一种轧制H型钢粗轧轧机孔型的制作方法

一种轧制h型钢粗轧轧机孔型
技术领域
1.本发明属于热轧型钢轧制技术领域，尤其涉及一种轧制h型钢粗轧轧机孔型。


背景技术：

2.h型钢是一种新型经济建筑用钢 ,在众多领域有着广泛的应用。h型钢截面形状经济合理、力学性能好，在轧制时，截面上各点延伸较均匀、内应力小；与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40％。又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成结构件，可节约焊接、铆接工作量达25％；常用于要求承截能力大、截面稳定性好的大型建筑以及装配式钢结构等。
3.轧制h型钢时，小型h型钢多采用全连轧布置，中型h型钢多采用半连轧布置，大型h型钢多采用可逆轧制布置。小型线多采用方坯轧制，中型线多采用矩形坯轧制，大型线多采用异型坯轧制。无论是哪种坯料生产，加热炉温度和粗轧轧制道次均成为制约生产效率的瓶颈，所以有效的降低加热炉温度、在炉时间、减少轧制道次就显得尤为重要。
4.在轧制中型h型钢、选取矩形坯料时，一般坯料与成品的压缩比应在4:1以上，坯料高度与成品翼缘高度应在1.6:1以上，这样轧制200mm翼缘的矩形坯高度要在320mm以上；加热炉加热大矩形坯需要较高温度和较长在炉时间，粗轧需要轧制9道或7道，大大降低率生产效率。所以亟待出现一种轧机孔型结构来提高生产效率。


技术实现要素：

5.本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种轧制h型钢粗轧轧机孔型。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，由粗轧轧机的上水平辊和下水平辊拼合而成，轧机孔型包括闭口孔、位于闭口孔左侧异形孔。
7.所述闭口孔包括结构相同的第一闭口孔与第二闭口孔，且第一闭口孔与第二闭口孔通过第一水平连通孔相连通。
8.所述异形孔包括结构相同的第一异形孔与第二异形孔，所述第一异形孔与第二异形孔通过第二水平连通孔相连通。
9.所述闭口孔与异形孔间不连通。
10.进一步地，所述闭口孔与异形孔间设置有具有闭合点的型腔通道。
11.更进一步地，所述型腔通道包括弧形段、水平段；所述弧形段由上下两线段组成，且上下两线段间至少存在一个接触点，形成闭合点。
12.由上，闭口孔：进一步地，所述第一闭口孔与第二闭口孔均为相对中心线镜像设置的对称图像。
13.更进一步地，所述第一闭口孔与第二闭口孔均包括第一侧壁、第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁之间设置有顶部弧边、底部弧边；所述顶部弧边的一侧与水平段相连，顶部弧边的另一侧与第一水平连通孔相连；所述底部弧边的一侧通过第一水平翼边与第一侧壁相连，所述底部弧边的另一侧通过第二水平翼边与第二侧壁相连；第一侧壁的第一端与水平
段相连，第一侧壁的第二端与第一水平翼边相连；第二侧壁的第一端与第一水平连通孔相连，第二侧壁的第二端与第二水平翼边相连。
14.更进一步地，所述顶部弧边与水平段的连接处设置有第一内圆角r1，顶部弧边与第一水平连接孔的连接处设置有第二内圆角r2；所述底部弧边与第一水平翼边的连接处设置有第三内圆角r3，底部弧边与第二水平翼边的连接处设置有第四内圆角r4；所述第一侧壁与水平段的连接处设置第一外圆角r7，第一侧壁与第一水平翼边的连接处设置第五内圆角r5；所述第二侧壁与第一水平连通孔的连接处设置第二外圆角r8，第二侧壁与第二水平翼边的连接处设置第六内圆角r6。
15.更进一步地，所述第一侧壁或第二侧壁与分模线的夹角为95-110度。
16.更进一步地，顶部弧边与底部弧边相对设置，且两弧边的弯曲方向均背离分模线。
17.更进一步地，所述顶部弧边的圆弧半径为200mm-400mm。
18.异形孔：进一步地，所述第一异形孔与第二异形孔均包括两侧的翼缘孔、位于两翼缘孔中间的腹板孔，所述腹板孔的顶边与底边均采用弧形边。
19.更进一步地，弧形顶边与弧形底边相对设置，且两弧形边的弯曲方向均背离分模线。
20.更进一步地，所述弧形边的圆弧半径为200mm-400mm。
21.与现有技术相比本发明有益效果。
22.本发明轧制h型钢粗轧轧机孔型改进了常规孔型系统的模式，其降低加热温度，减少在炉时间，减少粗轧道次，实现粗轧三道次轧制或五道次轧制。采用新型高效孔型，实现h型钢高产、低耗，大大提高生产效率。
附图说明
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
24.图1是具体实施例中轧制h型钢粗轧轧机孔型的结构示意图。
25.图2是异形孔结构示意图。
26.图3是闭口孔结构示意图。
27.图4是异形孔弧形顶边与弧形底边的圆弧半径示意图。
28.图5是异形孔内金属流动示意图。
29.图6是闭口孔顶部弧边圆弧半径与侧壁倾斜度示意图。
30.图7是闭口孔金属流动示意图。
31.图中，1为上水平辊、2为下水平辊、3为第一异形孔、4为第二异形孔、5为第一闭口孔、6为第二闭口孔、7为第一侧壁、8为第二侧壁、9为第一水平连通孔、10为第二水平连通孔、11为顶部弧边、12为底部弧边、13为型腔通道、14为闭合点、15为分模线、16为弧形顶边、17为弧形底边、18为第一水平翼边、19为第二水平翼边、20为水平段、21为弧形段。
具体实施方式
32.如图1-7所示，具体实施例：由粗轧轧机的上水平辊1和下水平辊2拼合而成，轧机孔型包括闭口孔、位于闭口孔左侧异形孔；所述闭口孔包括结构相同的第一闭口孔5与第二
闭口孔6，且第一闭口孔5与第二闭口孔6通过第一水平连通孔9相连通；所述异形孔包括结构相同的第一异形孔3与第二异形孔4，所述第一异形孔3与第二异形孔4通过第二水平连通孔10相连通；所述闭口孔与异形孔间不连通。
33.本发明包括粗轧孔，粗轧轧孔包括闭口孔和异形孔，利用粗轧孔实现三道次轧制或五道次轧制。
34.图1包括上水平辊1、下水平辊2。采用闭口孔和异形孔组合，且每个孔型布置2个相同孔，有效利用轧辊，使过钢量翻倍。使矩形坯形成h型钢的雏形，即h型坯料。该异形孔由上下2个轧辊开槽组合成上下对称的h型，避免成品h型钢出现腹板中心偏斜。
35.优选地，所述闭口孔与异形孔间设置有具有闭合点14的型腔通道13。所述型腔通道13包括弧形段21、水平段20；所述弧形段21由上下两线段组成，且上下两线段间至少存在一个接触点，形成闭合点14。
36.由上，闭口孔：所述第一闭口孔5与第二闭口孔6均为相对中心线镜像设置的对称图像。所述第一闭口孔5与第二闭口孔6均包括第一侧壁7、第二侧壁8，第一侧壁7与第二侧壁8之间设置有顶部弧边11、底部弧边12；所述顶部弧边11的一侧与水平段20相连，顶部弧边11的另一侧与第一水平连通孔9相连；所述底部弧边12的一侧通过第一水平翼边18与第一侧壁7相连，所述底部弧边12的另一侧通过第二水平翼边19与第二侧壁8相连；第一侧壁7的第一端与水平段20相连，第一侧壁7的第二端与第一水平翼边18相连；第二侧壁8的第一端与第一水平连通孔9相连，第二侧壁8的第二端与第二水平翼边19相连。
37.优选方案一：所述顶部弧边11与水平段20的连接处设置有第一内圆角r1，顶部弧边11与第一水平连接孔的连接处设置有第二内圆角r2；所述底部弧边12与第一水平翼边18的连接处设置有第三内圆角r3，底部弧边12与第二水平翼边19的连接处设置有第四内圆角r4；所述第一侧壁7与水平段20的连接处设置第一外圆角r7，第一侧壁7与第一水平翼边18的连接处设置第五内圆角r5；所述第二侧壁8与第一水平连通孔9的连接处设置第二外圆角r8，第二侧壁8与第二水平翼边19的连接处设置第六内圆角r6。
38.优选方案二：所述第一侧壁7或第二侧壁8与分模线15的夹角为95-110度。闭口孔采用大侧壁斜度，有效的将金属向翼缘流动，弥补翼缘压缩比小。侧壁斜度在95-110度之间，通常设计一般在95度以下（现有技术）。通过大侧壁斜度设计，降低变形抗力，大大减少了金属变形的能量消耗，使金属有效的流动到翼缘上，通过这样的闭口孔轧制，将铸造状态的粗大晶粒破碎，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，有效改善原始坯料比例不足，降低了应力集中的问题，对于增强产品性能具有良好的作用。
39.优选方案三：顶部弧边11与底部弧边12相对设置，且两弧边的弯曲方向均背离分模线15。所述顶部弧边11的圆弧半径为200mm-400mm。
40.异形孔：所述第一异形孔3与第二异形孔4均包括两侧的翼缘孔、位于两翼缘孔中间的腹板孔，其中，翼缘孔同现有技术中翼缘孔的孔型；改进点之一在于：所述腹板孔的顶边与底边均采用弧形边。弧形顶边16与弧形底边17相对设置，且两弧形边的弯曲方向均背离分模线15。所述弧形边的圆弧半径为200mm-400mm。
41.2种孔腹板处均采用大圆弧过度（即弧形边）；圆弧在半径200-400mm之间，这样有效的使腹板处金属向翼缘上流动，使翼缘处完全充满孔型。
42.工作过程：
步骤1、本发明为半连轧粗轧孔型，适用于腹板高度400mm，翼缘宽度200mm的及以下所有范围内的h型钢。
43.步骤2、选用坯料高度与成品翼缘高度比例在1.15:1左右，进行坯料优化，减少轧制道次，比如200mm翼缘宽度，坯料选230mm。
44.步骤3、将矩形坯经加热炉加热至1260～1300℃。
45.步骤4、将加热后的矩形坯送至本发明的孔型中进行往返轧制，轧制温度为1150-1250℃，首先在bd-1k轧制2-3个道次，在移至bd-2k进行1-2道次轧制。
46.步骤5、轧制成的h型送往后续工艺进行连轧（精轧）轧制。
47.具体来说，粗轧只经过这两道孔型轧制即可，历经两道工序的好处可以有效的缩减轧制道次，粗轧3或5道次完成轧制，既有效的提高生产节奏，又可以有效的保证连轧的开轧温度。
48.第一道bd-1k轧制的作用：把矩形坯不均匀变形，强迫宽展，初轧成上下不对称左右对称的h型，且又限制h型的高度和宽度，得到要轧制的h型钢型号所需的高度和宽度尺寸。
49.第二道bd-2k轧制的作用：使其均匀变形，将不对称的h型变成上下左右对称的h型，，形成h型钢的雏形，为连轧（精轧）提供合格的坯料。
50.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。