第四章型钢轧机

《第四章型钢轧机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章型钢轧机（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章 型钢轧机一、型钢品种与分类型钢生产历史悠久，品种规格繁多，用途广泛，在轧钢生产中占有非常重要的位置。据统计，各类形状的型钢 有1500多种，尺寸规格达3900多个。在我国型钢被广泛地应用在能源、交通、农田水利、房屋建筑等基本建设中 。在我国占钢材总产量的50左右。4-1 、型钢生产概述11、型钢按用途可以分成两大类：常用型钢和专门用途型钢。常用型钢有方钢、圆钢、扁钢、工字钢、槽钢、角钢、H型钢等，其断面形状如图所示。图 4-1 常用型钢 1、方钢；2、圆钢；3、扁钢；4、六角钢；5、不等边角钢； 6、等边角钢；7、槽钢；8、工字钢；9、Z形钢。2图 4-2 专门用途型钢 1、轻轨；2、

2、重轨；3、窗料钢；4、槽形弹簧扁钢；5、窗框钢；6、钢椿；7、炉蓖钢； 8、矿用支承钢；9、汽车轮辋钢；10、车轮压条钢；11、履带齿片钢；12、垫板钢； 13、三棱钢；14、楔形钢；15、月牙钢；16、椭圆钢；17、菱形钢。专门专门 用途型钢钢主要包括钢轨钢轨 及用于汽车车和拖拉机制造业业、建筑业业、机车车辆车车辆 制造业业及其它国民经济领经济领 域中，专门专门 用途型钢钢断面形状如图图4-2所示。32、按断面形状和变形的复杂程度可以分为：简单断面型钢，如方钢、圆钢、扁钢、六角钢、角钢等；复杂断面型钢，如钢轨、工字钢 、H型钢、钢椿等。3、按产品规格可以分为：大型材、中小型材和线材。4、按生

3、产方法可以分为：热轧型钢、冷弯型钢、焊接型钢和用特殊方法生产的型钢，如火车车轮、轮箍、钢球等。5、按供货方式可分为型材和线材。一般以直条方式供货的习惯上称型材，以盘卷方式供货的一般称线材。 4表 4-1 常见的型钢规格范围序号名 称规格定义法规格范围（mm或号） 1方 钢按边长，毫米5250 2圆 钢按直径，毫米5250 3六 角 钢按对边距离，毫米8100 4扁 钢按宽度厚度，毫米（12200）（460） 5等边角钢按腿长的厘米数称号225 6不等边角 钢同上2.5/1.625/167工 字 钢按高度的厘米数称号1063 8槽 钢同上540 9H 型 钢按腰高腿宽，毫米10050120045

4、0 10轻 轨按1米长的重量称号，公斤524kg 11重 轨同上3375kg5二、型钢轧机的分类型钢轧机按照其用途及生产产品的规格可以分为轨梁大型、中小型及线材轧机三大类。按照轧机布置形式分为横列式、纵列式、布棋式和连续式。各种轧机的轧辊的公称直径及产品规格范围如表4-2所示。6轧机 种类轧机型式轧辊公称直径（mm ）产品范围轨 梁 、 大 型 轧 机万能钢梁轧机8501355万能钢梁：100501200450 重轨：75kg横列式大型、轨梁轧机650950方、圆钢：80250；重轨：3875kg； 工字钢：1465；槽钢：1640； 角钢：1625。跟踪式大型轧机550750方、圆钢：601

5、50；工、槽钢：12.6 20；角钢：7.515。 中 小 型 轧 机横列式中型轧机400650方、圆钢：38100；轻轨：1124kg； 工字钢：1016；槽钢：816；角 钢：6.312.6。连续式中型轧机400650圆钢：40120；工、槽钢：820； 角钢：6.312.6。横列式小型轧机250350圆钢：838；槽钢：56.3；轻轨 ：8kg；角钢：26.3。半连续式小型轧机250350圆钢：1048；槽钢：56.3；轻轨 ：815kg；角钢：2.56.3。连续式小型轧机250350同上 线 材 轧 机横列式线材轧机1802806.59，盘重3060kg半连续式线材轧机1503005.

6、59，盘重60150kg连续式线材轧机150300512，盘重3002500kg高速线材轧机150300526，盘重2000kg以上表4-2 型钢轧机分类7三 型钢产品的主要技术要求图4-3 H型钢断面形状及尺寸由于型钢产品的断面形状、规格多种多样，并且其用途也千差万别，所以其技 术要求也不尽相同。但从整体上看，对于 所有型钢产品都要从尺寸精度、表面质量 及机械性能等三个方面来要求。 1、尺寸精度：对于简单断面型钢产品，其尺寸精度只要求其公称尺寸的精确性，它将直接影响到结构件的强度和金属的节约。对于复杂 断面形状的型钢产品如H型钢，其尺寸精度既包括公称尺寸的精确性 ，还包括其形状的完美性。H型

7、钢断面形状及各部分尺寸如图4-3。在热轧热轧 H型钢钢的标标准中，对对H型钢钢不仅规仅规 定了尺寸（）公差，还规还规 定了形状公差，如翼缘缘斜度、腹板中心偏移量、腹板 翘翘曲、断面斜度等，这样这样 ，既可以保证产证产 品的尺寸精度，又能保证证 其形状的完美。 82、表面质量：虽然热轧型钢的表面质量要求远低于对钢板的表面要求，但亦不允许热轧型钢产品表面有过多的氧化铁皮和裂纹等，这 将直接影响型钢产品的使用性能。对于冷弯型钢，由于是以热轧或 冷轧带卷为原料，所以表面质量要求较为严格，表面不得有气泡、 裂纹、结疤、折叠、夹杂以及压入的氧化铁皮，如有特殊用途，其 表面质量可以根据用户要求进行加工。 3

8、、机械性能：型钢的机械性能将直接关系到结构件的刚度和强度，是一个极其重要的技术指标，影响型材的机械性能的主要因素有钢 水纯净度、化学成分的波动及轧后的热处理工艺，这些因素针对不 同产品有不同的要求。 9四、 型钢生产的一般方法型钢的生产方法有热轧、焊接和冷弯等几种，其中热轧型钢具有效率高，能耗少，成本低，适用于大规模生产等优点，成为型钢生产的 主要方法。 1、型钢的热轧生产 型钢的热轧生产主要有孔型法和万能法两种。 孔型法是生产简单断面型材的主要方法。我国目前除H型钢外的所有热轧型钢产品都是采用孔型法生产的。这种方法一般是在二辊或三辊 轧机上，用在两个轧辊的辊身上车削的轧槽所形成的孔型对金属进

9、行轧 制。 1）、孔型法 10n 轧制型钢的孔型系统按照形状可以分为两大类：（1）简单断面孔型：包括箱形孔型、菱形孔型、六角孔型、椭圆孔型、方孔型、圆孔型。（2）异型断面孔型：一般有工字形孔型、槽形孔型、轨形孔型、T字 形孔型等，如图4-4所示。图 44 孔型按形状分类 a、箱形孔型；b、菱形孔型；c、六角孔型；d、椭圆孔型；e、圆孔型；f、方 孔型；g、六边形孔型；h、工字形孔型；i、槽形孔型；j、角形孔型；k、轨形 孔型；l、T字形孔型11孔型法轧制所采用的孔型都是由一对轧辊上刻槽所组成的，所以在同一孔型中，轧辊直径有明显的变化，这样，轧槽内沿轧辊直径方向各点 的线速度有明显的差异，尤其是

10、轧制异型断面型材时，使用闭口孔型或 对角孔型，速度差更大，并且型材的形状不对称，压下量分配不均匀， 使得孔型内金属产生附加流动，导致轧制能耗增加，孔型局部磨损严重。目前，用孔型法生产型材的孔型系统设计，经验因素尚占重要地位。这种生产方法需在轧辊上车削轧槽，轧槽都存在斜度，目的是使轧件易 于正确进入孔型，又有利于轧件脱槽；并且，使轧辊重磨后能恢复孔型 原有尺寸，延长轧辊的使用寿命，另外，侧壁斜度大，侧压量大，有利 于轧件的延伸；但轧槽的斜度就使得用孔型法无法生产出内外侧平行的 经济断面型材，特别是刻槽深度受轧辊强度的限制，宽翼缘的工字钢亦 无法生产。n 孔型轧制法的优缺点122）. 万能轧制法

11、图 4-6 万能辊系配置万能轧轧制法是1902年在卢卢森堡的Arbed工厂，从轧轧制平行翼缘缘工字 钢钢（由于其形状象英文字母H，故称H型钢钢）开始发发展起来的。万能轧轧制法的孔型是由三个或三个以上轧辊轧辊 所围围成，故亦称多辊轧辊轧 法。这这种方法多用于生产产H型钢钢、平行腿槽钢钢及钢轨钢轨 （T字钢钢一般由 H型钢钢剖分得到）。轧轧制H型钢时钢时 ，其轧辊轧辊 配置如图图4-6所示。 13孔型由布置在同一铅铅垂面的上、下水平辊辊和左、右立辊组辊组 成。四 个轧辊轧辊 可以在两个方向上加工所要求的H型钢钢的断面尺寸，实现实现 水平 和垂直方向的同时压时压 下。这这种万能轧轧制法的特点是：轧轧

12、件与轧辊轧辊 之间间相对对滑动动小，避免了钢钢材表面开裂，钢钢材表面 质质量得到了改善；万能法孔型速度差较较小，孔型各部位磨损损均匀，轧轧制尺寸稳稳定 ，尺寸精度比孔型法高30%以上。由于孔型磨损损均匀,轧辊轧辊 消耗低， 据资资料统计统计 ，每吨钢钢材轧辊轧辊 消耗比孔型法降低约约2公斤，并且轧辊轧辊 的 共用性增加；由于金属变变形均匀，轧轧件的残余应应力减小，提高了轧轧材的机械 性能；可以用较较小的辊辊径轧轧制较较大规规格的型材，尤其是可以生产产孔型 法无法生产产的经济经济 断面型材，如H型钢钢，从而扩扩大了产产品品种范围围。 n 孔型布置及其特点14近20年来，先进工业国家均采用万能法生

13、产工、槽钢。国内万能法生产才刚刚起步，随着科学技术的发展，孔型法生产异型断面型材将有 相当一部分被万能法所取代。应用高频焊接方法生产经济断面结构型钢是60年代发展起来的一种多能高效的生产方法，一般生产用热轧法无法生产的型材，如腰腿厚度 差很大的型材，厚度小于2mm的型材或腰腿材质不一致的型材。目前， 焊接成形法主要用于生产大规格（高度大于600mm）的异型型钢，高度 大于1米的H型钢一般用焊接方法生产。焊接方法生产型材一般以热轧钢板或热轧带钢为原料，因此其结构 件的成本比热轧型材高，但结构件重量可以减轻10左右。2、型钢的焊接生产主要型式：直缝焊管（ERW） 、螺旋焊管、UOE焊管15冷弯型钢

14、是金属板材在冷状态下加工成各种形状的型钢，可以在冷拔机组、弯曲压下机组或辊式弯曲成型机组上加工。用这种方法可以生产热轧法无法生产的各种轻型型材，是带材深 加工的一个重要领域。冷弯成型技术自20世纪初在世界各国获得长足 进步，到80年代，仅美国已有18000条生产线，年产冷弯型钢350余 万吨。我国从50年代末开始建设冷弯机组，到1982年，年产量仅为 1.6万吨。近10年来，国民经济建设对钢材的品种、产量和质量提出 了新的要求，冷弯型钢生产取得了较大的发展，迄今已有100余套冷 弯机组，年生产能力达150万吨，共1000余种品种规格。 3、冷弯型钢生产16冷弯型钢的原料是热轧钢卷或冷轧带钢，也

15、可以用钢板，原料的尺 寸范围厚度从0.1mm到25.4mm，宽度从10mm到2500mm，最常用的 是厚度在3mm以下，宽度在600mm以下的带钢。原料的材质可以是碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢及 不锈钢。一般采用含碳量在0.2%以下的低碳钢，如果含碳量较高，必须 经过退火处理，否则成型时容易产生裂纹；含碳量达到0.9%以后，既使经过退火处理也不能进行冷弯成型加工。冷弯型钢的品种规格繁多，并且可以使结构件的重量减轻1520%，因此被广泛应用于建筑、汽车制造、矿山机械制造、农业及轻工机械 制造、造船、交通运输、仪器仪表、民用电器等各个领域，在我国国民 经济发展中起着重要作用。 17尽管

16、冷弯型钢品种繁多，应用广泛，但其冷弯成型过程非常复杂，具有明显的几何非线性、物理非线性和边界条件非线性。因此，迄今为止， 冷弯技术仍主要基于生产经验，依赖试错法（Trial and Error）获取工艺规律；并且冷弯型钢是以热轧或冷轧板为原料，其成本远远高于热轧型钢 ；而万能轧制技术的不断提高，热轧异型断面型材向轻型薄壁化方向发展 ，因此一部分冷弯型钢被热轧型钢所代替。在冷成型的型材中，还有一部分冷拔、冷轧材。最近几年还发展了冷 轧带肋钢筋，它是以普通低碳钢盘条（含碳量为0.090.27%）为原料，经一道或几道冷拔减径后，最终一道冷轧成螺纹钢筋，其强度由普通热轧 材的380MPa提高到500MPa,延伸率不低于8%。冷轧带肋钢筋主要用于水电站坝体、混凝土公路、机场跑道、隧道、混凝土管内钢筋及混凝土梁、 墙和楼板内的配筋，也可以用作大型载重车辆的腹条。 184-2 、型钢主要生产工艺