圈本体I为环形，U形圈本体I上设有一条焊缝2，U形圈本体I的纵截面3为U形。
[0026]参照图f 5，本实施例煤气发生炉用U形圈，其制作工艺，包括如下步骤:
a)选取Q235B材质的长条状钢板，使用卷圆机将长条状钢板卷制成平面圆环，环然后将长条状钢板两端对接，并焊接形成焊缝2，获得纵截面为平面的平面圆环4 ；
b)使用加热冲床加热平面圆环，加热温度80(T90(TC，将平面圆环采用一次热冲压成型，将平面圆环的纵截面冲压成U形，形成U形圈本体I ;图4中虚线所示，在平面圆环4上标注的加热冲床的模具落点5的位置；将U形圈本体I缓慢空冷至室温，即得。
[0027]所得U形圈本体I的外径尺寸600mm,内径尺寸428mm,制作工艺用时35分钟。
[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.煤气发生炉用U形圈，包括U形圈本体(1)，其特征在于:所述U形圈本体(I)用长条状钢板弯曲轧制成形，U形圈本体(I)上仅有一条焊缝(2)，U形圈本体(I)纵截面为U形。
2.煤气发生炉用U形圈的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤: a)选取长条状钢板，使用卷圆机将长条状钢板卷制成平面圆环，然后将长条状钢板两端对接，并焊接形成焊缝(2)； b)将平面圆环加热至60(Ti00(rc，保持加热温度，使用冲床将平面圆环冲压成纵截面为U形的U形圈本体(I);将U形圈本体(I)缓慢空冷至室温，即得。
3.根据权利要求2所述的煤气发生炉用U形圈的制作工艺，其特征在于:所述的步骤b)中采用加热冲床一次热冲压成型。
4.根据权利要求2所述的煤气发生炉用U形圈的制作工艺，其特征在于:所述的长条状钢板为碳素钢，加热温度为80(T900°C。
5.根据权利要求2所述的煤气发生炉用U形圈的制作工艺，其特征在于:所述的长条状钢板为不锈钢，加热温度为65(T750°C。
【专利摘要】煤气发生炉用U形圈及其制作工艺，属于U型圈加工技术领域。所述U形圈本体（1）用长条状钢板弯曲轧制成形，U形圈本体（1）上仅有一条焊缝（2），U形圈本体（1）纵截面为U形。本发明采用卷圆机对金属材质的长条状钢板采用使用卷圆机将长条状钢板卷制成圆环，焊接焊缝后获得纵截面为平面的平面圆环；使用加热冲床加热平面圆环，加热温度600~1000℃，将平面圆环将平面圆环的纵截面冲压成U形，形成U形圈本体（1）；将U形圈本体（1）缓慢空冷至室温，即得。本发明的U形圈密封性好、强度高、检修方便，该U形圈的制作工艺可明显缩短工作时间，提高加工速率，且无边角料的损耗，节约成本。
【IPC分类】F16J15-06, C10J3-72, B23P15-00
【公开号】CN104728443
【申请号】CN201310715769
【发明人】于宗兵
【申请人】于宗兵
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月23日