H型鋼的生產(chǎn)工藝流程

時(shí)間：2019-12-02作者：佛山市央澤鋼鐵有限公司瀏覽：409

H型鋼的種類

根據(jù)使用要求及斷面設(shè)計(jì)特性，通常H型鋼分為兩大類：一類是作為梁型建筑構(gòu)件用的H型鋼;另一類是作為柱型(或樁型)建筑構(gòu)件的H型鋼。作為梁型構(gòu)件的H型鋼，其高度與腿寬之比為2∶1～3∶1，其規(guī)格一般從100mm×50mm～900mm×300mm。作為柱型構(gòu)件的H型鋼，其高度與腿寬之比為1∶1，其規(guī)格一般從100mm×100mm～400mm×400mm。H型鋼高度80～1100mm，腿寬46～454mm，腰厚2.9～78mm，單重6～1086kg/m。

H型鋼的生產(chǎn)工藝

H型鋼的軋制方法按歷史的順序，可大致分為以下3類：

(1)利用普通二輥或三輥式型鋼軋機(jī)的軋制法;

(2)利用一架**軋機(jī)的軋制法;

(3)利用多機(jī)架**軋機(jī)的軋制法。

現(xiàn)代化H型鋼生產(chǎn)方法

用多機(jī)架**軋機(jī)軋制H型鋼，這種方法在世界上已獲得普遍采用，具體方法有格林法、薩克法、杰·普潑法等。

格林法

格林法的主要特點(diǎn)是采用開口式**孔型，腰和腿部的加工是在開口式**孔型中同時(shí)進(jìn)行的。為有效地控制腿高和腿部加工的質(zhì)量，格林認(rèn)為立壓必須作用在腿端，故把腿高的壓縮放在與**機(jī)架一起連軋的二輥式機(jī)架中進(jìn)行。目前**的軋邊機(jī)多采用格林法。

采用格林法軋制H型鋼其工藝大致如下：用初軋機(jī)或二輥式開坯機(jī)把鋼錠軋成異形坯，然后把異形坯送往**粗軋機(jī)和軋邊機(jī)進(jìn)行往復(fù)連軋，并在**精軋機(jī)和軋邊機(jī)上往復(fù)連軋成成品。格林法在進(jìn)行立壓時(shí)只是用水平輥與軋件腿端接觸(腰部與水平輥不接觸)，這可使軋件腿端始終保持平直。這種方法其立輥多為圓柱形，而水平輥兩側(cè)略有斜度，在荒軋機(jī)組中，水平輥側(cè)面有約9%的斜度。在精軋機(jī)組中水平輥側(cè)面有2%～5%的斜度，不過精軋機(jī)組水平輥側(cè)面斜度應(yīng)盡量小，才能軋出平行的腿部。

1908年在美國(guó)伯利恒公司建的軋鋼廠就是采用上述工藝流程，它由一架異形坯初軋機(jī)和兩架緊接其后間距為90m的**軋機(jī)所組成。每一架**軋機(jī)包括一架**機(jī)架和一架軋邊機(jī)。

現(xiàn)代化的H型鋼廠也廣泛采用格林法設(shè)計(jì)。

薩克法

薩克法采用閉口式**孔型，在此孔型中腿是傾斜配置的，為能最后軋出平直腿部，必須在最后一道中安置圓柱立輥的**機(jī)架。薩克法的立壓與格林法不同，它是把壓力作用在腿寬方向上，而這容易引起軋件的移動(dòng)，尤其是在閉口孔型中常常會(huì)因來(lái)料尺寸的波動(dòng)，造成腿端凸出部分容易往外擠出形成耳子，影響成品質(zhì)量。

在薩克法中的粗軋**孔型，其水平輥側(cè)面可采用較大斜度，這樣可減少水平輥的磨耗，同時(shí)由于立輥是采用帶錐度的，故可對(duì)腰腿同時(shí)進(jìn)行延伸系數(shù)很大的壓縮。這樣可減少軋制道次和**機(jī)架數(shù)量，有利于節(jié)約設(shè)備投資。

薩克法的主要工藝流程是：采用一架二輥式開坯機(jī)，將鋼錠軋成具有工字形斷面的異形坯，然后將異形坯送到由四輥**機(jī)架和二輥立壓機(jī)架所組成的可逆式連軋機(jī)組中進(jìn)行粗軋，最后在一架**機(jī)架上軋出成品?；能垯C(jī)組水平輥側(cè)面斜度為8%，中間機(jī)組水平輥側(cè)面斜度為4%，在精軋**機(jī)架中才將軋件腿部軋成平直，成品工字鋼腿部斜度為1.5%左右。

杰·普潑法

杰·普潑法綜合了格林法和薩克法的優(yōu)點(diǎn)，即吸收了薩克法斜配**孔型一次可獲得較大延伸和格林法采用立壓孔型便于控制腿寬的加工這兩大優(yōu)點(diǎn)。杰·普潑法的主要特點(diǎn)是荒軋采用薩克法斜配**孔型，精軋采用格林法開口式**孔型，在精軋**軋機(jī)上首先用圓柱立輥和水平輥把腿部壓平直，然后立輥離開，僅用水平輥壓腿端，最后在*二架精軋**軋機(jī)上用水平輥和立輥對(duì)軋件進(jìn)行全面加工。其工藝流程是：采用一架二輥可逆開坯機(jī)與兩架串列布置的**機(jī)架進(jìn)行軋制，這架**機(jī)架的水平輥帶有7%的斜度，立輥錐度也為7%。在精軋**軋機(jī)中，因工字鋼品種的不同，孔型斜度也不一樣，一般為1.5%～9%。在軋件通過*二個(gè)**機(jī)架**道次時(shí)，首先用柱形立輥把軋件腿部軋平直，然后在返回道次中立輥離開，僅用水平輥直壓腿端。在最后一架**軋機(jī)上用水平輥和立輥對(duì)軋件進(jìn)行全面加工成形。

H型鋼生產(chǎn)工藝流程

為生產(chǎn)出質(zhì)量好、成本低的H型鋼，首先需要確定一個(gè)合理的生產(chǎn)工藝流程。

一般小號(hào)H型鋼多選用方坯，大號(hào)H型鋼多選用異形坯，方坯和異形坯可用連鑄坯，也可由初軋直接供給。

鋼坯在經(jīng)過精整和稱重后，裝入步進(jìn)式加熱爐中加熱到1200～1250℃出爐。步進(jìn)式爐大多數(shù)采用雙絕熱滑軌和軸流式燒嘴，可對(duì)不同規(guī)格鋼坯提供較佳的溫度控制，并節(jié)約燃料。

鋼坯出爐后，先用1800MPa的高壓水除鱗，然后被送入開坯機(jī)軋制。開坯機(jī)一般為兩輥可逆式軋機(jī)，在開坯機(jī)上需要軋制7～13道左右，然后軋件被送往熱鋸，熱鋸只負(fù)責(zé)切去頭尾未成形部分。最后再把軋件送入**粗軋機(jī)軋制，一般軋制數(shù)道后送入**精軋機(jī)，軋一道最后成形。這時(shí)還要再次切去頭尾，并按定貨要求把軋件切成定尺長(zhǎng)度再送往冷床冷卻。由于H型鋼腿厚與腰厚之比較大，若采用平放容易因腰腿冷卻速度不一致，造成腰部波浪，故一般多采用立冷?，F(xiàn)在多數(shù)都采用步進(jìn)式冷床，這不僅可以減少原來(lái)用鏈?zhǔn)酵线\(yùn)機(jī)構(gòu)造成的缺陷，而且容易控制鋼材冷卻速度。經(jīng)過冷卻后的H型鋼被送入矯直機(jī)矯直。由于H型鋼斷面模數(shù)較大，一般都采用8輥或9輥式矯直機(jī)矯直，矯正輥間距較大可達(dá)2200mm，同時(shí)還需用臥矯進(jìn)行補(bǔ)充矯直。鋼材經(jīng)矯直后被送到檢查臺(tái)檢查尺寸、外形和表面質(zhì)量，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做出標(biāo)志，然后按不同等級(jí)、不同長(zhǎng)度進(jìn)行分類、堆垛和打捆后送入倉(cāng)庫(kù)。對(duì)不合格品按再處理品進(jìn)行重矯后，用冷鋸切斷或修磨、焊補(bǔ)后再重新檢查。

為提高軋機(jī)作業(yè)率、減少換輥時(shí)間，大多數(shù)廠采用快速換輥系統(tǒng)，即在生產(chǎn)的同時(shí)預(yù)先把下一個(gè)品種所需軋輥組裝好。在換輥時(shí)只要把全部原機(jī)架拉出，換上已裝好的新機(jī)架即可。每個(gè)機(jī)架都裝有一個(gè)自動(dòng)電器接線，以及冷卻水、稀油和干油管接頭及連接桿的定位連接裝置。該裝置拆接方便、迅速，整個(gè)換輥時(shí)間約20min。

為對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行有效控制，現(xiàn)代化的H型鋼廠都采用計(jì)算機(jī)控制。一般是三級(jí)控制系統(tǒng)，**級(jí)用于生產(chǎn)組織管理，采用大型計(jì)算機(jī)進(jìn)行DDC控制(直接數(shù)字控制);*二級(jí)是對(duì)生產(chǎn)過程的控制，即程序控制，程序控制計(jì)算機(jī)一般分兩線控制，*控制熱軋作業(yè)區(qū)，*控制精整作業(yè)區(qū);*三級(jí)是對(duì)每道工序的控制，包括對(duì)加熱、軋制、鋸切等工序的控制，一般采用微型機(jī)進(jìn)行控制。各工序微型機(jī)反應(yīng)的生產(chǎn)信息通過中間計(jì)算機(jī)反映給各自的程序控制機(jī)，經(jīng)程序控制機(jī)匯總分析后反映給中央控制機(jī)，中央控制機(jī)再根據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求發(fā)出下一步調(diào)整和控制的指令。

總之，由于計(jì)算機(jī)反應(yīng)迅速，可以對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量信息及時(shí)進(jìn)行收集處理，因此計(jì)算機(jī)控制是進(jìn)行生產(chǎn)工藝控制的較佳手段。

H型鋼生產(chǎn)工藝的選擇

近幾十年來(lái)，隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步和在線計(jì)算機(jī)控制軋制自動(dòng)化程度的提高，H型鋼生產(chǎn)工藝也日益成熟。根據(jù)所采用的坯料、所采用的孔型系統(tǒng)和軋機(jī)種類的不同，可以有多種不同的工藝組合，當(dāng)代H型鋼生產(chǎn)工藝共有5種可供選擇。

**種生產(chǎn)工藝是采用傳統(tǒng)的鋼錠做原料。首先在初軋機(jī)上把鋼錠軋成矩形坯或方坯，然后將這些矩形坯或方坯加熱后送到開坯機(jī)軋制。開坯機(jī)有兩種不同的孔型系統(tǒng)，即閉口式孔型與開口式孔型。在閉口式孔型中，材料變形均勻，但這需要較多的孔型個(gè)數(shù)和較長(zhǎng)的輥身長(zhǎng)度，基于這種原因，閉口式孔型廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中等斷面的型鋼;而開口式孔型則主要應(yīng)用于生產(chǎn)具有較大腰寬和腿寬的大斷面型鋼。若欲采用閉口式孔型軋制大號(hào)型鋼，則需要兩架開坯機(jī)才能在技術(shù)上**令人滿意的效果。

鋼坯在開坯機(jī)上被軋成似“狗骨頭”狀的異形坯，然后被送到由1～2架**可逆粗軋機(jī)所組成的**粗軋機(jī)組上軋制。**軋機(jī)水平軋輥的碾軋和立輥的側(cè)壓，使異形坯腰厚進(jìn)一步減薄，腿部變得較加尖扁。通常腿厚的壓縮量比腰部厚度壓縮量大，這可用在軋輥?zhàn)冃螀^(qū)軋件與軋輥接觸長(zhǎng)度來(lái)解釋，因?yàn)閺膭?dòng)立輥與軋件的接觸長(zhǎng)度比水平輥與軋件的接觸長(zhǎng)度要長(zhǎng)。在**精軋機(jī)架，軋件承受水平輥和立輥很小的壓縮，以及軋邊機(jī)對(duì)腿端部的矯正。

*二種生產(chǎn)工藝是采用連鑄矩形坯。它與**種生產(chǎn)工藝的不同之處，在于不需要初軋機(jī)，而且*二種工藝生產(chǎn)H型鋼可以獲得比**種工藝較高的收得率、較好的成品質(zhì)量和較好的經(jīng)濟(jì)效益。這種工藝一受到的限制是所生產(chǎn)的H型鋼腿較寬，因?yàn)樗眠B鑄坯的厚度要受連鑄機(jī)設(shè)備條件的限制。連鑄坯在型鋼廠的軋制工藝與**種是相同的。

*三種生產(chǎn)工藝是采用連鑄異形坯。其優(yōu)勢(shì)是采用一種或少量幾種連鑄異形坯就可以生產(chǎn)全部尺寸的H型鋼，這要在開坯機(jī)上采用寬展法才能達(dá)到，其孔型可用閉口式，也可用開口式。與前兩種工藝相比，這種生產(chǎn)工藝的孔型數(shù)目較少。這種工藝的不足是受連鑄異形坯腿寬的限制。開坯后的軋制工藝也與前兩種方法相同，需經(jīng)過**粗軋機(jī)組粗軋和**精軋機(jī)組精軋而成形。

*四種生產(chǎn)工藝是采用連鑄板坯。以連鑄板坯為原料生產(chǎn)H型鋼比用初軋坯及連鑄異形坯較為經(jīng)濟(jì)，但這需要在開坯機(jī)上設(shè)計(jì)一個(gè)專門孔型。這個(gè)孔型與軋鋼軌的孔型類似，它是有一定角度的切楔，用以輾軋板坯形成類似“狗骨頭”狀的異形斷面。為此板坯要首先在**孔進(jìn)行立軋，以形成所需的腿寬，然后在下一個(gè)異形孔中(開口孔或閉口孔均可)軋成類似“狗骨頭”狀的異形坯。這種生產(chǎn)工藝比**種變形較均勻，其優(yōu)點(diǎn)是僅用一臺(tái)開坯機(jī)加**粗軋機(jī)組加**精軋機(jī)組就可以生產(chǎn)大號(hào)H型鋼。在開坯機(jī)上還有一種改造工藝，就是開坯機(jī)采用一架**板坯開坯機(jī)，利用其水平輥與立輥成一定角度所形成的側(cè)壓可直接軋出“狗骨頭”狀的異形斷面。后面工序與**種工藝相同。

*五種生產(chǎn)工藝是采用具有很薄腰厚的連鑄異形坯為原料。這種薄連鑄異形坯已接近成品H型鋼尺寸，因此它可以直接在**機(jī)組上進(jìn)行粗軋和精軋，而不再需要開坯機(jī)。在這種情況下，提高產(chǎn)量的方向是要求連鑄機(jī)具有較高的鑄速，能鑄造出較薄的異形斷面。其軋制特點(diǎn)是整個(gè)軋制過程變形較加均勻。


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