CN103883867A - 一种几字钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢材加工领域，特别涉及一种几字钢及其生产方法。其中，该几字钢，包括底板；底板的两端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且第一腹板和第二腹板均与底板垂直；第一腹板远离底板的一端沿从第二腹板到第一腹板的方向延伸出第一翼板；第二腹板远离底板的一端沿从第一腹板到第二腹板的方向延伸出第二翼板；第一翼板和第二翼板均与底板平行。整个几字钢的本身是没有焊缝的，因此，与现有技术中通过五块钢板焊接而成的几字钢相比，当期承载较大的压力时，几字钢不会出现变形或者焊缝断裂的现象，进而具有更好的使用性能。

Description

一种几字钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及钢材加工领域，具体而言，涉及一种几字钢及其生产方法。

背景技术

几字钢是一种随着市场需要和技术进步而研发的新型钢铁型材品种，广泛应用于建筑钢构工程，机械设备工程，桥梁钢构工程，船舶工程等等，特别是在建筑钢构领域将成为H型钢的有力竞争者。随着市场的不断开发和广泛运用，几字钢将呈现强大的生命力。

在相关技术中，常见的几字钢都是通过将五块钢板依次焊接而成的。但是，相关技术中这样通过将五块钢板焊接而成的几字钢，由于其存在多条焊缝；其在荷载较大压力的作业中，几字钢会出现焊缝处变形或者断裂的现象，因此，相关技术中的这种几字钢使用性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种几字钢及其生产方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了几字钢，包括底板；

所述底板的两端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且所述第一腹板和所述第二腹板均与所述底板垂直；

所述第一腹板远离所述底板的一端沿从所述第二腹板到所述第一腹板的方向延伸出第一翼板；

所述第二腹板远离所述底板的一端沿从所述第一腹板到所述第二腹板的方向延伸出第二翼板；

所述第一翼板和第二翼板均与所述底板平行。

本发明提供的这种几字钢，包括两个腹板、两个翼板以及底板。底板的两端分别延伸出了延伸方向相同的两个腹板，而两个腹板未与底板相连的一端均分别延伸出了第一翼板和第二翼板。在本实施例中，由于第一腹板和第二腹板均是由底板的两端延伸而来的，且第一翼板和第二翼板也是分别从第一腹板和第二腹板延伸而来的，第一翼板、第二翼板、第一腹板和第二腹板以及底板之间通过既定的位置关系而组成了一体成型且无缝的几字钢。整个几字钢的本身是没有焊缝的，因此，与现有技术中通过五块钢板焊接而成的几字钢相比，当期承载较大的压力时，几字钢不会出现变形或者焊缝断裂的现象，进而具有更好的使用性能。

另外，由于本实施例提供的这种几字钢是一体成型的，整个几字钢的钢体没有焊缝，因此其抗压能力更强，抗弯承载能力强，具有更佳的支撑能力，可以大规模的应用到建筑钢构工程、机械设备工程、桥梁钢构工程以及船舶工程等诸多领域。

可选的，所述第一腹板和所述第二腹板沿所述底板对称设置。

可选的，所述底板、第一腹板、第二腹板、第一翼板以及第二翼板均为矩形；所述第一腹板和所述第二腹板的形状相同，所述第一腹板和所述第二腹板的形状相同；所述底板的宽度大于所述第一翼板的宽度；所述第一腹板的宽度大于所述底板的宽度。

可选的，所述底板和所述第一翼板的厚度均大于所述第一腹板的厚度。

可选的，所述第一腹板的厚度为5-7毫米；所述第一翼板的厚度为8-12毫米；所述底板的厚度为8-12毫米。

另外，本发明实施例还提供了这种几字钢的生产方法，包括以下步骤：

将钢坯原料加热至1200-1330℃，得到加热后原料；

将所述加热后原料进行热轧，得到“W”或“M”型轧件；

将所述“W”或“M”型轧件冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，得到一体成型的几字钢。

本发明实施例提供的这种方法，通过将钢坯原料经过加热之后进行热轧制，进而得到“W”或“M”型轧件，再将得到“W”或“M”型轧件冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，得到一体成型的几字钢。钢坯原料被加热至1200-1330℃时，通过相应的设备对其进行热轧操作，进而可以得到“W”或“M”型轧件，而“W”或“M”型轧件冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，先进行冷弯后再进行矫直，冷弯装置用来承担整型功能，矫直装置用来承担校正功能，进而得到一体成型的几字钢。

另外，本实施例提供的这种方法，操作易控制，因此非常适合用于大规模的生产这种一体成型的几字钢。

可选的，在所述将钢坯原料加热至1200-1330℃，得到加热后原料的步骤中；所述钢坯原料包括矩形坯或异型坯。

可选的，在所述将所述加热后原料进行热轧，得到“W”或“M”型轧件步骤中，具体包括：将所述加热后原料利用初轧机组进行初轧，得到初轧轧件；将所述初轧轧件利用精轧机组进行精轧，得到“W”或“M”型轧件。

可选的，在所述将所述初轧轧件利用精轧机组进行精轧，得到“W”或“M”型轧件的步骤中：

在所述精轧的过程中，所述精轧机组的轧辊刻槽深度小于300毫米，所述精轧机组的轧辊辊面宽度小于1200毫米。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一和实施例二提供的几字钢侧视图；

图2为本发明实施例一和实施例二提供的几字钢应用到钢砼箱型梁结构的示意图；

图3示出了本发明实施例二的生产方法中“W”或“M”型轧件的示意图；

图4示出了本发明实施例二的生产方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例一

请参考图1，本实施例提供一种几字钢，包括底板101；所述底板101的两端向相同的方向的延伸出第一腹板102和第二腹板103，且所述第一腹板102和所述第二腹板103均与所述底板101垂直；所述第一腹板102远离所述底板101的一端沿从所述第二腹板103到所述第一腹板102的方向延伸出第一翼板104；所述第二腹板103远离所述底板101的一端沿从所述第一腹板102到所述第二腹板103的方向延伸出第二翼板105；所述第一翼板104和第二翼板105均与所述底板101平行。

本发明提供的这种几字钢，包括两个腹板、两个翼板以及底板101。底板101的两端分别延伸出了延伸方向相同的两个腹板，而两个腹板未与底板101相连的一端均分别延伸出了第一翼板104和第二翼板105。在本实施例中，由于第一腹板102和第二腹板103均是由底板101的两端延伸而来的，且第一翼板104和第二翼板105也是分别从第一腹板102和第二腹板103延伸而来的，第一翼板104、第二翼板105、第一腹板102和第二腹板103以及底板101之间通过既定的位置关系而组成了一体成型且无缝的几字钢。整个几字钢的本身是没有焊缝的，因此，与现有技术中通过五块钢板焊接而成的几字钢相比，当期承载较大的压力时，几字钢不会出现变形或者焊缝断裂的现象，进而具有更好的使用性能。

另外，由于本实施例提供的这种几字钢是一体成型的，整个几字钢的钢体没有焊缝，因此其抗压能力更强，抗弯承载能力强，具有更佳的支撑能力，可以大规模的应用到建筑钢构工程、机械设备工程、桥梁钢构工程以及船舶工程等诸多领域。

为了使得本发明实施例一的几字钢得到更好的应用，更加有效应用到各行业领域中，本发明还在上述实施例一的基础之上提供了实施例二，实施例二对实施例一的几字钢的进一步的增加和限定，现做详细的阐述和解释，请参考图1-图4：

实施例二

在本实施例中，为了使得几字钢在使用过程(如应用到钢砼箱型梁)中，第一腹板102和第二腹板103所受的力是均匀的，优选的，所述第一腹板102和所述第二腹板103沿所述底板101对称设置。

另外，在本实施例中，在使用几字钢的时候，一般而言，第一翼板104和第二翼板105主要起到承重的作用，而底板101则支撑和定位的作用处于两个翼板和底板101之间的两个腹板则起到支撑和传力的作用，因此，为了增加整个几字钢的载重和支撑性能，优选的，所述底板101、第一腹板102、第二腹板103、第一翼板104以及第二翼板105均为矩形；所述第一腹板102和所述第二腹板103的形状相同，所述第一腹板102和所述第二腹板103的形状相同；所述底板101的宽度大于所述第一翼板104的宽度；所述第一腹板102的宽度大于所述底板101的宽度。由于两个腹板在应用的过程中所受的力是竖直方向的，而底板101和两个一般需要具有较强的支撑作用，因此，更优选的，所述底板101和所述第一翼板104的厚度均大于所述第一腹板102的厚度。

另外，在本实施例中，为了满足大规模工业生产的需求，几字钢可以优选具有以下的尺寸结构：所述第一腹板102的厚度为5-7毫米；所述第一翼板104的厚度为8-12毫米；所述底板101的厚度为8-12毫米。

同时，为了满足多元化需求，几字钢尺寸标准可以具备多种规格，具体的，请参考表1和表2，表1和表2分别示出了不同规格几字钢的尺寸标准。

表1几字钢系列产品高度和宽度标准

表2几字钢系列产品厚度标准

另外，在本实施例中，第一翼板104和第一腹板102的连接部位、第二翼板105和第二腹板103的连接部位、底板101和第一腹板102以及第二腹板103的连接部位均可设置成圆弧形，具有该圆弧形结构的连接部位可以更好的保证几字钢的承重性能。

目前，在现有技术中，在建筑领域除了钢筋混凝土结构外，H型钢的钢构体系占据主流，一般是楼面混凝土下用H型钢作面支撑的单独结构。纯钢构体系由于用钢量大，结构的刚度和稳定性、整体性、防火性及耐久性均广受关注，因此其存在很大的完善和改进空间。

将本实施例的几字钢引入建筑领域，研发了一种钢砼（混合一体）箱型（帽型）梁（参考图2），由于箱型梁内延伸出了若干拉结筋做成，且箱梁内浇筑混凝土对几字钢的两个腹板和两个翼缘板具有约束作用，进而可以防止两个腹板和两个翼板失稳，提高了两个腹板的受压屈曲承载力，同时延缓了箱型梁内混凝土微裂纹的产生和发展，从而提高了箱型梁内混凝土的抗压强度和压缩变形能力，充分发挥了钢材抗拉和混凝土抗压性能好的优势，钢砼混合成一体箱型梁后的综合性能远高于两种材料性能的简单叠加。

上述的钢砼箱型梁应用于高层建筑至少还有以下优点，1、承载力强，延伸性能好，梁的截面积小。相对于纯钢结构梁它有更大的抗弯刚度，相对于钢筋混凝土它有更大的延伸性能和更高的强度；比相同性能的H型钢用钢量要省；2、几字钢对混凝土可以起到与箍筋相似的约束作用，能够显著提高结构的抗剪承载力；3、施工方便快速，节省人工成本。几字钢在施工过程中可兼作梁的模板和楼面的支撑，而无需人工支模和拆模，使得施工简捷快速；4、提高了混凝土的强度和整体性，抗震性能好。由于箱型梁内的混凝土与楼面一体同时浇筑，比H型钢单独仅仅在下部支撑要稳定，不会有震颤感。5、防火性能好。火灾发生时，楼面及箱型梁内混凝土吸收散发了大量钢温，延缓了钢材强度性能，加上混凝土本身的强度，赢得了人员逃逸的宝贵时间；6、有效的增加了建筑物内空间。由于钢砼箱型梁性能优化，可减小有效截面积，相对节省了楼板下的支撑占用高度进而可提高套内空间，同时意味着高层建筑物在同等高度下可容纳更多的楼层等。

另外，本发明实施例还提供了这种几字钢的生产方法，包括以下步骤：

1、将钢坯原料加热至1200-1330℃，得到加热后原料；

具体的，钢坯原料可以是矩形坯或者异型坯，而且加热的过程可以优选在加热炉中进行，使得钢坯原料的均温达到1200-1330℃即可。

2、将所述加热后原料进行热轧，得到“W”或“M”型轧件02；

在该步骤中，具体的，可以包括：将所述加热后原料利用初轧机组进行初轧，得到初轧轧件01（请参考图4）；将所述初轧轧件01利用精轧机组进行精轧，得到“W”或“M”型轧件02（请参考图4）。

更具体的，初轧机组可以选择可逆或单机架及横列式N架，而精轧机组可以选择全连轧或万能机组；在精轧的过程中，利用相应的孔形成型技术可以将初轧轧件制成“W”或“M”型轧件02。更优选的，在精轧的过程中，所述精轧机组的轧辊刻槽深度小于300毫米，所述精轧机组的轧辊辊面宽度小于1200毫米；该方式改变了传统精轧一次定型的轧制方式，其根据产品特征，最大限度发挥轧机设备效能，解决了目前设备按传统轧制方式不能生产大中型产品规格的难题。本生产方法通过有效的减小轧辊刻槽深度和宽度（现有技术中轧辊刻槽深度和轧辊辊面宽度分别需达到600毫米以及1500毫米）进而防止断辊，并且增加了轧辊使用寿命进而节约成本。

在本申请中，之所以选择将初轧轧件01制成“W”或“M”型轧件02或图3，其生产工艺的本质是通过在水平和垂直两个方向上使得初轧件压缩变型，从而减小轧辊刻槽的深度和减小轧辊辊面的宽度。

3、将所述“W”或“M”型轧件02冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，得到一体成型的几字钢。

具体的，在该步骤中，与现有技术的区别是，使用了配设有冷弯装置的矫直机对冷却后的“W”或“M”型轧件02进行了矫直，先进行冷弯后进行矫直，冷弯装置承担了整型的功能，矫直装置承担了校正的功能，从而提高了几字钢的产品质量。上述方法尤其适合生产较大尺寸的几字钢，对于第一腹板102的高度小于200毫米几字钢，按照传统的热轧操作即可。

整型矫直与压缩变型是两个相反的工艺过程，但它们的变形机理是相同的。都是进行塑性变形和弹性变形。“矫枉过正”是矫直操作的基本原理。针对不同品种规格轧件的强度高低，原始曲率梯度大小计算出各辊的弯曲力矩及矫直力，设定相应压下参数和规程。当“W”或“M”型轧件02被咬入后，按照底板、腹板、翼缘先后顺序进行，通过上下左右方向依次渐进对矫直辊的角度和压力值给予或正或负的施压作用力，最终实现产品质量要求。

本发明实施例提供的这种方法，通过将钢坯原料经过加热之后进行热轧制，进而得到“W”或“M”型轧件02，再将得到“W”或“M”型轧件02冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，得到一体成型的几字钢。钢坯原料被加热至1200-1330℃时，通过相应的设备对其进行热轧操作，进而可以得到“W”或“M”型轧件02，而“W”或“M”型轧件02冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，先进行冷弯后进行矫直，冷弯装置承担了整型的功能，矫直装置承担了校正的功能，进而提高了一体成型的几字钢的质量，尤其适合生产较大尺寸的几字钢。

另外，本实施例提供的这种方法，操作易控制，因此非常适合用于大规模的生产这种一体成型的几字钢。

综上，本实施例提供的这种几字钢，不需要新建厂房，运用现成轧钢设备稍加完善即可投产；由于热轧一次即可成型，减少生产成本更加节能环保，提高市场竞争力。由于工业化生产，能满足特制大规格产品和大批量的市场需要；各种物理和化学技术指标均优于焊接产品，产品质量稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种几字钢，其特征在于，包括底板；

所述底板的两端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且所述第一腹板和所述第二腹板均与所述底板垂直；

所述第一腹板远离所述底板的一端沿从所述第二腹板到所述第一腹板的方向延伸出第一翼板；

所述第二腹板远离所述底板的一端沿从所述第一腹板到所述第二腹板的方向延伸出第二翼板；

所述第一翼板和第二翼板均与所述底板平行。

2.根据权利要求1所述的几字钢，其特征在于，所述第一腹板和所述第二腹板沿所述底板对称设置。

3.根据权利要求1所述的几字钢，其特征在于，所述底板、第一腹板、第二腹板、第一翼板以及第二翼板均为矩形；

所述第一腹板和所述第二腹板的形状相同，所述第一腹板和所述第二腹板的形状相同；

所述底板的宽度大于所述第一翼板的宽度；所述第一腹板的宽度大于所述底板的宽度。

4.根据权利要求3所述的几字钢，其特征在于，所述底板和所述第一翼板的厚度均大于所述第一腹板的厚度。

5.根据权利要求3所述的几字钢，其特征在于，所述第一腹板的厚度为5-7毫米；所述第一翼板的厚度为8-12毫米；所述底板的厚度为8-12毫米。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的几字钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钢坯原料加热至1200-1330℃，得到加热后原料；

将所述加热后原料进行热轧，得到“W”或“M”型轧件；

将所述“W”或“M”型轧件冷却后利用设置有冷弯装置的矫直机进行矫直，得到一体成型的几字钢。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，在所述将钢坯原料加热至1200-1330℃，得到加热后原料的步骤中；

所述钢坯原料包括矩形坯或异型坯。

8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，在所述将所述加热后原料进行热轧，得到“W”或“M”型轧件步骤中，具体包括：

将所述加热后原料利用初轧机组进行初轧，得到初轧轧件；

将所述初轧轧件利用精轧机组进行精轧，得到“W”或“M”型轧件。

9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，在所述将所述初轧轧件利用精轧机组进行精轧，得到“W”或“M”型轧件的步骤中：

在所述精轧的过程中，所述精轧机组的轧辊刻槽深度小于300毫米，所述精轧机组的轧辊辊面宽度小于1200毫米。

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