H型钢的轧制方法

Ｈ型钢的轧制一、Ｈ型钢的轧制方法Ｈ型钢的轧制方法按历史顺序大致分为三类：１、利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制方法；２、利用一架万能轧机的轧制方法；３、利用多机架万能轧机的轧制方法。１、利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制方法这是一种最古老的轧制方法，第一根Ｈ型钢就是采用这种方法轧成的。这种轧制方法大多采用生产普通工字钢的直轧法、斜轧法和弯腰对角轧制法生产工艺。这种轧制方法只能轧制小规格的Ｈ型钢，由于斜配孔型导致装置复杂，轧机调整不易控制，生产效率低，质量不稳定，最大缺点是不能生产中等规格以上的宽腿Ｈ型钢。２、利用一架万能轧机的轧制方法这种轧制方法的孔型设计与轧制普通工字钢时的孔型设计相同。它的主要特点是利用二辊开坯机和两架三辊式轧机进行粗轧，用一架万能轧机进行精轧。这种方法缺点是轧辊磨损快且不易恢复，一次轧出量少，更不适合轧制多种尺寸Ｈ型钢。３、利用多机架万能轧机的轧制方法用多架万能轧机轧制Ｈ型钢，万能轧机除被驱动的上下两水平辊外，在水平辊两侧设置被动立辊，共用四个轧辊形成一个孔型。万能轧制这种方法在世界上已获得普遍应用。（1）格林法。格林法轧制的特点是采用开口式万能孔型，腰和腿部的加工是在开口式万能孔型中同时进行。为有效控制腿高和腿部加工的质量，格林法认为立压必须作用在腿端，故把腿高的压缩放在与万能机架一起连轧的二辊式机架中运行。目前世界各国的轧边机多采用这种方法。其大致工艺如下：用初轧机或二辊开坯机把钢锭轧成异形坯，然后把异形坯送往万能粗轧机和轧边机进行往复连轧，并在万能精轧机和轧边机上往复连轧成成品。（2）萨克法。萨克法是闭口式万能孔型，在孔型中腿是倾斜配置的，为能最后轧出水平直腿部，必须在最后一道中安置圆柱立辊的万能机架。萨克法的立压与格林法不同，它是把压力作用在腿宽方向上，而这容易引起轧件的移动，尤其是在闭口孔型中常常会因来料尺寸的波动，造成腿端凸出部分容易往外挤出形成耳子，影响成品质量。在萨克法中粗轧万能孔型，其水平辊侧面采用较大斜度，可减少水平辊磨耗，同时由于立辊是采用带锥度的，故可对腰腿同时进行延伸系数很大的压缩，可减少轧制道次和万能机架数量，节约设备投资。其大致工艺为：采用一架二辊式开坯机，将钢锭轧成具有工字形断面的异形坯，然后将异形坯送到四辊万能机架和二辊立压机架所组成的可逆式连轧机组中进行粗轧，最后在一架万能机架上轧出成品。（3）杰普泼法。杰普泼法综合了以上优点，吸收萨克法斜配万能孔型一次可获得较大延伸和格林法采用立压孔型便于控制腿宽的加工这两大优点。杰普泼法的主要特点是粗轧采用萨克法斜配万能孔型，精轧采用格林法开口式万能孔型，在精轧万能轧机上首先用圆柱立辊和水平立辊把腿部压平直，然后立辊离开，仅用水平辊压腿端，最后在第二架精轧万能轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工。工艺流程为：采用一架二辊可逆开坯机与两串列布置的万能机架进行轧制，在第一个机架中将异形坯轧成近“Ｘ”形，通过第二个万能机架第一道次时，首先用柱形立辊把轧件腿部轧平直，然后在返回道次中立辊离开，仅用水平辊直压腿端。在最后一架万能轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工成型。（4）Ｘ－Ｈ轧制法。Ｘ－Ｈ轧法是ＳＭＳ取得专利的轧法。万能轧机将会被放进万能机架，在操作之中同样采用Ｘ－Ｈ轧法，第一架轧机采用：Ｘ－孔型设计以及第二架轧机是根据最终产品而配置的Ｈ孔型。万能轧机的四个轧辊所组成的孔型一般有两种型式：Ｘ孔型和Ｈ孔型。Ｘ孔型立辊带有一定的锥度，并且以水平轧制线为中心上下对称。这种孔型的优点是：有利于轧件的延伸，可以使轧件很快减薄，并且在相同的压下量的情况下，轧制能耗比Ｈ孔型低，因此在万能粗轧、中轧机机组中多采用这种孔型。Ｈ孔型的立辊是圆柱形，精轧机必须采用这种孔型。轧件在Ｘ－Ｈ孔型中进行可逆连轧，由于第二架万能轧机采用Ｈ孔型，所以可以直接轧出成品，从而省去了精轧机组，生产线长度大大缩短。Ｘ－Ｈ轧制法最大的优点是：占地面积小、投资少、效益大、成品低。采用Ｘ－Ｈ轧制法，比原始的单列往复串列布置机组产量提高５５％，轧辊成本降低３３％，并且该可进一步改造成目前国际上Ｈ型钢生产最先进的以近终形连铸坯为原料，采用Ｘ－Ｈ轧制方法的短流程连铸连轧技术。Ｘ－Ｈ轧法与传统轧制工艺比较这种轧法在实践操作中被证明有如下优点：更高的生产能力；更高的温度水平；更少的轧制压力及驱动功率；提高轧辊的使用寿命；控温轧制实现可能；更长的轧件长度。Ｘ－Ｈ轧制方法是目前世界上生产Ｈ型钢比较流行的轧制方法，已经被多数新建或新改造的Ｈ型钢厂所广泛采用。二、H型钢轧制的轧制参数H型钢轧制的轧制参数包括：腹板辊缝、翼缘辊缝、轧制温度、轧制速度、压下率、水平辊宽度、水平辊直径、立辊宽度、立辊直径、立辊锥角以及水平辊锥角。三、H型钢轧制变形区金属变形分析在万能轧制过程中,翼缘在水平辊侧面和立辊形成的孔型里变形,翼缘的端部沿立棍辊身方向自由变形。影响翼缘变形的因素有:翼缘的压下量、翼缘和腹板之间的变形牵制、轧边机对翼缘端部的加工。从模拟结果看,翼缘与腹板的变形对翼缘端部变形的影响是随架次的增加而增大的。万能轧制过程中,轧件翼缘的端部基本不接触轧辊,变形量很小,且变形量与万能轧制中立辊的压下量有直接关系;而腹板变形量相对翼缘变形较小。轧边机基本上只起到加工翼缘端部的作用,对腹板基本没有影响[1]。四、H型钢轧制金属的纵向和横向流动情况轧件截面的金属流动规律可主要用轧件翼缘的水平和垂直方向的变形规律来表征。翼缘外侧面金属向内侧流动;截面圆弧过渡区的金属分别呈现向翼缘以及腹板方向流动的趋势。腹板中部金属的横向流动趋势较弱,该部位金属易转化为腹板的纵向伸长。截面圆弧过渡区及腹板与之相邻部位的金属明显地向翼缘方向流动;翼缘底部的金属向翼缘顶部流动;腹板金属在垂直方向呈现微弱的向下流动[2]。参考文献:[1]张波,张勤河,张海龙,陈举华.H型钢热连轧过程的金属变形分析[J].锻压技术,2009,34(3):89-91.[2]段明南,臧勇,马光亭,秦勤.H型钢轧制有限元模型研究及应用[J].北京科技大学学报,2006,41(11):43-45.