专利名称：三辊轧机轧制h型钢的工艺方法及热矫机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法，属于金属压力加工技术领域。
背景技术：
H型钢又叫平行翼缘工字钢，其断面形状类似英文字母“H”，故称为H型钢。H型钢是一种截面面积的分配更加优化、强重比较大的高效型材，其断面系数较大，抗弯能力强，节约金属，属经济断面型钢。
H型钢的生产需用万能轧机，工艺复杂、设备投资大，且设备复杂庞大，万能轧机生产H型钢对人员的技术素质要求非常高，操作维护困难，经常出现腹板偏心、腹板波纹缺陷等。因此，对于中小型钢铁企业来说，建设一条H型钢生产线是非常困难的。
发明内容
为了克服上述困难，简化H型钢的生产设备和工艺，避免用万能轧机生产H型钢可能产生的腹板偏心、腹板波纹等缺陷的发生，降低中小型钢铁企业生产H型钢的门槛，本发明提供一种用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法及万能热矫机。
本发明轧制工艺方案的基本构成以方坯、矩形坯或异形坯为原料，经加热后，在三辊或二辊轧机上，采用一般的工字形切深孔型系统轧出工字形坯料；工字形坯料进入由平行翼缘斜轧孔型(可以为弯腿或直腿)构成的延伸孔型系统和精轧孔型系统进行轧制，各道次得到的轧件，其腿内外侧均是互相平行的；当最后两道次采用θ角为90的平行直腿斜轧孔型时，可以直接轧出H型钢成品。当最后两道次采用θ角大于90的弯边斜轧孔型时，得到腰腿夹角大于90但腿内外侧壁平行的近终形H型钢，近终形H型钢再经过万能热矫机矫形后得到H型钢成品。为了改善H型钢的腿端质量，在上述各道次中间插入1~2个轧边道次。
本发明所述的用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法，当精轧孔型K2、K1孔采用θ角为90的平行直腿斜轧孔型时，直接轧制出H型钢成品，当θ角大于90时，得到的轧件需经过万能热矫机进行热矫形。
本发明所述的平行翼缘孔型系统是指开口槽的内外侧壁互相平行的斜轧孔型(详见附图2)，其孔型倾斜角α依据翼缘宽度、腰高等尺寸形状取值范围可以在4~36，腿的弯折角度θ一般取90~112(当θ为90时，即所谓的平行直腿斜轧孔型，见图3)，构成开口槽的两个侧壁相平行(KL∥MN)，开口腿进入下一道次的闭口槽，为了弥补在下一道次中开口腿和腰部对闭口腿的拉薄现象，也可以使腿根厚度略大于腿尖厚度，即构成开口腿的内外侧壁近似平行。轧件在开口槽中对腿厚进行加工，其宽展属于自由宽展。构成闭口槽的内侧壁腿根处与轧件留有间隙，且不可以出现负斜度，腿端有比较小的垂直压下量，闭口槽的作用是控制腿长和加工腿端。
平行翼缘孔型各部位的作用是相互平行的开口槽内外侧壁给腿部厚度方向一定的压下量，从而控制腿厚，并改善腿内侧表面质量；闭口槽只对腿端进行轻微的垂直加工，控制腿长并保证腿端的表面质量，腿根处留有足够的侧隙以保证轧件顺利脱槽。
为了得到更好的轧件腿端形状，需增加1个轧边孔，轧边孔放在K3孔(孔型的编号按照逆轧制方向编排，K1为成品孔)，必要时也可以在延伸孔型系统中间再穿插一个轧边孔(一般放在K6孔的位置上)，其形状和作用与万能法中的轧边孔相同，即控制腿长，加工腿端。
万能热矫机的作用是将腿内外侧壁互相平行、尺寸与H型钢产品相同、但其θ角大于90的近终形H型钢整形(即使θ＝90)。
万能热矫机的结构由连接主传动的两个立辊和两个可以被动转动的水平辊构成，两个立辊和两个水平辊均为平辊，四个辊之间形成H形的孔型通道，左右立辊和上下水平辊均安装了可以调整开口度的螺旋千斤装置。
万能热矫机的水平辊的两侧壁与辊面垂直，辊缘圆角与H型钢的腿根圆角相同，宽度根据所矫正的H型钢的内宽确定。
万能热矫机工作时，轧件自H形的孔型通过，立辊将H型钢的θ角校正为90，水平辊辅助立辊对H型钢的腿部及腿根圆角进行赋形校正，从而得到成品H型钢。
综上所述，一种用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法，其特征是以方坯、矩形坯或异形坯经加热后，在普通三辊轧机(或二辊轧机)上进行切深轧制，再进入普通三辊轧机(或二辊轧机)的延伸孔型系统和精轧孔型系统进行轧制，在延伸孔型系统和精轧孔型系统中间增加1到2个轧边孔。延伸孔型系统和精轧孔型系统均由如图2所示的平行翼缘孔型构成；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角大于90时(见图2)，得到近终形H型钢，再经过万能热矫机得到H型钢成品；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角为90时(见图3)，直接轧出H型钢产成品。
平行翼缘孔型系统采用图2所示的开口腿内外侧壁平行的斜轧孔型，当使用图2的孔型作为延伸孔型时，其腿根厚度可略大于腿尖厚度。
万能热矫机由2个主传动的立辊和2个被动的水平辊构成，其作用是对轧件形状赋形校正。
本发明具有以下优点1、可以在普通的三辊或二辊轧机上实施，设备利用率高，不需要专门的轧边机。因为轧件在轧边孔(K3孔，有时还有K6孔)及其他平行翼缘孔型的闭口槽中可以对腿尖加工修正，减少了设备投资，降低中小型钢铁企业生产H型钢的门槛。
2、采用本发明生产H型钢，各道次的轧件尺寸形状及变形关系主要是靠孔型来保证的，可调整的参数只有一个，即孔型的辊缝值。轧辊的轴向位置靠上下两轧辊辊环的相对位置来确定，位置非常稳定确切。所以操作和调整方便，简化了H型钢的生产设备和工艺，降低了对操作和调整人员的素质要求，可以有效避免用万能轧机生产H型钢可能产生的腹板偏心、腹板波纹等缺陷的发生。
3、减少了轧制道次，一般需要9~13道次即可出成品，提高了轧制节奏，降低了生产成本。
4、平行翼缘孔型的轧制工作面均有比较大的斜度，磨损后经过重车，易于恢复原来的尺寸形状，从而保证不同轧制批号的H型钢腰高与腿厚的稳定性，提高了轧辊的使用寿命。
本发明所披露的H型钢的轧制工艺方法及热矫机，主要用于中小型轧钢厂用普通三辊轧机(或二辊轧机)生产H型钢。使用本发明提供的方法，不必对现有设备进行任何改造，或只须增加一台万能热矫机，就可以在普通的三辊轧机或二辊轧机上生产出H型钢，具有明显的经济效益。
附图1是本发明的轧制工艺方法的流程示意图，附图2是本发明的平行翼缘斜轧孔型示意图，附图3是θ角等于90时的平行翼缘斜轧孔型示意图，附图4是本发明的万能热矫机示意图。
具体实施例方式
实施例1、在Φ5502+Φ5001三辊横列式轧机上生产H150X75(属于窄边H型钢)，轧机共有三架，辊身长度均为1500mm，每个轧辊上可配置四个孔型。工艺方案如下所述。
采用的钢坯为150×150的方坯，切深孔有三个，延伸孔4个，均采用本发明的平行翼缘实施例1、在Φ5502+Φ5001三辊横列式轧机上生产H150X75(属于窄边H型钢)，轧机共有三架，辊身长度均为1500mm，每个轧辊上可配置四个孔型。工艺方案如下所述。
采用的钢坯为150X150的方坯，切深孔有三个，延伸孔4个，均采用本发明的平行翼缘弯边斜轧孔型，另插入两个轧边道次，共轧制9道次，得到腿部厚度基本均匀的中间轧件，进入开口方向相反的两个平行直腿斜轧孔型，得到符合标准的H1507557产品。
主要的孔型尺寸为轧边孔腿端宽度为7mm，腿高37mm。
平行直腿斜轧孔成品孔开口腿厚6.8mm，闭口腿高35mm，腿腰延伸比为1.06，孔型倾斜角α取值6；成品前孔开口腿厚6.9mm，闭口腿高35.5mm，腿腰延伸比为1.05，孔型倾斜角α取值6。
实施例2、在Φ5502+Φ5001三辊横列式轧机上生产H10010068(属于宽边H型钢)，轧机共有三架，辊身长度均为1500mm，每个轧辊上可配置四个孔型。工艺方案为以150×150的方坯为原料，经加热后，用普通二辊轧机(或三辊轧机)上经过3道次的切深孔轧制，进入由5个平行翼缘孔型构成的延伸孔型系统进行延伸轧制；然后经过一个轧边孔对腿高和腿端形状进行控制和修正；再把轧件在平行翼缘弯腿斜轧孔型中轧制，得到θ角大于90时的H型钢，最后经过万能热矫机将弯腿校正制得成品H型钢。
万能热矫机由连接主传动的两个立辊和两个可以被动转动的水平辊构成，两个立辊和两个水平辊均为平辊，四个辊之间形成H形的孔型通道，左右立辊和上下水平辊均安装了可以调整开口度的螺旋千斤装置。万能热矫机的水平辊的两侧壁与辊面垂直，辊缘圆角与H型钢的腿根圆角相同，宽度与H型钢的内宽相同。螺旋千斤装置可以是由手动或电动的蜗轮蜗杆减速机构驱动的丝杠构成。
万能热矫机的基本结构参见附图4主传动包括依次连接的可调速电机1、减速机2、三齿轮组3、万向传动轴4组成，5为立辊，6是水平辊。
主要的孔型尺寸为轧边孔腿高48mm。
平行弯腿斜轧孔成品孔开口腿厚7.8mm，闭口腿高47mm，腿腰延伸比为1.04。成品前孔开口腿厚7.9mm，闭口腿高47.5mm，腿腰延伸比为1.05。孔型倾斜角α取值6，θ角取95。
权利要求
1.一种用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法，其特征是以方坯、矩形坯或异形坯经加热后，在普通三辊轧机(或二辊轧机)上首先进行切深轧制，再进入普通三辊轧机(或二辊轧机)上的由平行翼缘斜轧孔型构成的延伸孔型系统和精轧孔型系统进行轧制，在延伸孔型系统和精轧孔型系统中间增加1到2个轧边孔，延伸孔型系统和精轧孔型系统均采用如图2、图3所示的平行翼缘斜轧孔型；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角大于90时，得到近终形H型钢，再经过万能热矫机得到H型钢成品；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角为90时(见图3)，直接轧出H型钢产成品。
2.一种用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法所用的万能热矫机，其特征是由连接主传动的两个立辊和两个可以被动转动的水平辊构成，两个立辊和两个水平辊均为平辊，四个辊之间形成H形的孔型通道；水平辊的两侧壁与辊面垂直，辊缘圆角与H型钢成品相同；左右立辊和上下水平辊均安装了可以调整开口度的螺旋千斤装置。
3.根据权利要求1所述的用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法所采用的平行翼缘斜轧孔型，其特征是开口槽的内外侧壁互相平行，其孔型倾斜角α依据翼缘宽度、腰高等尺寸形状取值范围一般为4~36，腿的弯折角度θ一般取90~112，构成开口槽的两个侧壁相平行(KL∥MN)；也可以使腿根厚度略大于腿尖厚度，即构成开口腿的内外侧壁近似平行，成闭口槽的内侧壁腿根处与轧件留有间隙，且不可以出现负斜度。
4.根据权利要求2所述的用普通的三辊轧机(或二辊轧机)轧制H型钢的工艺方法所用的万能热矫机，其特征是水平辊的宽度与所矫正的H型钢的内宽相同。
全文摘要
本发明涉及一种用三辊轧机或二辊轧机轧制H型钢的工艺方法，属于金属压力加工技术领域。简化了H型钢的生产设备和工艺，其特征是以方坯、矩形坯等经加热后，在三辊轧机上进行切深，再进入普通三辊或二辊轧机的延伸孔型系统和精轧孔型系统进行轧制，在延伸孔型系统和精轧孔型系统中间增加1到2个轧边孔，延伸孔型系统和精轧孔型系统均由平行翼缘斜轧孔型构成；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角大于90时，得到近终形H型钢，再经过万能热矫机得到H型钢成品；当精轧成品孔K1、准成品孔K2孔的θ角为90时，直接轧出H型钢产成品。本方法，不必对现有设备进行任何改造，就可以在普通的三辊轧机或二辊轧机上实施。具有明显的经济效益。
文档编号B21B1/08GK1504277SQ02135948
公开日2004年6月16日 申请日期2002年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者李宝安 申请人:李宝安