H型鋼生產工藝

近幾十年來，隨著連鑄技術的進步和在線計算機控制軋制自動化程度的提高，H型鋼生產工藝也日益成熟。根據所采用的坯料、所采用的孔型系統和軋機種類的不同，可以有多種不同的工藝組合，當代H型鋼生產工藝共有5種可供選擇。

第一種生產工藝是采用傳統的鋼錠做原料。首先在初軋機上把鋼錠軋成矩形坯或方坯，然后將這些矩形坯或方坯加熱后送到開坯機軋制。開坯機有兩種不同的孔型系統，即閉口式孔型與開口式孔型。在閉口式孔型中，材料變形均勻，但這需要較多的孔型個數和較長的輥身長度，基于這種原因，閉口式孔型廣泛應用于生產中等斷面的型鋼；而開口式孔型則主要應用于生產具有更大腰寬和腿寬的大斷面型鋼。若欲采用期口式孔型軋制大號型鋼，則需要兩架開坯機才能在技術上取得令人滿意的效果。

鋼坯在開坯機上被軋成似“狗骨頭”狀的異第三章H型鋼形坯，然后被送到由1—2架萬能可逆粗軋機所組成的萬能粗軋機組上軋制。萬能軋機水平軋輥的碾軋和立輥的側壓，使異形坯腰厚進一步減薄，腿部變得更加尖扁。通常腿厚的壓縮量比腰部厚度壓縮量大，這可用在軋輥變形區軋件與軋輥接觸長度來解釋，凼為從動立輥與軋件的接觸長度比水平輥與軋件的接觸長度要長。在萬能精軋機架，軋件承受水平輥和立輥很小的壓縮，以及軋邊機對腿端部的矯正。

第二種生產工藝是采用連鑄矩形坯。它與第一種生產工藝的不同之處，在于不需要初軋機，而且第二種工藝生產H型鋼可以獲得比第一種工藝更高的收得率、更好的成品質量和更好的經濟效益。這種工藝唯一受到的限制是所生產的H型鋼腿較寬，因為所用連鑄坯的厚度要受連鑄機設備條件的限制。連鑄坯在型鋼廠的軋制工藝與第一種是相同的。

第三種生產工藝是采用連鑄異形坯。其優勢是采用一種或少量幾種連鑄異形坯就可以生產全部尺寸的H型鋼，這要在開坯機上采用寬展法才能達到，其孔型可用閉口式，也可用開口式。與前兩種工藝相比，這種生產工藝的孔型數目更少。這種工藝的不足是受連鑄異形坯腿寬的限制。開坯后的軋制工藝也與前兩種方法相同，需經過萬能粗軋機組粗軋和萬能精軋機組精軋而成形。

第四種生產工藝是采用連鑄板坯。以連鑄板坯為原料生產H型鋼比用初軋坯及連鑄異形坯更為經濟，但這需要在開坯機上設計一個專門孔型。這個孔型與軋鋼軌的孔型類似，它是有一定角度的切楔．用以輾軋板坯形成類似“狗骨頭”狀的異形斷面。為此板坯要首先在第一孔進行立軋，以形成所需的腿寬，然后在下一個異形孔中(開口孔或閉口孔均可)軋成類似“狗骨頭”狀的異形坯。這種生產工藝比前三種變形更均勻，其優點是僅用一臺開坯機加萬能粗軋機組加萬能精軋機組就可以生產大號H型鋼。在開坯機上還有一種改造工藝板坯開坯機，利用其水平輥與立輥成一定角度所形成的側壓可直接軋出“狗骨頭”狀的異形斷面。后面工序與第一種工藝相同。第五種生產工藝是采用具有很薄腰厚的連鑄異形坯為原料。這種薄連鑄異形坯已接近成品H型鋼尺寸，因此它可以直接在萬能機組上進行粗軋和精軋，而不再需要開坯機。在這種情況下。提高產量的方向是要求連鑄機具有更高的鑄速，能鑄造出更薄的異形斷面。其軋制特點是整個軋制過程變形更加均勻。

對于上述生產工藝，我們可以得出如下結論：

若以傳統的初軋坯為原料，由于初軋坯為方形或矩形，與成品H型鋼在外形上無幾何相似性，其軋制工藝至少需要兩個步驟。第一步首先在二輥式開坯機上將初軋坯軋成“狗骨頭”狀異形坯，這是必不可少的。但在這個二輥式開坯機的孔型上進行的切楔軋制，由于坯料外形與孔型無幾何相似性，在軋制過程中，隨著整個斷面腿及腰的形成，壞料即軋件不可避免地要受到剪應力的作用，同時產生金屬的橫向流動，即寬展。為減少因不均勻變形所造成的金屬外形的破壞，應盡量在高溫下采用每道小壓下量來完成從初軋坯到“狗骨頭”狀異形坯的軋制過程，但這需要較多道次才能完成。

從異形坯到成品的軋制過程，受到軋件溫度相對較低、金屬塑性變差等條件的限制。首要的是要防止在軋制過程中產生橫向金屬流動，其辦法是必須保證萬能機架的驅動水平輥與從動立輥的直徑比控制在3：1。同時在設計孔型和軋機調整時要保證軋件腿部與腰部的延伸一致，否則將會影響成品尺寸的準確和外形的完整。

若以異形初軋坯或板坯為原料軋制H型鋼，則開坯機仍是不可缺少的，至于需要幾架開坯機，則需根據產品范圍選擇，至少1架，多則2～3架。

若以連鑄薄異形坯為原料，由于其斷面形狀與成品斷面最接近，則可以不要開坯機，而用萬能軋機直接軋出成品，因此這種工藝軋鋼設備投資最省，流程最短，是最具有發展潛力的新工藝。目前這種工藝存在的主要問題是如何提高連鑄機鑄速及產量，以與軋機能力相平衡。