一种轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型的制作方法

本实用新型涉及型钢轧制领域，具体涉及一种轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型及轧制方法，是一种全新孔型开发及轧制方法，其提高型钢钢产量及轧制稳定性。

背景技术：

目前，H型钢热轧生产过程中应用较为高效、广泛的工艺为：采用异型坯作为坯料，在两辊式粗轧机进行多道次往复式粗轧轧制(开口平轧和开口立轧)，制得中间品，然后进入万能精轧机组进行多道次往复精轧轧制，最终完成成品轧制生产。其中，每种异型坯都需要轧制生产出多种规格的H型钢产品，这就需要通过不同的粗轧机孔型系统，完成坯料的轧制，轧制出精轧工序所需要的不同形状和尺寸的中间品，因此，中间品的质量会极大的影响最终轧制出的产品的形状、尺寸和质量。

粗轧轧制过程主要包括开口立轧(如图1所示)和开口平轧(如图2所示，该常规开口平扎孔型由两个翼缘孔和一个腹板孔组成)，其中开口立轧主要是在轧制前期道次中对异型坯的腰部尺寸进行加工压缩，以适应开口平轧的咬入轧制，主要的轧制变形延伸均在开口平轧过程中。

在使用异型坯轧制某些翼缘宽度小、腹板高度较大(一般腹板高度与翼缘宽度之比大于2.0)的窄翼缘H型钢产品时，由于翼缘的变形较大，粗轧轧制的开口平轧完成后会出现腹板延伸不足而翼缘延伸较大的情况，导致中间品出现无“舌型端部”的情况(舌型端部是指H型钢翼缘、腹板端部的抛物线形的形状)，这样会导致下一精轧工序的精轧机无法正常咬入，甚至导致堆钢，对轧钢生产的正常进行产生较大的影响，导致生产产品的质量稳定性较差。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有的某些窄翼缘H型钢规格在粗轧生产过程中出现的腹板延伸不足，无“舌型端部”的问题，提供一种轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型及轧制方法，本实用新型提供的技术方案能够在粗轧轧制过程中，增加腹板的延伸，使中间品具有“舌型端部”，以提高粗轧过程开口平轧孔型的产品质量。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为粗轧轧制的中间孔型，该粗轧机开口平轧孔型位于粗轧轧制过程中常规立轧孔型和常规平轧孔型的中间。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，由粗轧机的上辊和下辊拼合而成，所述开口平轧孔型是沿轴线BB对称的孔型，所述开口平轧孔型的水平中心线为AA，所述水平中心线AA与所述轴线BB垂直；所述开口平轧孔型包括翼缘孔、腹板孔和凸台孔，其中：

所述翼缘孔由第一翼缘孔和第二翼缘孔组成，所述腹板孔和所述凸台孔均位于所述第一翼缘孔和第二翼缘孔之间；

所述腹板孔由第一腹板孔和第二腹板孔组成，所述第一腹板孔的一端与所述第一翼缘孔连接，所述第二腹板孔的一端与所述第二翼缘孔连接；

所述凸台孔的一端与所述第一腹板孔的另一端连接，所述凸台孔的另一端与所述第二腹板孔的另一端连接。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述凸台孔是沿所述水平中心线AA对称的孔型。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，在所述水平中心线AA的上方的所述凸台孔的孔型依次包括第一侧壁、凸台孔底边和第二侧壁；在所述第一侧壁与所述凸台孔底边的连接处设置有第一内圆角；在所述第二侧壁与所述凸台孔底边的连接处设置有第二内圆角。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一侧壁与所述第一腹板孔的连接处设置有第一外圆角；所述第二侧壁与所述第二腹板孔的连接处设置有第二外圆角。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一侧壁与所述水平中心线AA的夹角为30～60°；所述第二侧壁与所述水平中心线AA的夹角为30～60°。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一腹板孔的底边与第二腹板孔的底边位于同一水平线上；

所述凸台孔底边与所述第二腹板孔的底边的高度差距离L5为10～30mm。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一腹板孔的底边长度和第二腹板孔的底边长度相等；所述凸台孔底边长度L2为所述第二腹板孔的底边长度L4的2～4倍；

所述第一翼缘孔的高度和第二翼缘孔的高度相等；所述凸台孔的高度为L3，所述第二翼缘孔的高度为L6，且

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一内圆角和第二内圆角的圆周半径R1为2～10mm；所述第一外圆角和第二外圆角的圆周半径R2为5～20mm。

在如上所述的轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，优选地，所述第一内圆角和第二内圆角的圆周半径R1为4～6mm；所述第一外圆角和第二外圆角的圆周半径R2为7～15mm。

一种包括如上所述的粗轧机开口平轧孔型的H型钢的轧制方法，该轧制方法包括如下操作步骤：

1)采用两辊式粗轧机对异型坯进行粗轧：异型坯先经常规开口立轧轧制后，再经由权利要求1所述的粗轧机开口平轧孔型进行轧制，从而得到带有凸台的腹板孔型；之后将得到的带有凸台的腹板孔型的钢坯再进行粗轧机常规平轧孔型轧制；完成粗轧过程，从而轧制出进入精轧机机组所需的轧件，即中间品；

2)将步骤1)制得的中间品送入精轧机机组进行精轧，最终制得H型钢产品。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

相比现有技术中轧制H型钢的粗轧机孔型(常规立轧孔型和常规平轧孔型)，本实用新型增加了一个新的孔型为粗轧机开口平轧孔型，该孔型带有腹板凸台孔；钢坯经过本实用新型的粗轧机开口平轧孔型轧制后，腹板的横截面积增大，平均厚度增大，钢坯的腹板金属量显著增加，为下道粗轧制工序中腹板的轧制延伸创造更有利条件。经过下道粗轧常规平轧孔的轧制，凸台逐渐消失(因为常规平轧孔不带有凸台孔)，同时因腹板金属量的增加，腹板的变形增大，腹板延伸增加，腹板长度也相应的增加并大于翼缘的长度，使得中间品得到“舌型端部”。本实用新型在现有粗轧轧制的两类孔型基础上增设新的开口平轧孔型，解决了异型坯粗轧后无“舌型端部”的缺陷；本实用新型消除了因中间品无“舌型端部”，而导致精轧机无法咬入或堆钢现象，实现了H型钢的高效稳定生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为现有技术中粗轧机孔型系统的立轧孔型示意图；

图2为现有技术中粗轧机孔型系统的平轧孔型示意图；

图3为本实用新型上下轧辊装配成的H型钢用粗轧机开口平轧孔型的示意图；

附图标记说明：1-第一翼缘孔；2-凸台孔；21-第一侧壁；22-第二侧壁；23-凸台孔底边；3-第二翼缘孔；4-第二腹板孔；41-第二腹板孔的底边；5-第一腹板孔。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种轧制H型钢用粗轧机开口平轧孔型，由粗轧机的上辊和下辊拼合而成即由粗轧机的上辊和下辊的轧槽形成，该开口平轧孔型是沿轴线BB对称的孔型，开口平轧孔型的水平中心线为AA，水平中心线AA与轴线BB垂直；开口平轧孔型包括翼缘孔、腹板孔和凸台孔2，其中：翼缘孔由第一翼缘孔1和第二翼缘孔3组成，腹板孔和凸台孔2均位于第一翼缘孔1和第二翼缘孔3之间。腹板孔由第一腹板孔5和第二腹板孔4组成，第一腹板孔5的一端与第一翼缘孔1连接，第二腹板孔4的一端与所述第二翼缘孔3连接。凸台孔2的一端与所述第一腹板孔5的另一端连接，凸台孔2的另一端与第二腹板孔4的另一端连接。

在本实用新型的实施例中，该开口平轧孔型沿水平中心线AA对称，即是本实用新型中翼缘孔、腹板孔和凸台孔2均是沿水平中心线AA对称的孔型。本实用新型实施例中的第一翼缘孔1和第二翼缘孔3是现有技术中的两个翼缘孔，相比于现有技术中粗轧轧制过程中常规的平轧孔型(由翼缘孔和腹板孔组成)，本实用新型的粗轧机开口平轧孔型还具有凸台孔2；本实用新型增加凸台孔2，是为了使钢坯经过本实用新型的粗轧机开口平轧孔型轧制后，腹板的横截面积增大，平均厚度增大，钢坯的腹板金属量显著增加，为下道粗轧制工序中腹板的轧制延伸创造更有利条件；本实用新型的粗轧机开口平轧孔型位于粗轧轧制过程中常规立轧孔型和常规平轧孔型的中间。

在本实用新型的实施例中，轴线BB位于凸台孔2的中心位置处。

在本实用新型的实施例中，在水平中心线AA的上方的凸台孔2的孔型依次包括第一侧壁21、凸台孔底边23和第二侧壁22。为了使凸台孔底边23和侧壁的连接处无棱角，更圆滑过渡，本实施例还在第一侧壁21与凸台孔底边23的连接处设置有第一内圆角；在第二侧壁22与凸台孔底边23的连接处设置有第二内圆角。第一侧壁21与第一腹板孔5的连接处设置有第一外圆角；第二侧壁22与第二腹板孔4的连接处设置有第二外圆角。

为了使本实用新型实施例中提供的粗轧机开口平轧孔型的腹板的横截面积增大，平均厚度增大，钢坯的腹板金属量显著增加，为下道粗轧制工序中腹板的轧制延伸创造更有利条件。本实施例的孔型做了如下的数值设计：

在本实用新型的实施例中，将孔槽设置成具有一定的斜度，即第一侧壁21、第二侧壁22均分别与水平中心线设置成具有一定的夹角的结构，该结构设置方式有利于在轧制时坯料易脱槽、同时减少轧辊车削量，增加使用寿命；本实施例将第一侧壁21与水平中心线AA的夹角为30～60°；第二侧壁22与水平中心线AA的夹角为30～60°。这是因为当侧壁与水平中心线的夹角角度过大(大于60°)时，坯料脱槽以及增加轧辊使用寿命的作用效果会较差，而且易在后期平轧过程中，将凸台压下，形成折叠缺陷；当侧壁与水平中心线的夹角角度过小时(小于30°)，凸台孔会使腹板增加的金属量较少，不能有效的起到增加腹板延伸的作用。

在本实用新型的实施例中，第一腹板孔5的底边与第二腹板孔的底边41位于同一水平线上；凸台孔底边23与第二腹板孔的底边41的高度差距离L5为10～30mm。本实施例将凸台孔底边与腹板孔底边的高度差设定为10-30mm是基于实际的轧制条件，当高度差大于30mm时，后期的平轧道次轧制负荷较大，甚至超过负荷上限；当高度差低于10mm时，轧制时腹板增加的金属量较少，不能很好的起到增加腹板延伸的作用。

在本实用新型的实施例中，第一腹板孔5的底边长度和第二腹板孔的底边41长度相等；凸台孔底边23长度L2为第二腹板孔的底边41长度L4的2～4倍，本实施例中的此设置方式是为了确保腹板孔底边长度L4的尺寸范围更加有利于轧制及得到高质量的轧件，这是因为当长度L4尺寸太小时凸台孔与翼缘孔间距太小，不利于轧制过程中金属量的流动控制以及轧辊的使用寿命；当长度L4尺寸太大时，会导致凸台孔底边长度L2长度变短，腹板增加的金属量较少，不能很好的起到增加腹板延伸的作用；本实施例经过多次创造性的试验调整将凸台孔底边23长度L2设定为第二腹板孔的底边41长度L4的2～4倍。优选地，凸台孔底边23长度L2为第二腹板孔的底边41长度L4的2～3倍。第一翼缘孔1的高度和第二翼缘孔3的高度相等。凸台孔2的高度为L3，第二翼缘孔3的高度为L6，且L6＞L3。

当凸台孔的高度太高，将会导致腹板平均厚度增大，后期很难通过平轧将凸台压平，因此，在本实用新型的实施例中，优选地，凸台孔2的总高度不高于翼缘孔总高度的一半，即是

此外，本实用新型实施例中的凸台孔2的总长度L1，凸台孔底边23长度L2，且L1＞L2。

本实用新型将孔型的连接处均设定为圆角过渡是为了防止轧制时轧件角部急剧冷却，也为了减少角部裂纹的发生概率；同时使槽底应力集中减弱，改善轧辊强度；还可以调整孔型的展宽余地，防止产生耳子；通过改变圆角尺寸，可以改变孔型的实际面积和尺寸，以调整轧件在孔型中的变形量和充满度。因此，在本实用新型的实施例中，第一内圆角和第二内圆角的圆周半径R1为2～10mm；第一外圆角和第二外圆角的圆周半径R2为5～20mm。优选地，第一内圆角和第二内圆角的圆周半径R1为4～6mm。优选地，第一外圆角和第二外圆角的圆周半径R2为7～15mm。

在本实用新型的实施例中，凸台孔2是沿在水平中心线AA对称的孔型，即水平中心线AA的下方的凸台孔2形状、尺寸大小与在水平中心线AA的上方的凸台孔2形状、尺寸大小一样。

使用本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型轧制后，再经过下道粗轧常规平轧孔的轧制，凸台会逐渐消失(因为常规平轧孔不带有凸台孔2)，同时因腹板金属量的增加，腹板的变形增大，腹板延伸增加，腹板长度也相应的增加并大于翼缘的长度，使得中间品得到“舌型端部”。

下面具体说明本实用新型的一种H型钢的轧制方法。

一种包括本实用新型实施例的粗轧机开口平轧孔型的H型钢的轧制方法，该轧制方法包括如下操作步骤：

1)采用两辊式粗轧机对异型坯进行粗轧：异型坯先经常规开口立轧轧制后，再经由本实用新型中的粗轧机开口平轧孔型(1-2个)进行轧制，从而得到带有凸台的腹板孔型；之后将得到的带有凸台的腹板孔型的钢坯再进行粗轧机常规平轧孔型轧制；完成粗轧过程，从而轧制出进入精轧机机组所需的轧件，即中间品；

2)将步骤1)制得的中间品送入精轧机机组进行精轧，最终制得H型钢产品。

实施例1

一种热轧H型钢的生产工艺，粗轧采用两辊轧机，钢坯采用异型坯，粗轧孔型由常规开口立轧孔型、本实用新型提供的开口平轧孔型、常规开口平轧孔型的三种孔型组成。

本实用新型提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为30°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为30mm。凸台孔底边23的长度L2为80mm，第二腹板孔的底边41长度L4为40mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。

基于上述粗轧机孔型的H型钢的热轧方法，包括以下步骤：

1)采用两辊式粗轧机对异型坯进行粗轧，粗轧阶段，异型坯经常规立轧后，然后由1个本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型进行轧制，得到带有凸台的腹板。

2)将步骤1)得到的带有凸台的腹板钢坯送入粗轧机常规平轧孔型进行粗轧，并完成粗轧过程，得到中间品。

3)将步骤2)中制得的中间品送入精轧机进行精轧，最终制得H型钢产品。

实施例2

一种热轧H型钢的生产工艺，粗轧采用两辊轧机，钢坯采用异型坯，粗轧孔型由常规开口立轧孔型、本实用新型提供的开口平轧孔型、常规开口平轧孔型的三种孔型组成。

本实用新型提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为60°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为20mm。凸台孔底边23的长度L2为120mm，第二腹板孔的底边41长度L4为40mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。

基于上述粗轧机孔型的H型钢的热轧方法，包括以下步骤：

1)采用两辊式粗轧机对异型坯进行粗轧，粗轧阶段，异型坯经常规立轧后，然后由2个本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型进行轧制，得到带有凸台的腹板。

2)将步骤1)得到的带有凸台的腹板钢坯送入粗轧机常规平轧孔型进行粗轧，并完成粗轧过程，得到中间品。

3)将步骤2)中制得的中间品送入精轧机进行精轧，最终制得H型钢产品。

实施例3

本实施例中提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为45°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为30mm。凸台孔底边23的长度L2为100mm，第二腹板孔的底边41长度L4为40mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。其他设置与实施例2中相同，在此不再赘述。

实施例4

本实施例中提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为30°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为30mm。凸台孔底边23的长度L2为100mm，第二腹板孔的底边41长度L4为50mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。其他设置与实施例1中相同，在此不再赘述。

实施例5

本实施例中提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为60°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为20mm。凸台孔底边23的长度L2为150mm，第二腹板孔的底边41长度L4为50mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。其他设置与实施例2中相同，在此不再赘述。

实施例6

本实施例中提供的开口平轧孔型带有凸台孔2，凸台孔2的第一侧壁21与孔型的水平中心线AA线的夹角为45°，凸台孔底边23与第二腹板孔4底边的高度差距离L5为30mm。凸台孔底边23的长度L2为125mm，第二腹板孔的底边41长度L4为50mm。本实用新型提供的粗轧机开口平轧孔型为轧制的中间孔型，位于常规立轧孔型以及常规平轧孔型的中间。其他设置与实施例2中相同，在此不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实用新型增加了一个新的孔型为粗轧机开口平轧孔型，该孔型带有腹板凸台孔2；钢坯经过本实用新型的粗轧机开口平轧孔型轧制后，腹板的横截面积增大，平均厚度增大，钢坯的腹板金属量显著增加，为下道粗轧制工序中腹板的轧制延伸创造更有利条件。

2、经过本实用新型提供的新孔型轧制后，再经过下道粗轧常规平轧孔的轧制，凸台逐渐消失(因为常规平轧孔不带有凸台孔2)，同时因腹板金属量的增加，腹板的变形增大，腹板延伸增加，腹板长度也相应的增加并大于翼缘的长度，使得中间品得到“舌型端部”。

3、本实用新型消除了因中间品无“舌型端部”，而导致精轧机无法咬入或堆钢现象的问题缺陷，实现了H型钢的高效稳定生产。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。