文档介绍：第四章型材生产工艺及孔型设计基础
H型钢主要应用领域
国家体育馆
浦东国际机场
天津港码头装吊设备北汽现代厂房
中集货车大梁
型材生产工艺基础
型材的概念及特点:
金属经过塑性加工成形、具有一定断面
形状和尺寸的实心直条称为型材。型材的品
种规格繁多,用途广泛,在轧制生产中占有
非常重要的地位。
型材的特点
(1)品种规格多。目前已达万种以上,基本上型材轧
机都在进行多品种多规格生产。
(2)断面形状差异大。在型材产品中,除了方、圆、
扁钢断面形状简单且差异不大外,大多数复杂断面型
材(如工字钢、H型钢、Z字钢、槽钢、钢轨等)不仅
断面形状复杂,而且互相之间差异显著。
(3)轧机结构和轧机布置形式较多。在结构形式上有
二辊式轧机、三辊式轧机、四辊万能孔型轧机、多辊
孔型轧机、Y型轧机、45°轧机和悬臂式轧机等。在
轧机布置形式上有横列式轧机、顺列式轧机、棋盘式
轧机、半连续式轧机和连续式轧机等。
型材的分类和特征
(1)按生产方法分类。型材按生产方法可以分成热轧
型材、冷弯型材、冷轧型材、冷拔型材、挤压型材、锻
压型材、热弯型材、焊接型材和特殊轧制型材等。
(2)按断面特点分类。型材按其横断面形状可分成简
单断面型材和复杂断面型材。简单断面型材的横断面对
称、外形比较均匀、简单,如圆钢、线材、方钢等。复
杂断面型材又叫异型断面型材,其特征是横断面具有明
显凸凹分枝。
(3)按使用部门分类。型材按使用部门分类有铁路用
型材(钢轨、鱼尾板等)、汽车用型材(轮辋、轮胎
挡圈和锁圈)、造船用型材等。
(4)按断面尺寸大小分类。型材按断面尺寸可分为大
型、中型和小型型材,其划分常以它们分别适合在大
型、中型和小型轧机上轧制来分类。大型、中型和小型
的区分实际上并不严格。另外还有用单重(kg/m)来
区分的方法。一般认为,单重在5kg/m以下的是小型
材,单重在5~20kg/m的是中型材,单重超过 20kg
/m的是大型材。
(5)按使用范围分类。有通用型材、专用型材和精密
型材。
经济断面型材和深加工型材
经济断面型材是指断面形状类似于普通型材,但
断面上各部分的金属分布更加合理,使用时的经济效
益高于普通型材的型材。
H型钢与工字钢的比较
H型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优
于同样单重的普通工字钢。H型钢用在不同要求的金属
结构中,不论是承受弯曲力矩、压力负荷还是偏心负荷
都显示出其优越性能,比普通工字钢具有更大的承载能
力,并且由于它的边宽,腰薄、规格多、使用灵活、节
约金属10%~40%。由于其边部内侧与外侧平行,边端
呈直角,便于拼装组合成各种构件,从而可节约焊接和
铆接工作量达25%左右,因而能大大加快工程的建设速
度,缩短工期。
H型钢和普通工字钢在轧制上的主要区别是,工字
钢可以在两辊孔型中轧制,而H型钢则需要在万能孔型
中轧制。
万能轧机轧制H型钢
(a) (b) (c) (d)
(a)万能-轧边端可逆连轧;(b)万能粗轧孔;
(c)轧边端孔;(d)万能成品孔
1-水平辊;2-轧边端辊; 3-立辊;4-水平辊
X-H 全轧程热力耦合仿真分析

1500
1450 ¼腹板
1400
1350 d
1300
1250 c
1200
1150
Temperature /K
1100
1050
1000
950
0 50 100 150 200 250 300 350
Time /s
1500
1450 ¼翼缘
i
1400
1350
1300 K
1250

1200
典型道次动画 Temperature /K
1150
1100 h
三机架可逆连轧两个道次计算结果 1050
1000
0 50 100 150 200 250 300 350
Time /s

建立了针对X-H法轧制大型H型钢的全轧程热力耦合的仿真分析模型,通过三维数值
模拟,获得了大型H型钢轧制过程中的金属流动及温度场的三维变化规律。