H型鋼生產(chǎn)工藝的選擇         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。          *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。開坯機(jī)有兩種不同的孔型系統(tǒng)，即閉口式孔型與開口式孔型。在閉口式孔型中，材料變形均勻，但這需要較多的孔型個(gè)數(shù)和較長(zhǎng)的輥身長(zhǎng)度，基于這種原因，閉口式孔型廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中等斷面的型鋼；而開口式孔型則主要應(yīng)用于生產(chǎn)具有更大腰寬和腿寬的大斷面型鋼。若欲采用閉口式孔型軋制大號(hào)型鋼，則需要兩架開坯機(jī)才能在技術(shù)上取得令人滿意的效果。          鋼坯在開坯機(jī)上被軋成似“狗骨頭”狀的異形坯，然后被送到由1～2架**可逆粗軋機(jī)所組成的**粗軋機(jī)組上軋制。**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。通常腿厚的壓縮量比腰部厚度壓縮量大，這可用在軋輥?zhàn)冃螀^(qū)軋件與軋輥接觸長(zhǎng)度來解釋，因?yàn)閺膭?dòng)立輥與軋件的接觸長(zhǎng)度比水平輥與軋件的接觸長(zhǎng)度要長(zhǎng)。在**精軋機(jī)架，軋件承受水平輥和立輥很小的壓縮，以及軋邊機(jī)對(duì)腿端部的矯正。          *二種生產(chǎn)工藝是采用連鑄矩形坯。它與*一種生產(chǎn)工藝的不同之處，在于不需要初軋機(jī)，而且*二種工藝生產(chǎn)H型鋼可以獲得比*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*一種是相同的。                  *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**粗軋機(jī)組粗軋和**精軋機(jī)組精軋而成形。          *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*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**種變形更均勻，其優(yōu)點(diǎn)是僅用一臺(tái)開坯機(jī)加**粗軋機(jī)組加**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，就是開坯機(jī)采用一架**板坯開坯機(jī)，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*一種工藝相同。          *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**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。H型鋼常用于要求承載能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑如：廠房、高層建筑以及橋梁、船舶、起重運(yùn)輸機(jī)械、設(shè)備基礎(chǔ)、支架、基礎(chǔ)樁等工程，H型鋼能替代工字鋼使用嗎？      H型鋼和工字鋼存在一些差別，H型鋼做為一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用材，因截面形狀經(jīng)濟(jì)合理、力學(xué)性能好；軋制時(shí)截面上各點(diǎn)延伸較均勻、內(nèi)應(yīng)力小；與普通工字鋼相比，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點(diǎn)。可使建筑結(jié)構(gòu)減輕30-40%；又因?yàn)镠型鋼腿內(nèi)側(cè)平行，腿端是直角，拆裝組合成構(gòu)件。可大大的節(jié)約焊接、鉚接工作量。   所以H型鋼可以代替工字鋼使用，但是工字鋼不能代替H型鋼，因?yàn)楣ぷ咒摰倪呴L(zhǎng)小，高度大，只能承受單方向的力。H型鋼槽深，厚度大，可以承受兩個(gè)方向的力。      隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展需要，只有工字鋼是不行的，就是加厚工字鋼，用于承重柱容易失穩(wěn)。工字鋼只能用于橫梁，而H型鋼才能用于結(jié)構(gòu)的承重柱。按鋼板的理論重量7.85kg/m計(jì)算，注：腹板翼板各加2公分（河北省計(jì)算法） 計(jì)算式：腹板：{1X（300-18+20）X6.5X7.85}/1000=15.4kg               翼板： {1X(150+20)x9x7.85x2}/1000=24.02kg               腹板+翼板=39.42kg  鋼材理論重量計(jì)算的計(jì)量單位為公斤（ kg ）。 其基本公式為： W （重量， kg ） = F （斷面積 mm2 ）× L （長(zhǎng)度， m ）×ρ（密度， g/cm3 ）× 1/1000 鋼的密度為： 7.85g/cm3   各種鋼材理論重量計(jì)算公式如下：   名稱（單位）：圓鋼 盤條（kg/m） 計(jì)算公式：W= 0.006165 ×d 2 符號(hào)意義： d = 直徑mm 計(jì)算舉例：直徑100 mm 的圓鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg   名稱（單位）：螺紋鋼（kg/m） 計(jì)算公式：W= 0.00617 ×d 2 符號(hào)意義：d= 斷面直徑mm 計(jì)算舉例： 斷面直徑為12 mm 的螺紋鋼，求每m 重量。每m 重量=0.00617 ×12 2=0.89kg   名稱（單位）：方鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.00785 ×a 2  符號(hào)意義： a= 邊寬mm 計(jì)算舉例：邊寬20 mm 的方鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×202=3.14kg   名稱（單位）：扁鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.00785 ×b ×d  符號(hào)意義： b= 邊寬mm    d= 厚mm 計(jì)算舉例： 邊寬40 mm ，厚5mm 的扁鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.00785 ×40 ×5= 1.57kg   名稱（單位）：六角鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.006798 ×s 2  符號(hào)意義： s= 對(duì)邊距離mm 計(jì)算舉例： 對(duì)邊距離50 mm 的六角鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.006798 ×502=17kg   名稱（單位）：八角鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.0065 ×s 2  符號(hào)意義： s= 對(duì)邊距離mm 計(jì)算舉例： 對(duì)邊距離80 mm 的八角鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.0065 ×802=41.62kg   名稱（單位）：等邊角鋼（kg/m） 計(jì)算公式：W= 0.00785 ×[d （2b – d ）+0.215 （R2 – 2r 2 ）]  符號(hào)意義： b= 邊寬  d= 邊厚  R= 內(nèi)弧半徑  r= 端弧半徑 計(jì)算舉例： 求20 mm ×4mm 等邊角鋼的每m 重量。從冶金產(chǎn)品目錄中查出4mm ×20 mm 等邊角鋼的R 為3.5 ，r 為1.2 ，則每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（2 ×20 – 4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.15kg   名稱（單位）：不等邊角鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.00785 ×[d （B+b – d ）+0.215 （R2 – 2 r 2 ）] 符號(hào)意義： B= 長(zhǎng)邊寬  b= 短邊寬  d= 邊厚  R= 內(nèi)弧半徑 r= 端弧半徑 計(jì)算舉例： 求30 mm ×20mm ×4mm 不等邊角鋼的每m 重量。從冶金產(chǎn)品目錄中查出30 ×20 ×4 不等邊角鋼的R 為3.5 ，r 為1.2 ，則每m 重量= 0.00785 ×[4 ×（30+20 – 4 ）+0.215 ×（3.52 – 2 ×1.2 2 ）]=1.46kg   名稱（單位）：槽鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W=0.00785 ×[hd+2t （b – d ）+0.349 （R2 – r 2 ）]  符號(hào)意義： h= 高 b= 腿長(zhǎng) d= 腰厚 t= 平均腿厚  R= 內(nèi)弧半徑 r= 端弧半徑 計(jì)算舉例： 求80 mm ×43mm ×5mm 的槽鋼的每m 重量。從冶金產(chǎn)品目錄中查出該槽鋼t 為8 ，R 為8 ，r 為4 ，則每m 重量=0.00785 ×[80 ×5+2 ×8 ×（43 – 5 ）+0.349 ×（82–4 2 ）]=8.04kg   名稱（單位）：工字鋼（kg/m） 計(jì)算公式： W= 0.00785 ×[hd+2t （b – d ）+0.615 （R2 – r 2 ）]  符號(hào)意義： h= 高    b= 腿長(zhǎng)    d= 腰厚    t= 平均腿厚                   R= 內(nèi)弧半徑    r= 端弧半徑 計(jì)算舉例：求250 mm ×118mm ×10mm 的工字鋼每m 重量。從金屬材料手冊(cè)中查出該工字鋼t 為13 ，R 為10 ，r 為5 ，則每m 重量= 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 ×（118 –10 ）+0.615 ×（102 –5 2 ）]=42.03kg   名稱（單位）：鋼板（kg/m2） 計(jì)算公式： W= 7.85 ×d    符號(hào)意義： d= 厚 計(jì)算舉例： 厚度 4mm 的鋼板，求每m2 重量。每m2 重量=7.85 ×4=31.4kg   名稱（單位）：鋼管（kg/m） 計(jì)算公式：W= 0.02466 ×S （D – S ） 符號(hào)意義：D= 外徑   S= 壁厚 計(jì)算舉例： 外徑為60 mm 壁厚4mm 的無縫鋼管，求每m 重量。每m 重量= 0.02466 ×4 ×（60 –4 ）=5.52kgH型鋼生產(chǎn)工藝流程         為生產(chǎn)出質(zhì)量好、成本低的H型鋼，首先需要確定一個(gè)合理的生產(chǎn)工藝流程。          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，裝入步進(jìn)式加熱爐中加熱到1200～1250℃出爐。步進(jìn)式爐大多數(shù)采用雙絕熱滑軌和軸流式燒嘴，可對(duì)不同規(guī)格鋼坯提供佳的溫度控制，并節(jié)約燃料。          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7～13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。后再把軋件送入**粗軋機(jī)軋制，一般軋制數(shù)道后送入**精軋機(jī)，軋一道后成形。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型鋼被送入矯直機(jī)矯直。由于H型鋼斷面模數(shù)較大，一般都采用8輥或9輥式矯直機(jī)矯直，矯正輥間距大可達(dá)2200mm，同時(shí)還需用臥矯進(jìn)行補(bǔ)充矯直。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、堆垛和打捆后送入倉庫。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(duì)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(jí)控制系統(tǒng)，*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)；*二級(jí)是對(duì)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，*控制熱軋作業(yè)區(qū)，*控制精整作業(yè)區(qū)；*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)匯總分析后反映給控制機(jī)，控制機(jī)再根據(jù)生產(chǎn)標(biāo)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(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)工藝控制的佳手段。

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