CN101349380A - 一种冷弯j型钢及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种冷弯J型钢及其制造工艺,所述冷弯J型钢具有设定厚度,底部有圆弧,圆弧一端有长直边,圆弧另一端有短直边,短直边与长直边形成夹角。所述冷弯J型钢的制造工艺包括:(1).带钢选择阶段;(2).冷弯J型钢粗轧阶段;(3).冷弯J型钢精整阶段;(4).轧制变形过程每一道次圆弧弧长由短变长,轧辊圆弧半径由大变小,最终与产品值相等;(5).圆弧中心始终设置在轧制线上。本发明有益效果是:本发明工艺能保证产品圆弧在轧制过程中不跑偏,确保圆弧的完整性;轧制后圆弧段能达到规定的尺寸;能确保J形冷弯型钢圆弧圆滑过渡,产品具有良好的品质;工艺合理,替代进口同等产品,为国家节省了资金。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种冷弯J型钢及其制造工艺。
背景技术
目前,在地铁及轻轨的轨道上采用复合导电轨结构,上述复合导电轨是由双金属材料复合而成,即:型材本体和在该型材本体外附上耐磨覆层,所述耐磨覆层通常采用冷弯J型钢制成。作为复合导电轨的冷弯J型钢,要求其表面精度很严格,只有具备合理及严格的加工工艺,才能确保该冷弯J型钢达到其质量要求。为达到上述产品的质量要求,通常采用的加工工艺是在辊轧设备生产线上连续辊轧冷弯成型。
近期,有人对冷弯J型钢及其轧制工艺申请了专利,其专利公开号为CN 101067470;名称为:J字形冷弯型钢结构及轧制工艺。该专利文献公开如下工艺步骤:①.轧制过程分12道次;②每道次轧制变形中的上轧辊圆弧半径与产品圆弧半径始终相等;③.轧制变形过程中,产品的圆弧圆心在变形过程中移动,该圆弧圆心偏离轧制线,距离由大变小至0,最终才将产品圆弧圆心与轧制线重合。
上述专利文献公开的轧制工艺仅适用于特定的J字形冷弯型钢,即:型钢的厚度与其圆弧半径值比等于80%;圆弧半径两侧直线段相差很大,且相互平行。
上述专利文献公开的轧制工艺不能完全适用轧制其他形状的冷弯J型钢,特别是对型钢的厚度与其圆弧半径值比小于80%、圆弧半径两侧形状不对称,且圆弧半径两侧直线段之间形成一定角度的冷弯J型钢。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足,提供一种适用型钢的厚度与其圆弧半径值比小于80%、圆弧半径两侧形状不对称,且圆弧半径两侧直线段之间形成一定角度的一种冷弯J型钢及其制造工艺。
解决上述技术问题的技术方案是:
一种冷弯J型钢,所述冷弯J型钢具有设定厚度;冷弯J型钢的横截面包括:设置在底部的圆弧;在圆弧一端水平中心线以上设置有长直边,在圆弧另一端设置有短直边,该短直边是沿其轧制角为86.5°的圆弧的切线形成并与长直边形成夹角;所述短直边和长直边的高度比为:1/3--1/4;所述厚度和圆弧的圆弧半径相比为:63%--64%;所述夹角为3---5度。
一种冷弯J型钢的制造工艺,所述制造工艺是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上,由多道轧辊连续辊压成型,该工艺包括如下阶段:(1).带钢选择阶段:按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度,按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段;(2).冷弯J型钢粗轧阶段:轧辊变形过程共分为12道次,其中粗轧阶段为第1道次至第9个道次,粗轧阶段中采用上、下成对的变形轧辊,将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段;其中在第1道次至第7道次中,长直边轧制角小于短直边轧制角;在第8道次至第9道次中,长直边轧制角大于短直边轧制角;(3).冷弯J型钢精整阶段:在轧辊变形过程中,第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整,使其达到各项精度要求;(4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长,每一道次上的轧辊圆弧半径值由大变小,最终与产品的圆弧半径值相等;(5).轧制变形过程中,圆弧的中心始终设置在轧制线上。
本发明的有益效果是:本发明制造冷弯J型钢选用一种截面轻型薄壁钢材,也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。它是以热轧或冷轧带钢为坯料经弯曲成型制成的截面形状为J型尺寸的型钢,本发明具有以下优点:
1).本发明工艺,在轧制变形过程中,冷弯J型钢的圆弧中心与设备轧制线重合,这样可以保证产品圆弧在轧制过程中不跑偏,确保圆弧的完整性。
2).轧制变形过程中,在第1道次至第7道次中,冷弯J型钢长直边轧制角小于短直边轧制角,这样能保证轧制后圆弧段能容易的达到规定的尺寸;当在第8道次至第9道次中,长直边轧制角大于短直边轧制角,这样能保证轧制后短直边能顺利的沿轧制角86.5°的切线延伸,同时也保证冷弯J型钢短直边与长边形成所要求的夹角γ。
3).在轧制变形全部过程中,每一道次的圆弧弧长由短变长,每一道次上的轧辊圆弧半径R值由大变小,最终与产品的R值相等。这样能确保J形冷弯型钢圆弧圆滑过渡,保证产品质量。
4).本发明制成的冷弯J型钢因质量好,工艺合理,替代进口同等产品,为国家节省了大量资金。
附图说明
图1是本发明冷弯J型钢结构示意图;
图2是本发明冷弯J型钢实施第1道轧制变形工艺图;
图3是本发明冷弯J型钢实施第2道轧制变形工艺图;
图4是本发明冷弯J型钢实施第3道轧制变形工艺图;
图5是本发明冷弯J型钢实施第4道轧制变形工艺图;
图6是本发明冷弯J型钢实施第5道轧制变形工艺图;
图7是本发明冷弯J型钢实施第6道轧制变形工艺图;
图8是本发明冷弯J型钢实施第7道轧制变形工艺图;
图9是本发明冷弯J型钢实施第8道轧制变形工艺图;
图10是本发明冷弯J型钢实施第9道轧制变形工艺图。
图中符号说明:JSP-1至JSP-9:上轧辊;JXP-1至JXP-9:下轧辊;JL-1至JL-9:立辊;1:长直边;2:圆弧;3:短直边;α1至α8:长直边轧制角;β1至β8:短直边轧制角;γ:长直边与短直边的夹角;R:圆弧半径;H1:长直边高度;h:短直边高度;δ:冷弯J型钢的厚度;H:冷弯J型钢整体高度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进一步详述。
图1是本发明冷弯J型钢实施结构示意图。
如图1所示,本发明提供一种冷弯J型钢,所述冷弯J型钢具有设定厚度δ;冷弯J型钢的横截面包括:设置在底部的圆弧2;在圆弧2一端水平中心线X-X以上设置有长直边1,在圆弧2另一端设置有短直边3,该短直边3是沿其轧制角为86.5°的圆弧2的切线形成并与长直边1形成夹角γ;所述短直边3和长直边1的高度比为:1/3--1/4;所述厚度δ和圆弧2的圆弧半径R相比为:63%--64%;所述夹角γ为3°-5°。
所述长直边1满足以下精度要求:直线度:0.066%;扭曲度:0.099%;平面度:≤0.2mm;高度公差:±0.2mm。
本发明实施例中冷弯J型钢的具体参数如下:厚度δ为4.8mm;截面底部圆弧半径R为7.5mm;厚度δ与截面底部圆弧半径之比为64%;圆弧半径R两侧不对称,长直边1的轧制角为90°,短直边3的轧制角为86.5°;所述短直边3设置在沿其轧制角为86.5°时与圆弧R交点的圆弧R切线上。该短直边3与长直边1形成夹角γ为3°30’。
本发明还提供具有上述冷弯J型钢的制造工艺,所述制造工艺是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上,由多道轧辊连续辊压成型,该工艺包括如下阶段:
(1).带钢选择阶段:按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度,按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段;
本发明实施例的冷弯J型钢成品是:厚度δ=4.8mm;圆弧半径R=7.5mm;冷弯J型钢总高H=44.45mm;短直边高度(最大)h=12.2mm;(最小)h=10.5mm;采用带钢规格为:4.8×65.5;材质为不锈钢,进行纵剪。
(2).冷弯J型钢粗轧阶段:轧辊变形过程共分为12道次,其中粗轧阶段为第1道次至第9道次,粗轧阶段中采用上轧辊、下轧辊成对的变形轧辊,将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段;其中在第1道次至第7道次中,长直边轧制角小于短直边轧制角;在第8道次至第9道次中,长直边轧制角大于短直边轧制角;具体操作步骤如下:
①.第1道次对带钢进行整形:
如图2所示,上轧辊JSP-1、下轧辊JXP-1成对的轧辊对带钢进行整形,将带钢拉直、压平,带钢在此道次中不变形。
②.第2道次轧辊变形:
如图3所示,上轧辊JSP-2、下轧辊JXP-2是成对的变形轧辊;长直边轧制角α1=15°、短直边轧制角β1=17°;β1>α1。上轧辊JSP-2圆弧半径R1=57mm。
③.第3道次轧辊变形:
如图4所示,上轧辊JSP-3、下轧辊JXP-3是成对的变形轧辊;长直边轧制角α2=30°、短直边轧制角β2=34.7°;β2>α2。上轧辊JSP-3圆弧半径R2=27mm。
④.第4道次轧辊变形:
如图5所示,上轧辊JSP-4、下轧辊JXP-4是成对的变形轧辊;长直边轧制角α3=45°、短直边轧制角β3=53°;β3>α3。上轧辊JSP-4圆弧半径R3=17mm。
⑤.第5道次轧辊变形:
如图6所示,上轧辊JSP-5、下轧辊JXP-5是成对的变形轧辊;长直边轧制角α4=60°、短直边轧制角β4=72°;β4>α4;上轧辊JSP-5圆弧半径R4=12mm。
⑥.第6道次轧辊变形:
如图7所示,上轧辊JSP-6、下轧辊JXP-6是成对的变形轧辊;长直边轧制角α5=70°、短直边轧制角β5=76.4°;β5>α5;上轧辊JSP-6圆弧半径R5=10mm。
⑦.第7道次轧辊变形:
如图8所示,上轧辊JSP-7、下轧辊JXP-7是成对的变形轧辊;长直边轧制角α6=80°、短直边轧制角β6=81.9°;β6>α6。上轧辊JSP-7圆弧半径R6=8.6mm。
⑧.第8道次轧辊变形:
如图9所示,上轧辊JSP-8、下轧辊JXP-8是成对的变形轧辊;长直边轧制角α7=85°、短直边轧制角β7=83°;在此道次中β7<α7,是为了达到产品最终长直边与短直边的夹角γ的要求;上轧辊JSP-8圆弧半径R7=7.9mm。
⑨.第9道次轧辊变形:
如图10所示,上轧辊JSP-9、下轧辊JXP-9是成对的变形轧辊;长直边轧制角α8=90°、短直边轧制角β8=86.5°;β8<α8;在短直边轧制角为86.5°时,短直边沿上轧辊JSP-9圆弧切线形成,短直边与长直边形成夹角γ=3°30’±30’。上轧辊JSP-9圆弧半径R8=7.5mm。
在第1道次至第9道次中的每两道次轧辊之间设置有一道立辊;所述的立辊是JL1、JL2、JL3、JL4、JL5、JL6、JL7、JL8、JL9。立辊起导向和定位的作用,不参加变形。
(3).冷弯J型钢精整阶段:在轧辊变形过程中,第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整,使其达到各项精度要求;具体精整如下:
①.第10道次、第11道次采用四辊分离式矫直头,以确保长直边1的平面度、直线度,以达到产品规定要求;
②.第12道次采用土耳其头矫直机,调整冷弯J型钢的扭曲度,以达到产品规定要求;
(4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长,即在第1道次至第9道次变形全部过程中,每一道次上的轧辊圆弧半径R值由大变小,最终与产品的圆弧半径R值相等;
(5).轧制变形过程中,圆弧2的中心O始终设置在轧制线Y-Y上,即圆弧2的中心O始终与轧制线Y-Y重合。
Claims (4)
1.一种冷弯J型钢,其特征在于,所述冷弯J型钢具有设定厚度(δ);冷弯J型钢的横截面包括:设置在底部的圆弧(2);在圆弧(2)一端水平中心线(X-X)以上设置有长直边(1),在圆弧(2)另一端设置有短直边(3),该短直边(3)是沿其轧制角为86.5°的圆弧(2)的切线形成并与长直边(1)形成夹角(γ);所述短直边(3)和长直边(1)的高度比为:1/3--1/4;所述厚度(δ)和圆弧(2)的圆弧半径(R)相比为:63%--64%;所述夹角(γ)为3°--5°。
2.根据权利要求1中所述的一种冷弯J型钢,其特征在于,所述长直边(1)满足以下精度要求:直线度:0.066%;扭曲度:0.099%;平面度:≤0.2mm;高度公差:±0.2mm。
3.按照权利要求1所述一种冷弯J型钢的制造工艺,其特征在于,所述制造工艺是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上,由多道轧辊连续辊压成型,该工艺包括如下阶段:
(1).带钢选择阶段:按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度,按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段;
(2).冷弯J型钢粗轧阶段:轧辊变形过程共分为12道次,其中粗轧阶段为第1道次至第9个道次,粗轧阶段中采用上、下成对的变形轧辊,将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段;其中在第1道次至第7道次中,长直边轧制角小于短直边轧制角;在第8道次至第9道次中,长直边轧制角大于短直边轧制角;
(3).冷弯J型钢精整阶段:在轧辊变形过程中,第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整,使其达到各项精度要求;
(4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长,每一道次上的轧辊圆弧半径(R)值由大变小,最终与产品的圆弧半径(R)值相等;
(5).轧制变形过程中,圆弧(2)的中心(O)始终设置在轧制线(Y-Y)上。
4.根据权利要求3中所述的一种冷弯J型钢的制造工艺,其特征在于,所述第1道次至第9个道次为粗轧变形阶段,在每两变形轧辊之间设置有一道立辊;第10道次、第11道次采用四辊分离式矫直头,以确保长直边(1)的平面度和直线度;第12道次采用土耳其头矫直机,调整冷弯J型钢的扭曲度。
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