CN101306430A - 一种轻型薄壁h型钢补热轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轻型薄壁H型钢补热轧制方法，属于金属塑性加工成型技术领域。该方法首先采用普通的H型钢轧制工艺，将钢坯轧制成具有腹板和翼缘的“H”形轧件，在轧件进入中、精轧机过程中，在腹板或翼缘厚度轧制到8mm以下时，由安装在生产线的感应加热装置，对腹板和翼缘分别进行补充加热，然后进行轧制。采用该方法，以补偿由于轧件壁厚过薄使轧件在轧制过程中的温度过度降低，降低轧制力和力矩，解决了由于轻型薄壁H型钢壁和翼缘腹板厚差薄造成的温降过快、精轧温度过低和腹板和翼缘温度不均匀等对生产热轧轻型薄壁H型钢造成的尺寸超差和性能不均等问题。本发明方法对工字钢、槽钢、球扁钢、角钢等其它薄壁型材的生产也十分适用。
Description
技术领域：
本发明属于金属塑性加工成型技术领域，具体涉及一种轻型薄壁H型钢补热轧制方法。
背景技术：
轻型薄壁H型钢主要用作轻钢结构的檩条和梁材，其形状特点是翼缘较窄，宽边规格较少用，翼缘及腹板厚度较薄。目前轻型薄壁H型钢的生产主要采用焊接方法生产。
热轧轻型薄壁H型钢产品较现行热轧H型钢重量减轻很多，具有截面模数大、重量轻、节省金属、承载能力强等特点，可取代对应尺寸的焊接H型钢及冷弯型钢产品。
所以目前轻型薄壁H型钢的生产主要采用焊接方法生产，但焊接方法生产的轻型薄壁轻型H型钢不仅成本高，而且由于是焊接成型的轻型薄壁H型钢内存在有较大的残余应力，更由于轻型薄壁H型钢一般要求高强度钢由于焊接工艺造成的热影响区等问题。
作为轻型结构，轻型薄壁H型钢一般要求高强度、高表面光洁度。采用热轧方式生产，由于轧制过程温降快，腰部温度低，变形抗力大，轧辊磨损快，质量控制难度大，产品轧制过程翼缘或腹板易出现波浪，翼缘或腹板强度差大，表面锈蚀快、光洁度低等，关键技术问题是温降过大。
《轻型薄壁H型钢轧制条件的研究》(钢铁，39卷，第7期)披露了轧制轻型薄壁H型钢的最大难点在于轻型薄壁H型钢的壁厚太薄，使温降过大。这样不仅使轧制力大幅上升，而且使轧机的弹跳增加，仅轧机的弹跳增加就超过了轻型薄壁H型钢的壁厚的尺寸，无法生产出所需要的尺寸。另外由于腹板和翼缘的厚度差造成了腹板和翼缘温度不均匀，温度的不均匀会造成腹板和翼缘延伸不同出现翼缘浪和腹板浪，翼缘或腹板性能差大等问题。但文中没有给出具体的解决方法。
专利CN200610096659.7公开了一种H型钢立式轧制方法及装置，其特点是轧件在进入中、精轧机前，由翻钢装置翻转90度，轧件由“H″形翻转为“工″形，腹板呈垂直状态进入立式万能轧机、轧边机进行中、精轧，一边对轧件高度和翼缘宽度的轧制，一边对腹板、翼缘辗压减薄；轧制成型后进行切断，上冷床后再翻转90度进行冷却。该方法的优点是能减少积水对轧件温降的作用，轧件能保持在较高的温度下进行轧制，轧制力小，降低了轧钢生产的能耗，还可以使轧件壁厚辗压得更薄，生产目前难以生产的轻型薄壁H型钢品种、规格，扩大H型钢使用范围。但该方法对于由于轻型薄壁H型钢壁薄造成的温降过快、精轧温度过低和腹板和翼缘温度不均匀等对生产热轧轻型薄壁H型钢造成的困难没有解决。
发明内容：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种轻型薄壁H型钢补热轧制方法，该方法的目的是补偿由于轧件壁厚过薄使轧件在轧制过程中的温度过度降低，降低轧制力和力矩，以解决由于轻型薄壁H型钢壁薄造成的温降过快、精轧温度过低和腹板和翼缘温度不均匀等对生产热轧轻型薄壁H型钢造成的问题。
本发明所提供的一种轻型薄壁H型钢补热轧制方法具体如下：
首先采用普通的H型钢轧制工艺，钢坯经加热、除鳞、开坯、切头，轧制成具有腹板和翼缘的“H”形轧件，在轧件进入中、精轧机过程中，在“H”形钢的腹板厚度或翼缘厚度轧制到8mm以下时，由安装在生产线(具体位置见图1)的感应加热装置，对“H”形钢的腹板和翼缘分别进行补充加热，感应加热装置额定输出功率500KW-1500KW，标称频率1000-2000Hz，输入电压660V；额定中频输出电压1160V，额定中频输出电流300A-1720A。
实际加热功率为(3-8)*1500KW/t
式中t：腹板或翼缘的厚度(mm)。
在精轧后同样利用感应加热装置对轧件的腹板和翼缘分别进行补充加热。
最后冷却，本发明的工艺流程如图1所示。
本发明感应加热装置由四个感应加热辊组成，上下设置一对水平感应加热辊，左右设置一对垂直感应加热辊，加热辊主动转动，速度和轧件同步，具体的感应加热辊布置图和感应加热结构图如图2、3所示。
通过感应加热装置补热轧制，防止了因壁厚过薄而使得轧件冷却速度过快，使轧件温度过低，可以保证控制轧件在合适的温度下进行轧制，解决轧机的弹跳增加，超过了轻型薄壁H型钢的壁厚的尺寸，无法生产出所需要的尺寸问题。
另外防止因由于轧制过程温降快，腰部温度低，变形抗力大，轧辊磨损快，质量控制难度大(产品轧制过程翼缘或腹板易出现波浪，翼缘或腹板强度差大，表面锈蚀快、光洁度低)等问题。同时也保证腹板和翼缘温度均匀，解决腹板和翼缘延伸不同出现翼缘浪和腹板浪，翼缘或腹板性能差别大等问题。
本发明所提供的方法对于薄壁型材的生产具有普遍性适应性，也就是说对轻型薄壁工字钢、槽钢、球扁钢、角钢等其他型钢也十分适用。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图，
图2为本发明感应加热辊布置示意图，
图3为本发明感应加热结构图。
图中：1：加热炉；2：高压水除鳞机；3：万能粗轧机组；4：感应加热装置；5：万能精轧机组；6：感应加热立辊；7：感应加热水平辊：8：轧件；9：感应线圈。
具体实施方式：
本发明的工艺流程如图1所示，具体为：加热、高压水除鳞、万能连续粗轧、补热、补热+万能连续精轧+补热、最后空冷+腹板和翼缘中较薄部分补热，生产高强轻型薄壁H型钢。
实施例1：
在某厂的H型钢万能轧机后加装了三套感应加热装置，其工艺流程布置图如图1所示。轧制的H型钢所用的坯料规格为300mm-200mm异型坯，H型钢的成品尺寸为H100×50×5×7。坯料先在万能粗轧机机组轧制3道次，主要对腹板进行感应加热，加热功率分别为400KW-800KW，频率为1500HZ使腹板和翼缘温度基本一致，然后在万能精轧机组上轧制，在精轧同时利用其中的感应加热装置分别对腹板和翼缘进行加热，保证精轧温度在850以上，在精轧后在冷却线上对冷却中的轧件的腹板进行补热，保证腹板和翼缘的温度基本一致。
最后冷却至室温，对H型钢的尺寸和性能进行检验，检验结果如表1和表2所示。从表可见：H型钢的尺寸和性能指标完全满足国家标准，GB11263-2005《热轧H型钢和剖分T型钢》对H型钢性能和尺寸的要求。而且腹板和翼缘尺寸控制更精确，性能更均匀。
表1补热轧制方法生产的H型钢与常规工艺生产的H型钢机械性能对比
| σs MPa | σb MPa | δ5％ | |
| 补热轧制方法 | 240-300 | 400-475 | 30-40 |
| 常规工艺 | 230-360 | 395-480 | 25-40 |
表2补热轧制方法生产的H型钢与常规工艺生产的H型钢尺寸公差对比
| H最大偏差(mm) | B最大偏差(mm) | t1最大偏差(mm) | t2最大偏差(mm) | |
| 补热轧制方法 | 2.5 | 1.5 | 0.6 | 0.8 |
| 常规工艺 | 3.1 | 2.4 | 0.8 | 1.2 |
Claims (1)
1、一种轻型薄壁H型钢补热轧制方法，其特征在于该方法具体如下：
首先采用普通的H型钢轧制工艺，钢坯经加热、除鳞、开坯、切头，轧制成具有腹板和翼缘的“H”形轧件，在轧件进入中、精轧机过程中，在所述“H”形钢的腹板或翼缘厚度轧制到8mm以下时，由安装在生产线的感应加热装置，对所述“H”形钢的腹板和翼缘分别进行补充加热，然后进行轧制，在精轧后同样利用感应加热装置对“H”形钢的腹板或翼缘分别进行补充加热。
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