一种异型横截面热轧钢板卷及其制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种异形横截面热乳钢板卷及其制造方法，特别是一种用于冷弯成型生产的桥梁用U肋的异型横截面热乳钢板卷及其制造方法。
【背景技术】
[0002]二次世界大战后德国需要重建大量战争中受损桥梁。当时，四个十分重要的桥梁工程上的创新理念:斜拉桥、叠合梁、正交异性板钢桥面和预应力混凝土节段施工法几乎是同时迅速发展，而正交性板钢桥面的应用使许多特大跨度的桥梁变为可能。近20年我国桥梁建造的规模之大，是历史上从未有过的。特别是进入21世纪以后的近10年来，我国大跨度桥梁的建设进入了一个最辉煌的时期，正交性板钢桥梁得到了快速发展和应用，从城市高架钢结构桥梁到跨江、跨海的公路用或公铁两用大型桥梁，越来越多地采用了正交性板钢桥梁。在钢桥结构桥梁中U肋钢被大量应用，目前，世界范围内U肋钢的生产并应用的均采用等厚热乳钢板冲压冷弯法或辊压冷弯法生产，由于U肋钢较薄两端部焊接点易开裂，并且冷弯后的角不减薄，这些问题对制造和桥梁安全带来麻烦。
[0003]文献《世界金属导报》2014.07.08报导了“变厚度乳制技术与减量化产品研发”，第7行:变厚度的产品比厚度均匀的产品更有利于发挥出材料的承载潜力。基于这种认识陆续出现了热乳变厚度板(LP板)、冷乳差厚板(TRB板)等纵向变厚度产品。该技术对乳机设备要求较高:能够满足实时、快速、准确改变辊缝的要求，配备自动厚度控制系统，高精度数学模型，精确的乳件位置微跟踪装置。
[0004]文献“变厚度乳制理论与应用的新进展”也报导了变厚度乳制典型产品LP板和TRB板纵向变厚度产品。
[0005]文献《材料科学与工艺》论文“变厚度区薄板乳制的辊缝设定模型与试验”报导了纵向变厚度产品乳制生产时的辊缝设定模型。
[0006]文献博士论文“纵向变厚度扁平材乳制理论与控制策略研究”报导了板材纵向变厚度的乳制理论与控制。
[0007]专利文献CN201010282876.1公开了一种纵向变厚度钢板的生产方法，通过控制钢坯上下面温差、上下工作辊直径差、钢板厚度数学模型零点、乳制速度等等，生产出纵向变厚度钢板。
[0008]专利文献CN201310227028.4公开了一种横向楔形乳制变厚度钢板的生产方法，横向乳制，最终纵向变截面乳制时所用平乳辊的一端中心距小，另一端中心距大，乳出的板材纵向呈一边薄一边厚的楔形。
[0009]专利文献CN201010042050.8公开了一种大型纵向变截面钢板的生产方法，生产设备采用的是通用液压机，原料采用钢锭，通过冲孔、扩孔、圆筒展平等工序生产出楔形的大型纵向变截面钢板。
[0010]专利文献CN200610046457.1公开了一种变厚度钢板的连续乳制方法，是通过调整乳辊的辊缝实现变厚度钢板的纵向乳制。
[0011]综合以上文献及专利文献所述纵向变厚度钢板均是用平乳辊，采用数学模型或辊缝调节装置等，通过辊缝大小的调节实现纵向变厚度钢板的生产，其每一个横截面上自左至右都是等厚度的。或通过控制平乳辊的倾斜一端中心距小，另一端中心距大实现楔形钢板的纵向乳制生产。
[0012]专利文献CN201510386345.X公开了一种变厚度汽车门槛梁及其制造方法，所述变厚度汽车门槛梁，其特征在于所述门槛梁内板、门槛梁外板及连接板通过点焊连接在一起。
[0013]专利文献CN201520469777.2公开了一种不等厚薄钢板激光拼焊装置，目前不等厚度的钢板都是采用焊接方式生产的，主要原因是不等厚度薄板直接乳制难度极大。
[0014]综合上述两专利文献不等厚薄钢板或变厚度汽车门槛梁均是通过激光拼焊或点焊连接方式实现的变厚度。
[0015]专利文献CN201510754406.3公开了一种U肋头部成型机构，它能够对板材两端进行挤压成型，直接完成坡口形状，无需后续再进行铣削或刨削工序。专利文献CN201510754526.3公开了一种非等厚U肋的制造方法，它通过多道成型对板材两端进行挤压形成坡口形状，然后再进行折弯、整形和锯切，省略了传统的铣削或刨削工序，提高了生产效率。专利文献CN201510754569.1公开了一种非等厚U肋生产线，直接对板材两端进行挤压成型形成坡口形状，然后再进行折弯、整形和锯切，省略了铣削或刨削工序。
[0016]以上三个专利文献均为同一单位申请，均为对板材两端进行挤压成型为坡口形状，减少了铣削或刨削坡口的工序。由于钢板两端挤压后积累很大的应力，在U肋焊接时应力累加易造成焊口开裂，并增加应力腐蚀速度。板材两端进行冷挤压，由于金属流动较难易造成局部变形不均，且在较大应力下可能造成钢板边部分层开裂。此方法生产难度大、成材率低，增加了新能耗，生产效率低成本高。
[0017]专利文献CN201510074469.4公开了一种非等厚U肋的制造方法，对钢板的两边感应电加热后，用热锻辊模挤压，使U肋腿端部发生金属流动变成局部不等厚度，直接锻成坡口形状。
[0018]专利文献CN201510224954.5公开了一种非等厚U肋热辊压成形工艺、专利文献CN201520285781.3公开了一种桥梁用U型钢热辊压成形装置。此两专利均是对已经成型的成品U肋的腿端进行感应加热、再由两个道次的乳辊使端部墩粗变型，由于热应力和加工应力存在，需要进入连续退火炉去应力，再对变型后的U肋进行矫直。
[0019]上述三项专利文献所述方法均增加了新能耗，生产效率低成本高。由于是局部加热和锻造、或辊压墩粗变型，都存在较大的加工应力和热应力，对U肋钢焊接在桥面上都产生不利的影响，易造成焊缝开裂。
[0020]专利文献CN201420274989.0公开了一种不等壁厚热乳U肋钢，采用万能连乳机组或二辊连乳机组进行连乳生产的热乳U肋钢，尤其是薄规格由于乳制过程温度降低较快生产难度极大，目前还没有报导被大量生产和应用。
[0021 ]专利文献CN201520042789.7公开了一种桥梁用端口增强型U肋，下部为等截面，上部变截面的顶部加厚，该文献只是描述了一种U肋的形状，并没有公布制造方法，也没有查到有关应用的报导。
[0022]目前正在应用的U肋钢制造方法均没有从根本上解决好U肋钢两端部焊接厚度不足、且冷弯角部厚度减薄所造成的焊点开裂和结构强度不合理问题。
【发明内容】
[0023]为解决现有技术的不足，本发明提供了一种异型横截面热乳钢板卷及其制造方法。
[0024]本发明提供一种异型横截面热乳钢板卷由基板(I)、中部双边增厚区(2)、端部双边增厚区(3)和内弧rl组成，其纵向长度可达6米一600米，中部双边增厚区(2)和端部双边增厚区(3)由基板(I)水平连结成一个整体，中部双边增厚区(2)和端部双边增厚区(3)与基板(I)之间采用内弧(rl)圆滑过渡。如图1所示。
[0025]优选的，所述中部双边增厚区(2)是在基板(I)中心线(AA)两测对称地各有一个，中部双边增厚区(2)与基板(I)通过内弧(rl)圆滑过渡连接在一起。两个中部双边增厚区
(2)中心线之间的距离为Omm?800mm，该范围包括了归属于其中任何具体点值，例如50mm、1 OOmm、1 ??Οπιπι、200mm、2??0πιπι、300mm、3??0πιπι、400mm、4??0πιπι、??ΟΟπιπι、5 5 Omm、600mm.650mm、7 OOmm或750mm，也包括了这些具体点值中任何两个点值所构成的数值范围；更优选150mm?300mmο
[0026]优选的，所述端部双边增厚区(3)在基板(I)左右两端对称地各有一个，端部双边增厚区(3)与基板(I)通过内弧r I圆滑过渡连接在一起。
[0027]优选的，所述基板厚度d是2?30mm，该范围包括了归属于其中任何具体点值，例如4mm、6mm、8 mm、12mm、16mm、20mm、24mm或28mm，也包括了这些具体点值中任何两个点值所构成的数值范围，更优选4?14mm;所述中部双边增厚区(2)厚度dl是3?36mm，该范围包括了归属于其中任何具体点值，例如5mm、8mm、11mm、14mm、16mm、18mm、21mm、24mm、27mm、30mm 或33mm，也包括了这些具体点值中任何两个点值所构成的数值范围，更优选5?18mm;所述端部双边增厚区(3)厚度d2是4?38mm，该范围包括了归属于其中任何具体点值，例如6mm、9mm、12