一种中大型薄规格热轧H型钢及其生产方法与流程

文档序号:34048979发布日期:2023-05-05 15:22阅读:65来源:国知局

本发明属于热轧型钢产品生产,更具体的说,是一种中大型薄规格热轧h型钢的生产方法。


背景技术:

1、h型钢由一块腹板和两块翼缘组成,采用异型坯生产热轧h型钢时,其翼缘和腹板的延伸率通常存在一定的差距,即部分规格热轧h型钢的翼缘延伸率大于腹板,部分规格热轧h型钢的翼缘延伸率小于腹板,这种腹板和翼缘的延伸率之差通常会导致腹板和翼缘之间存在拉应力或压应力,尤其是对于薄规格热轧h型钢,这种拉、压应力足以导致腹板或翼缘产生浪形。由于腹板或翼缘浪形缺陷的困扰,导致薄规格热轧h型钢产品的研发生产一直停滞不前,目前h值小于400mm的热轧h型钢翼缘最小厚度为6mm~9mm,腹板最小厚度为8mm~13mm;对于h值大于400mm的中型及大型规格热轧h型钢,腹板和翼缘厚度基本都在10mm以上,尤其对于h值大于900mm的大型热轧h型钢,其翼缘和腹板的最小厚度分别为23mm、15mm。h值指的是h型钢的腹板高度值和两个翼缘厚度值之和。此外,随着热轧h型钢厚度的变薄和h值的增大,轧制压力会显著提升,造成轧制设备负荷过大甚至无法生产,对于一些超出标准厚度范围的中大型薄规格h型钢,主要通过焊接进行制作。

2、2021年1月22日公开的公开号为cn112246880a的的专利文献,公开了一种基于前馈一中间窜辊补偿的二十辊轧机板形优化控制方法,通过采集数据、实时前馈,进而自动调整中间窜辊补偿量等参数,从而改善钢板的板形浪,该方法有效降低了操作人员的操作难度和劳动强度;提高了带钢产品的质量、确保了轧制新钢种生产的稳定性。但该发明所提到的生产设备和方法不适用薄规格热轧h型钢生产,因为热轧h型钢万能机组的水平辊数量有限,且无法实现窜辊。

3、2021年1月1日公开的公开号为cn112157139a的专利文献,公开了一种依靠板型仪参数设置自动调节过平整机带钢板型的方法,通过调整工作辊和支撑辊的弯辊量并结合cvc窜辊对板带钢的板形浪进行控制,而热轧h型钢万能机组的水平辊数量有限,且无法实现弯辊和窜辊操作,因此该发明所提到的生产设备和方法不适用薄规格热轧h型钢生产。

4、2020年4月21日公开的公开号为cn111036674a的专利文献,公开了一种高强超薄h型钢及制备方法。该发明专利提出采用特定的孔型设计技术,在粗轧阶段对矩形坯进行大压下、小宽展、预成型,将矩形坯在粗轧段尽可能的轧制成翼缘和腹板更加协调的中间坯,从而在精轧过程中减少翼缘和腹板的延伸差,从而改善或消除翼缘和腹板延伸差所带来的的h型钢外形波浪。该方法适用于矩形坯,而矩形坯目前只能用于一些小规格热轧h型钢的生产,对于采用异型坯生产中大型薄规格热轧h型钢不适用,因为异型坯为了考虑生产可行性,通常坯型规格有限,难以做到坯型和成品规格一一对应,且在粗轧段只对异型坯的腹板厚度和h值进行加工,对异型坯的翼缘厚度无法加工,导致腹板和翼缘在万能轧制时的延伸率之差难以消除。

5、2014年6月4日公开的公开号为cn103831295a的专利文献,公开了一种带肋h型钢的轧制设备及生产方法。通过在万能机组水平辊圆角处间断性的刻槽,来提升h型钢的承载力,同时提升h型钢与混凝土的握裹力。该方法对中大型薄规格热轧h型钢的腹板或翼缘浪无实际作用。因此,该方法不能用于解决中大型薄规格热轧h型钢波浪。

6、2017年8月11日公开的公开号为申请号为cn 107035074 a的专利文献,公开了一种热轧花纹h型钢及其轧辊及生产方法。本发明专利所提的花纹主要是增加摩擦力,用于楼板、台阶或与混凝土结合使用,其花纹形状对薄规格热轧h型钢的翼缘或腹板浪具有一定的作用,但因其花纹所能提供的纵向强度微乎其微。因此,该方法不能用于改善中大型薄规格热轧h型钢波浪缺陷。

7、因此,提供一种中大型薄规格热轧h型钢的生产方法十分必要。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种中大型薄规格热轧h型钢及其生产方法,通过控制加热、轧制和冷却工艺,成功生产获得中大型薄规格热轧h型钢。

2、本发明具体技术方案如下:

3、一种中大型薄规格热轧h型钢的生产方法,包括以下步骤:

4、1)异型坯在加热炉中的加热温度控制在1260℃-1310℃,加热时间控制在160min-250min;

5、2)开坯段轧制温度控制在1240℃-1290℃,万能段轧制温度控制在1200℃-1250℃;

6、3)在冷床之前,对h型钢进行热矫直。

7、步骤1)中,控制加热温度和时间,确保后续轧制过程中轧件的温度满足要求;控制加热温度和加热时间,提升轧制速度,目的是为便于后续的万能轧制,主要是为了确保万能段轧制时轧制温度能够控制在1200-1250℃,从而减小变形抗力,便于轧制过程进行的同时,促进金属流动均匀性,减小腹板和翼缘之间的不均匀变形,提升h型钢形状和尺寸精度。

8、步骤2)中,开坯段轧制温度控制在1240℃-1290℃,万能段轧制温度控制在1200℃-1250℃,以减小腹板和翼缘变形不协调所导致的拉、压应力;同时,在该温度区间轧制时金属变形抗力较小,有利于减轻轧制负荷。

9、步骤2)中,合理分配万能道次轧制过程中翼缘和腹板的压下率,尽可能将压下率差值较大的变形安排在前3个道次,即前3道次的翼缘总压下率控制在40%-60%;中间道次按照随着道次数的增加将翼缘和腹板的压下率之差逐渐减小的原则进行分配,随着道次数的增加,翼缘和腹板之间的压下率之差由5%按照线性逐渐降为2%,即中间道次轧制的第一道次(为万能道次轧制的第四道次)的翼缘和腹板压下率之差为5%,中间道次轧制的最后道次翼缘和腹板压下率之差为2%;本发明控制中间道次轧制,翼缘和腹板之间的压下率之差按照y=ax+b线性降低降低,其中y为翼缘和腹板之间的压下率之差,单位为%,x为中间道次轧制的第x道次数;一般中间道次共轧制5-15道次;以中间道次轧制共轧制10个道次为例,计算如下:中间道次轧制的第1道次轧制时,x=1,y为翼缘和腹板压下率之差,取值为5%;第10个道次轧制时,x=10,此处y取值为2%;根据以上数据计算a和b的值;中间道次轧制的第2-9道次轧制时的翼缘和腹板压下率之差y,可根据x取值和计算的a、b数值进行确定。且保证中间道次轧制阶段的总压下率控制在20%-40%;后5个道次翼缘和腹板的延伸率保持一致,翼缘和腹板总压下率控制在15%-20%。此方法主要是确保轧件在温度较高的条件下变形,即前3道次完成腹板和翼缘延伸率差异较大的轧制变形,借助高温条件促进回复和再结晶过程,消除轧件内部应力。在温度相对较低的道次,即后5道次确保翼缘和腹板延伸率基本相等,确保翼缘和腹板的变形协调性更好。

10、步骤2)中,根据轧件在万能机组轧制时翼缘和腹板的延伸关系,选择合适直径的立辊和水平辊。即对于腹板延伸率大于翼缘延伸率的轧件,采用直径800mm-900mm的立辊,直径1400mm-1600mm的水平辊;对于腹板延伸率小于翼缘延伸率的轧件,采用直径1000mm-1100mm立辊,直径1000mm-1300mm的水平辊。此方法可以有效的改变轧件翼缘金属的延伸量和宽展量,进而缩小轧件翼缘与腹板的延伸率之差。

11、步骤3)中,在冷床之前,采用热矫直机,对h型钢进行热矫直,矫直温度控制在850℃-950℃,目的是利用高温段金属的塑性好、变形抗力小等优势,减小h型钢翼缘和腹板之间的拉压应力,改善或消除h型钢的波浪缺陷。之后上冷床进行自然冷却,并在冷却后按正常工序进行冷矫,矫直温度不高于100℃。

12、本发明提供的一种中大型薄规格热轧h型钢,采用以上方法生产得到。

13、所述中大型薄规格热轧h型钢的h值为400-700mm,且翼缘厚度小于20mm,或h值在900-1100mm,且翼缘厚度小于30mm的热轧h型钢。

14、与现有技术相比,本发明通过控制加热、轧制和冷却工艺,解决拉、压应力足以导致腹板或翼缘产生浪形的问题,成功生产获得中大型薄规格热轧h型钢。

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