H型鋼生產(chǎn)工藝流程

1、型鋼生產(chǎn)工藝流程、工藝流程 目前各主要H型鋼廠(chǎng)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(guò)精整和稱(chēng)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(kāi)坯機(jī)軋制。開(kāi)坯機(jī)一般為兩 輻可逆式軋機(jī)，在開(kāi)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(wàn)能粗軋機(jī)軋制，一般軋制數(shù)道后送人萬(wàn)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(zhǎng)度再送往冷床冷 卻。由

2、于H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。現(xiàn)在多數(shù)都采用步進(jìn)式冷床，這不僅可以減少原來(lái)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(guò)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(jí)、不同長(zhǎng)度進(jìn)行分類(lèi)、堆垛和打捆后送人倉(cāng)庫(kù)。對(duì)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、減少換輻時(shí)間，大多數(shù)廠(chǎng)采用快速換輻系統(tǒng)，即在生產(chǎn)的同時(shí)預(yù)先 把下一個(gè)品種所需軋輻組裝好。在換輻時(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(xiàn)，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)換輻時(shí)間約20min。為對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行有效控制，現(xiàn)代化的H型鋼廠(chǎng)都采用計(jì)算機(jī)控制。一般是三級(jí)控制系統(tǒng)，第一級(jí)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(jí)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制， 即程序控制，程序控制計(jì)算機(jī)一般分兩線(xiàn)控制.一線(xiàn)控制熱軋作業(yè)區(qū)，一線(xiàn)控制精整作業(yè)區(qū)；第三級(jí)是對(duì)每道工序的控制，包括對(duì)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(guò)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)準(zhǔn)

4、要求發(fā)出下一步調(diào)整和控制的指令?？傊?，由于計(jì)算機(jī)反應(yīng)迅速， 可以對(duì)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(lái)，隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步和在線(xiàn)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(lèi)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(kāi)坯機(jī)軋制。鋼坯在開(kāi)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(wàn)能可逆粗軋機(jī) 所組成的萬(wàn)能粗軋機(jī)組

5、上軋制。 萬(wàn)能軋機(jī)水平軋輻的碾軋和立輻的側(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(chǎng)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(shì)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(kāi)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(kāi)口式。與前兩種工藝相比， 這種生產(chǎn)工藝的

6、孔型數(shù)目更少。這種工藝的不足是受連鑄異形坯腿寬的限制。開(kāi)坯后的軋制工藝也與前兩種方法相同，需經(jīng)過(guò)萬(wàn)能粗軋機(jī)組粗軋和萬(wàn)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(kāi)坯機(jī)上設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)門(mén)孔型。這個(gè)孔型與軋鋼軌的孔型類(lèi)似，它是有一定角度的切楔. 用以輾軋板坯形成類(lèi)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(kāi)口孔或閉口孔均可）軋成類(lèi)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(kāi)坯機(jī)加萬(wàn)能粗軋機(jī)組加萬(wàn)能精軋機(jī)組就可以生產(chǎn)大號(hào)H型鋼。在開(kāi)坯機(jī)上還有一種改造工

7、藝板坯開(kāi)坯機(jī)，利用其水平輻與立輻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(wàn)能機(jī)組上進(jìn)行粗軋和精軋，而不再需要開(kāi)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(guò)程變形更加均勻。對(duì)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(wú)幾何 相似性，其軋制工藝至少需要兩個(gè)步驟。第一步首先在二輻式開(kāi)坯機(jī)上將初軋坯軋成狗骨頭 狀異形坯，這是必不

8、可少的。 但在這個(gè)二輻式開(kāi)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(wú)幾何相似性， 在軋制過(guò)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(lái)完成從初軋坯到狗骨頭狀異形坯的軋 制過(guò)程，但這需要較多道次才能完成。從異形坯到成品的軋制過(guò)程， 受到軋件溫度相對(duì)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(guò)程中產(chǎn)生橫向金屬流動(dòng)，其辦法是必須保證萬(wàn)能機(jī)架的驅(qū)動(dòng)水平輻與從動(dòng)立輻的直徑比控制在 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，

9、否則將會(huì)影響成品尺寸的準(zhǔn)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(kāi)坯機(jī)仍是不可缺少的，至于需要幾架開(kāi)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(kāi)坯機(jī)，而用萬(wàn)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?。目前這種工藝存在的主要問(wèn)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(jiàn)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輻圓周長(zhǎng)。

10、周期性軋痕是由于軋輻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)重或輻道等機(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(lèi)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(kāi)口處因過(guò)盈充滿(mǎn)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

11、型鋼波浪(見(jiàn)圖)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(guò)程中軋件各部伸長(zhǎng)率不一致所造成的。當(dāng)腰部壓下量過(guò)大時(shí)，腰部延伸過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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

12、各部分腰、腿延伸一致；要減小腰腿溫差，可在成品孔后對(duì)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(jiàn)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(mǎn)整個(gè)腿端。 造成腿端圓角有幾方面原因：其一是開(kāi)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(wàn)能機(jī)組軋制時(shí)，由于萬(wàn)能機(jī)架與軋邊機(jī)速度不匹配，而出現(xiàn)因張力過(guò)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A時(shí)偏離孔型對(duì)稱(chēng)軸,圓角；其三是在整個(gè)軋制過(guò)程中人口側(cè)腹板出現(xiàn)偏移，使得軋件在咬 這時(shí)也會(huì)出現(xiàn)上述缺陷。腿端圓角（5）腿長(zhǎng)不又稱(chēng)。H型鋼腿長(zhǎng)不對(duì)稱(chēng)（見(jiàn)圖）有兩種：一種是上腿比下腿長(zhǎng) （圖a）;另一種是一 個(gè)腿上腿長(zhǎng)，而