H型鋼生產(chǎn)工藝流程

1、型鋼生產(chǎn)工藝流程一、工藝流程目前各主要H型鋼廠所采用的工藝流程如圖所示。H型鋼生產(chǎn)工藝流程示意圖一般小號(hào)H型鋼多選用方坯，大號(hào) H型鋼多選用異形坯，方坯和異形坯可用連鑄坯，也可由初 軋直接供給。鋼坯在經(jīng)過精整和稱重后，裝人步進(jìn)式加熱爐中加熱到12001250 C出爐。鋼坯出爐后，先用1800MPa的高壓水除鱗，然后被送入開坯機(jī)軋制。開坯機(jī)一般為兩輥可逆式 軋機(jī)，在開坯機(jī)上需要軋制713道左右，然后軋件被送往熱鋸，熱鋸只負(fù)責(zé)切去頭尾未成形部分。最后再把軋件送入萬能粗軋機(jī)軋制，一般軋制數(shù)道后送人萬能精軋機(jī)，軋一道最后成形。這時(shí)還要再 次切去頭尾，并按定貨要求把軋件切成定尺長度再送往冷床冷卻。由于H

2、型鋼腿厚與腰厚之比較大，若采用平放容易因腰腿冷卻速度不一致，造成腰部波浪，故一般多采用立冷?，F(xiàn)在多數(shù)都采用步進(jìn)式 冷床，這不僅可以減少原來用鏈?zhǔn)酵线\(yùn)機(jī)構(gòu)造成的缺陷，而且容易控制鋼材冷卻速度。經(jīng)過冷卻后的 H型鋼被送人矯直機(jī)矯直。鋼材經(jīng)矯直后被送到檢查臺(tái)檢查尺寸、外形和表面質(zhì)量，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做出 標(biāo)志，然后按不同等級、不同長度進(jìn)行分類、堆垛和打捆后送人倉庫。對不合格品按再處理品進(jìn)行重 矯后，用冷鋸切斷或修磨、焊補(bǔ)后再重新檢查。為提高軋機(jī)作業(yè)率、減少換輥時(shí)間，大多數(shù)廠采用快速換輥系統(tǒng)，即在生產(chǎn)的同時(shí)預(yù)先把下一個(gè) 品種所需軋輥組裝好。在換輥時(shí)只要把全部原機(jī)架拉出，換上已裝好的新機(jī)架即可。每個(gè)機(jī)架都裝有

3、 一個(gè)自動(dòng)電器接線，以及冷卻水、稀油和干油管接頭及連接桿的定位連接裝置。該裝置拆接方便、迅 速，整個(gè)換輥時(shí)間約 20min。為對生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行有效控制，現(xiàn)代化的H型鋼廠都采用計(jì)算機(jī)控制。一般是三級控制系統(tǒng)，第一級用于生產(chǎn)組織管理，采用大型計(jì)算機(jī)進(jìn)行DDC控制（直接數(shù)字控制）；第二級是對生產(chǎn)過程的控制，即程序控制，程序控制計(jì)算機(jī)一般分兩線控制一線控制熱軋作業(yè)區(qū)，一線控制精整作業(yè)區(qū)； 第三級是對每道工序的控制，包括對加熱、軋制、鋸切等工序的控制，一般采用微型機(jī)進(jìn)行控制。各 工序微型機(jī)反應(yīng)的生產(chǎn)信息通過中間計(jì)算機(jī)反映給各自的程序控制機(jī)，經(jīng)程序控制機(jī)匯總分析后反映給中央控制機(jī)，中央控制機(jī)再根據(jù)生產(chǎn)標(biāo)

4、準(zhǔn)要求發(fā)出下一步調(diào)整和控制的指令。總之，由于計(jì)算機(jī)反應(yīng)迅速，可以對產(chǎn)品質(zhì)量信息及時(shí)進(jìn)行收集處理，因此計(jì)算機(jī)控制是進(jìn)行生 產(chǎn)工藝控制的最佳手段。二、H型鋼生產(chǎn)工藝近幾十年來，隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步和在線計(jì)算機(jī)控制軋制自動(dòng)化程度的提高，H型鋼生產(chǎn)工藝也日益成熟。根據(jù)所采用的坯料、所采用的孔型系統(tǒng)和軋機(jī)種類的不同，可以有多種不同的工藝組合， 當(dāng)代H型鋼生產(chǎn)工藝共有 5種可供選擇。第一種生產(chǎn)工藝是采用傳統(tǒng)的鋼錠做原料。首先在初軋機(jī)上把鋼錠軋成矩形坯或方坯，然后將這些矩形坯或方坯加熱后送到開坯機(jī)軋制。鋼坯在開坯機(jī)上被軋成似狗骨頭狀的H型鋼形坯，然后被送到由 2架萬能可逆粗軋機(jī)所組成的萬能粗軋機(jī)組上軋制。萬能

5、軋機(jī)水平軋輥的碾軋和立輥的側(cè)壓，使異形坯腰厚進(jìn)一步減薄，腿部變得 更加尖扁。第二種生產(chǎn)工藝是采用連鑄矩形坯。它與第一種生產(chǎn)工藝的不同之處，在于不需要初軋機(jī)，而且 第二種工藝生產(chǎn)H型鋼可以獲得比第一種工藝更高的收得率、更好的成品質(zhì)量和更好的經(jīng)濟(jì)效益。這種工藝唯一受到的限制是所生產(chǎn)的H型鋼腿較寬，因?yàn)樗眠B鑄坯的厚度要受連鑄機(jī)設(shè)備條件的限制。連鑄坯在型鋼廠的軋制工藝與第一種是相同的。第三種生產(chǎn)工藝是采用連鑄異形坯。其優(yōu)勢是采用一種或少量幾種連鑄異形坯就可以生產(chǎn)全部尺寸的H型鋼，這要在開坯機(jī)上采用寬展法才能達(dá)到，其孔型可用閉口式， 也可用開口式。與前兩種工藝相比，這種生產(chǎn)工藝的孔型數(shù)目更少。這種工藝

6、的不足是受連鑄異形坯腿寬的限制。開坯后的軋制 工藝也與前兩種方法相同，需經(jīng)過萬能粗軋機(jī)組粗軋和萬能精軋機(jī)組精軋而成形。第四種生產(chǎn)工藝是采用連鑄板坯。以連鑄板坯為原料生產(chǎn) H型鋼比用初軋坯及連鑄異形坯更為經(jīng)濟(jì)，但這需要在開坯機(jī)上設(shè)計(jì)一個(gè)專門孔型。這個(gè)孔型與軋鋼軌的孔型類似，它是有一定角度的切 楔用以輾軋板坯形成類似狗骨頭狀的異形斷面。為此板坯要首先在第一孔進(jìn)行立軋，以形成所需的 腿寬，然后在下一個(gè)異形孔中 （開口孔或閉口孔均可）軋成類似狗骨頭狀的異形坯。這種生產(chǎn)工藝比前 三種變形更均勻，其優(yōu)點(diǎn)是僅用一臺(tái)開坯機(jī)加萬能粗軋機(jī)組加萬能精軋機(jī)組就可以生產(chǎn)大號(hào)H型鋼。在開坯機(jī)上還有一種改造工藝板坯開坯機(jī)，

7、利用其水平輥與立輥成一定角度所形成的側(cè)壓可直接軋出狗骨頭狀的異形斷面。后面工序與第一種工藝相同。第五種生產(chǎn)工藝是采用具有很薄腰厚的連鑄異形坯為原料。這種薄連鑄異形坯已接近成品 H型鋼尺寸，因此它可以直接在萬能機(jī)組上進(jìn)行粗軋和精軋，而不再需要開坯機(jī)。在這種情況下。提高產(chǎn)量 的方向是要求連鑄機(jī)具有更高的鑄速，能鑄造出更薄的異形斷面。其軋制特點(diǎn)是整個(gè)軋制過程變形更加均勻。對于上述生產(chǎn)工藝，我們可以得出如下結(jié)論：若以傳統(tǒng)的初軋坯為原料，由于初軋坯為方形或矩形，與成品H型鋼在外形上無幾何相似性，其 軋制工藝至少需要兩個(gè)步驟。第一步首先在二輥式開坯機(jī)上將初軋坯軋成狗骨頭狀異形坯，這是必不可少的。但在這個(gè)二

8、輥式開坯機(jī)的孔型上進(jìn)行的切楔軋制，由于坯料外形與孔型無幾何相似性，在軋 制過程中，隨著整個(gè)斷面腿及腰的形成，壞料即軋件不可避免地要受到剪應(yīng)力的作用，同時(shí)產(chǎn)生金屬 的橫向流動(dòng)，即寬展。為減少因不均勻變形所造成的金屬外形的破壞，應(yīng)盡量在高溫下采用每道小壓 下量來完成從初軋坯到狗骨頭狀異形坯的軋制過程，但這需要較多道次才能完成。從異形坯到成品的軋制過程，受到軋件溫度相對較低、金屬塑性變差等條件的限制。首要的是要 防止在軋制過程中產(chǎn)生橫向金屬流動(dòng)，其辦法是必須保證萬能機(jī)架的驅(qū)動(dòng)水平輥與從動(dòng)立輥的直徑比控制在3 : 1。同時(shí)在設(shè)計(jì)孔型和軋機(jī)調(diào)整時(shí)要保證軋件腿部與腰部的延伸一致，否則將會(huì)影響成品 尺寸的準(zhǔn)

9、確和外形的完整。若以異形初軋坯或板坯為原料軋制H型鋼，則開坯機(jī)仍是不可缺少的，至于需要幾架開坯機(jī)， 則需根據(jù)產(chǎn)品范圍選擇，至少1架，多則23架。若以連鑄薄異形坯為原料，由于其斷面形狀與成品斷面最接近，則可以不要開坯機(jī)，而用萬能軋 機(jī)直接軋出成品，因此這種工藝軋鋼設(shè)備投資最省，流程最短，是最具有發(fā)展?jié)摿Φ男鹿に嚒Ｄ壳斑@ 種工藝存在的主要問題是如何提高連鑄機(jī)鑄速及產(chǎn)量，以與軋機(jī)能力相平衡三、H型鋼常見的軋制缺陷(1) 軋痕。軋痕一般分為兩種，即周期性軋痕和非周期性軋痕。周期性軋痕在H型鋼上呈規(guī)律性分布，前后兩個(gè)軋痕出現(xiàn)在軋件同一部位，同一深度，兩者間距正好等于其所在處軋輥圓周長。周期性軋痕 是由于

10、軋輥掉肉或孔型中貼有氧化鐵皮而造成的在軋件表面的凸起或凹坑。非周期性軋痕是導(dǎo)衛(wèi)裝置磨損嚴(yán)重或輥道等機(jī)械設(shè)備碰撞造成鋼材刮傷后又經(jīng)軋制而在鋼材表面形成棱溝或缺肉，其大多沿軋制方向分布。圖為軋痕示意圖。軋痕(2) 折疊。折疊是一種類似于裂紋的通常性缺陷，經(jīng)酸洗后可以清楚地看到折疊處斷面有一條與外界相通的裂紋。折疊是因孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)或軋機(jī)調(diào)整不當(dāng)，在孔型開口處因過盈充滿而形成耳子，再經(jīng)軋制 而將耳子壓人軋件本體內(nèi)，但不能與本體焊合而形成的，其深度取決于耳子的高度。另外，腰、腿之 間圓弧設(shè)計(jì)不當(dāng)或磨損嚴(yán)重，造成軋件表面出現(xiàn)溝、棱后，再軋制也會(huì)形成折疊。圖為折疊示意圖。折疊(3) 波浪。H型鋼波浪(見圖)

11、可分為兩種：一種是腰部呈搓衣板狀的腰波浪；另一種是腿端呈波峰波谷 狀的腿部波浪。兩種渡浪均造成H型鋼外形的破壞。波浪是由于在熱軋過程中軋件各部伸長率不一致 所造成的。當(dāng)腰部壓下量過大時(shí)，腰部延伸過大，而腿部延伸小，這樣就形成腰部波浪，嚴(yán)重時(shí)還可 將腰部拉裂。當(dāng)腿部延伸過大，而腰部延伸小時(shí)，就產(chǎn)生腿部波浪。另外還有一種原因也可形成波浪。 這就是當(dāng)鋼材斷面特別是腰厚與腿厚設(shè)計(jì)比值不合理時(shí)，在鋼材冷卻過程中，較薄的部分先冷，較厚的部分后冷，在溫度差作用下，在鋼材內(nèi)部形成很大的熱應(yīng)力，這也會(huì)造成波浪。解決此問題的辦法 是：首先要合理設(shè)計(jì)孔型，盡量讓不均勻變形在頭幾道完成；在精軋道次要力求H型斷面各部分

12、腰、腿延伸一致；要減小腰腿溫差，可在成品孔后對軋件腿部噴霧，以加速腰部冷卻，或采用立冷操作。波浪(4) 腿端圓角。H型鋼腿端圓角(見圖)是指其腿端與腿兩側(cè)面之間部分不平直，外形輪廓比標(biāo)準(zhǔn)斷面缺 肉，未能充滿整個(gè)腿端。造成腿端圓角有幾方面原因：其一是開坯機(jī)的切深孔型磨損，軋出的腿部變厚，在進(jìn)入下一孔時(shí)，由于楔卡作用，所以腿端不能得到很好的加工；其二是在萬能機(jī)組軋制時(shí)，由 于萬能機(jī)架與軋邊機(jī)速度不匹配，而出現(xiàn)因張力過大造成的拉鋼現(xiàn)象，使軋件腿部達(dá)不到要求的高度，這樣在軋邊孔中腿端得不到垂直加工，也會(huì)形成腿端圓角； 其三是在整個(gè)軋制過程中人口側(cè)腹板出現(xiàn)偏移，使得軋件在咬 A時(shí)偏離孔型對稱軸，這時(shí)也會(huì)出現(xiàn)上述缺陷。腿端圓角（5）腿長不對稱。H型鋼腿長不對稱（見圖）有兩種：一種是上腿比下腿長 （圖a）;另一種是一個(gè)腿上腿 長，而另