CN103386416A

CN103386416A - 非对称断面异型材的加工方法

Info

Publication number: CN103386416A
Application number: CN2013103121200A
Authority: CN
Inventors: 钱奕峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种非对称断面异型材的加工方法，特点是将所需轧制的非对称断面异型材产品沿垂直轴方向（Y轴）进行镜像配对组合，将非对称的断面转化为对称断面，改善其轧制条件，然后采用四辊万能轧机轧制断面对称的型材，最后将轧制出来的断面对称的半成品采用金属剖分装置沿纵向中心线进行剖分，即可同时获得两根尺寸、外形相同的合格成品非对称异型材。优点是可改善非对称异型材的轧制条件，实现四辊万能轧机轧制；轧制节奏快、轧制效率高，生产能力大大提高。

Description

非对称断面异型材的加工方法

技术领域

本发明通过改善非对称复杂断面异型材轧制条件，采用四辊万能轧机进行轧制加工，该方法可实现此类轧制困难热轧异型材的高效、经济、优质加工。

背景技术

热轧型钢是一种具有特定截面形状的实心长条钢材，可分为简单断面、异型断面等类别。除方、圆、扁等少部分型钢产品归于简单断面之外，多数型钢产品都属异型断面。异型材（异型断面型钢）由于横截面有明显的凸凹分支部分，截面形状较复杂，轧制成型较困难。产品外型对称与否是衡量型钢轧制难易程度的关键因素之一。轧制过程中，对称轧件在孔型内更为稳定，沿对称轴两侧的变形和压力分布比较均匀。依据截面对称性划分，异型材可归为：① X、Y轴均对称，② X轴对称、Y轴不对称，③ Y轴对称、X轴不对称，④ X、Y轴均不对称等四大类。其中，X、Y轴均不对称的异型材轧制难度最大。

传统的型钢轧制方式被称为二辊法，是采用普通二辊或三辊型钢轧机，由一对上下配置的刻槽轧辊组成开、闭口槽孔型进行轧制的。二辊法轧制异型材存在如下问题：

1、孔型各部分存在明显的辊径差，轧件各部分金属接触轧辊、参与变形时间有先后，断面各部分之间存在着金属的相互转移，不同部位温度、变形量、相对速度各异，存在严重的不均匀变形，在变形过程中断面的各部分相互牵制，断面温度分布也不均匀。

2、非对称断面型钢孔型需倾斜配置，造成咬入较困难；轧制中轧辊存在较大轴向力，轧制不稳定、操作控制困难，且易出现严重的轧件弯曲、扭转现象。

3、轧件头、尾部轧制更不稳定，与中间部分相比尺寸波动较大；

4、轧后冷却收缩不均，热应力造成形状易弯曲或扭曲，尺寸也会发生缩小，成品存在较大内部残余应力；

5、孔型内部存在金属的相对附加流动，从而使轧制能耗增加，孔型磨损加速，轧辊、导卫等备品备件消耗大，质量控制难度较大，影响轧材质量，轧制产能相对较低；

6、轧机调整、导卫装置设计和安装亦较为复杂；

7、金属变形规律极为复杂，孔型的展宽量等难以精确计算，工艺设计中许多方面仍需靠经验去处理，个人实践非常重要。

随着轧钢生产技术的不断发展，出现了更为科学的万能型钢轧制工艺，其轧制方法被称为万能法（或多辊法）。装备采用一对水平辊及一对立辊组成的四辊万能轧机，配以辅助成型的二辊轧边机，共同构成万能型钢连轧机组。孔型由四个轧辊构成复杂断面的开式轧槽。与二辊法相比，万能法有着以下优点：

1、由于不存在闭口槽孔型，左右对称轧制，减少了孔型切槽深度浅、轧辊强度增大、辊径差小，轧件变形均匀、内部残余应力小，产品形状及尺寸精确、表面质量好；

2、克服了闭口槽的不足，可加大轧制变形量、增大轧件侧压量，致使轧制道次少、轧制效率高，产量可大幅提升，作业率得以提高；

3、轧辊磨损均匀，孔型使用寿命长，轧辊重车量少，轧辊消耗及轧制能耗少，生产成本低；

4、腿部和腰部的压缩量能单独灵活调整，简化了轧机的操作调整；

5、冷却带来的热应变小，成品晶粒组织要细。

具有上述优势的四辊万能轧机，可较好满足热轧H型钢、钢轨、槽钢等具有垂直轴（Y轴）对称的相对简单断面异型材的高效优质轧制。但是，L型钢（不等边不等厚角钢）、球扁钢等水平轴（X轴）、垂直轴（Y轴）方向均非对称的复杂断面型钢则很难采用万能法轧制，唯有采用传统两辊法轧制，但难以克服二辊法所带来的种种生产不便。

发明内容

本发明提供了一种非对称复杂断面异型材的加工方法，通过将此轧制难度极大的异型材进行镜像配对组合，转化为对称结构形状，实现了这一型钢产品的万能法生产，从而提高轧制功效、提升产品质量、降低生产成本。

实现上述目的技术措施：

为实现非对称异型材的万能法轧制，产品外型形状的改变非常关键。具体做法是：将所需轧制的产品沿垂直轴方向（Y轴）进行镜像配对组合，将非对称断面异型材转化为结构形状左右对称的型材，改善其轧制条件，然后采用四辊万能轧机轧制型材，最后将轧制出来的异型材沿纵向中心线进行剖分，即可同时获得两根尺寸、外形相同的合格成品非对称异型材。

本发明的优点：

1. 可改善非对称异型材的轧制条件，实现四辊万能轧机轧制，拥有万能法轧制的全部优势；

2. 可增大坯料断面尺寸而不增加轧制道次，轧制节奏快、轧制效率高，生产能力大大提高；

3. 大断面轧件温降小、轧制温度易于保证，头尾温差较低，产品轧制精度提高明显；

4. 能耗低、产能高、辊耗少，可显著降低产品成本。

附图说明

图1为L型钢的Y轴对称镜像配对组合形状；

图2为L型钢成品孔轧制方式的演变；

图3为剖分L型钢示意图；

图4为球扁钢的Y轴对称镜像配对组合形状；

图5为球扁钢成品孔轧制方式的演变；

图6为剖分球扁钢示意图；

图7为电梯导轨钢的X、Y轴对称镜像配对组合形状；

图8为电梯导轨钢成品孔轧制方式的演变；

图9为剖分电梯导轨钢示意图。

具体实施方式

实施例1：L型钢生产

将L型钢沿长腿边做镜像配对组合，构成左右对称的平行腿槽形断面（见附图1）。以此为目标产品进行万能轧制（见附图2），所轧成的半成品通过数控火焰切割机纵向对中剖分（可能需简单矫直处理），即可获得两个尺寸、外形一致的成品（见附图3）。采用该方法可生产符合GB/T 706-2008《热轧型钢》或日、欧等国外相关标准要求的合格L型钢成品。

实施例2：球扁钢生产

沿球扁钢腰部进行镜像配对组合，形成左右对称的短腿槽形断面（见附图4）。以此为目标产品，组织万能轧制生产（见附图5），所轧成的半成品通过数控空气等离子切割机纵向对中剖分，经简单的矫直处理后，即可获得两个尺寸、外形相同的成品（见附图6）。采用该方法可以生产符合GB/T9945-2001《热轧球扁钢》等标准要求的合格球扁钢成品。

实施例3：电梯导轨用热轧型钢生产

将电梯导轨钢沿轨头进行镜像配对组合，构成双轴对称的异形工字形断面（见附图7）。以此为目标产品进行万能轧制（见附图8），所轧成的半成品通过数控火焰切割机纵向对中剖分（可能需简单矫直处理），即可获得两个尺寸、外形相同的成品（见附图9）。采用该方法可以生产符合YB/T 157-1999《电梯导轨用热轧型钢》等标准要求的合格电梯导轨钢成品。

此外，尚有钢窗钢、履带板用热轧型钢、犁头钢、钢轨用鱼尾板、T字钢等众多非对称复杂断面异形材，亦可采用上述方法生产，这里不再一一赘述。

Claims

1. 一种非对称断面异型材的加工方法，其特征是将所需轧制的非对称断面异型材产品沿垂直轴方向（Y轴）进行镜像配对组合，将非对称的断面转化为对称断面，改善其轧制条件，然后采用四辊万能轧机轧制断面对称的型材，最后将轧制出来的断面对称的半成品采用金属剖分装置沿纵向中心线进行剖分，即可同时获得两根尺寸、外形相同的合格成品非对称异型材。

2.根据权利要求1所述的非对称断面异型材的加工方法，其特征是所述金属剖分装置是数控火焰切割机、数控激光切割机、数控空气等离子切割机或数控水刀切割机等。