【文章內(nèi)容簡介】 ， H型鋼腿尖就會出現(xiàn)圓弧狀；當(dāng)張力為 2— 3MPa 時，腿寬和腿厚皆產(chǎn)生變窄變薄的傾向，故為保證產(chǎn)品質(zhì)量，張力不宜大，一般應(yīng)控制在 0． 5MPa 以下。 667． H型鋼生產(chǎn)線的平面布置有幾種類型 ? 20 世紀(jì) 60 年代以后，建筑業(yè)對 H型鋼用量的迅速增加，促進了 H型鋼廠的興建和 H型鋼軋機的制造。據(jù)統(tǒng)計， 1990 年以來世界上大約有近 100 多套 H型鋼軋機，其中日本最多。 目前世界上 H 型鋼軋機的布置方式主要有兩類：一類是半連續(xù)布 置；另一類是全連續(xù)布置。采用半連續(xù)布置比較典型的是日本川崎公司水島中型廠，其產(chǎn)品規(guī)格為 H100—400mm，主要設(shè)備包括 2 架二輥式開坯機、 4 架萬能軋機和 2 架軋邊機。 全連續(xù)布置方式是最先進的，其典型廠有美國： 1970 年建成的寬邊 H型鋼廠、德國薩克公司的中型廠和日本 1972 年投產(chǎn)的君津大型廠。君津大型廠產(chǎn)量最高，工藝設(shè)備最先進，其生產(chǎn)規(guī)格為 100。 500mm，主要設(shè)備有 4 架二輥式粗軋機組、 7 架萬能軋機及 4 架軋邊機。 作為 H 型鋼軋機的主體設(shè)備，萬能軋機近年來發(fā)展很快，大有取代老式二輥或三輥軋機的 趨勢。萬能軋機可分為兩類：一種是普型材及 H型鋼聯(lián)合軋機；一種是專用 H型鋼軋機。以前一種為最多，它可生產(chǎn)許多品種，生產(chǎn)靈活性大，不僅可生產(chǎn) H 型鋼，而且還可生產(chǎn)重軌、圓鋼、方鋼、槽鋼和板樁等。 668． H型鋼的主要生產(chǎn)缺陷有幾類 ? 為便于區(qū)別各類缺陷和分析其產(chǎn)生的原因，按工藝流程，鋼材缺陷可以分為鋼質(zhì)缺陷、軋制缺陷和精整缺陷三大類。下面將按此三大類對 H型鋼常見缺陷一一闡述。 669． H型鋼常見的鋼質(zhì)缺陷有哪些 ? (1)夾雜。夾雜是指在 H 型鋼的斷面上有肉眼可見的分層，在分層內(nèi)夾有呈 灰色或白色的雜質(zhì)，經(jīng)低倍或高倍檢驗，這些雜質(zhì)通常為耐火材料、保護渣等。 造成夾雜的原因是在出鋼過程中有渣混入鋼液，或在鑄錠過程中有耐火材料、保護渣混入鋼液。夾雜會破壞 H 型鋼的外觀完整性，降低鋼材的剛度和強度，使得鋼材在使用中開裂或斷裂，這是一種不允許有的鋼材缺陷。 (2)結(jié)疤。結(jié)疤是一種存在于鋼材表面的鱗片狀缺陷。結(jié)疤有與鋼材本體連在一起的，也有不連為一體的。造成結(jié)疤的主要原因是澆鑄過程中鋼水噴濺，一般是沸騰鋼多于鎮(zhèn)靜鋼。局部、個別的結(jié)疤可以通過火焰清除挽救，但面積過大、過深的結(jié)疤對鋼材性能 影響較大，一般只好判廢。 為防止帶有結(jié)疤的鋼坯進入軋機，通常采用火焰清理機清理鋼坯表面，或采用高壓水將已燒成氧化鐵皮的結(jié)疤沖掉。在成品鋼材上的結(jié)疤需要用砂輪或扁鏟清除。圖 38 為結(jié)疤示意圖。 (3)分層。分層是在 H 型鋼斷面上的一種呈線紋狀的缺陷。通常它是因煉鋼澆鑄工藝控制不當(dāng)或開坯時鋼錠縮孔未切干凈所致。在分層處夾雜較多，盡管經(jīng)過軋制也不能焊合，嚴(yán)重時使鋼材開裂成兩半。分層使鋼材強度降低，也常常造成鋼材開裂。帶有分層的 H 型鋼通常要挑出判廢。分層一般常出現(xiàn)在模鑄相當(dāng)于鋼錠頭部 的那段鋼材中，或發(fā)生在用第一支連鑄坯或最后一支連鑄坯所軋成的鋼材上。分層外貌見圖 39。 (4)裂紋。 H 型鋼裂紋主要有兩種形式：一種為在其腰部的縱向裂紋；另一種為在其腿端的橫向裂紋。腰部的縱向裂紋來自澆鑄中所形成的內(nèi)部裂紋，腿端的橫向裂紋來自鋼坯或鋼錠的角部裂紋。無論是哪種裂紋均不允許存在，它都破壞鋼材本身的完整性和強度。圖310 為裂紋示意圖。 670． H型鋼常見的軋制缺陷有哪些 ? (1)軋痕。軋痕一般分為兩種，即周期性軋痕和非周期性軋痕。周期性軋痕在 H 型鋼上呈規(guī)律性分布，前后兩個軋痕出現(xiàn)在軋件同一部位，同一深度，兩者間距正好等于其所在處軋輥圓周長。周期性軋痕是由于軋輥掉肉或孔型中貼有氧化鐵皮而造成的在軋件表面的凸起或凹坑。非周期性軋痕是導(dǎo)衛(wèi)裝置磨損嚴(yán)重或輥道等機械設(shè)備碰撞造成鋼材刮傷后又經(jīng)軋制而在鋼材表面形成棱溝或缺肉，其大多沿軋制方向分布。圖 311 為軋痕示意圖。 (2)折疊。折疊是一種類似于裂紋的通常性缺陷，經(jīng)酸洗后可以清楚地看到折疊處斷面有一條與外界相通的裂紋。折疊是因孔型設(shè)計不當(dāng)或軋機調(diào)整不當(dāng)，在孔型開口處因過盈充滿而形成耳子，再經(jīng)軋制而將耳子 壓入軋件本體內(nèi)，但不能與本體焊合而形成的，其深度取決于耳子的高度。另外，腰、腿之間圓弧設(shè)計不當(dāng)或磨損嚴(yán)重，造成軋件表面出現(xiàn)溝、棱后，再軋制也會形成折疊。圖 312 為折疊示意圖。 (3)波浪。 H型鋼波浪 (圖 313)可分為兩種：一種是腰部呈搓衣板狀的腰波浪；另一種是腿端呈波峰波谷狀的腿部波浪。兩種波浪均造成 H 型鋼外形的破壞。波浪是由于在熱軋過程中軋件各部伸長率不一致所造成的。當(dāng)腰部壓下量過大時，腰部延伸過大，而腿部延伸小，這樣就形成腰部波浪，嚴(yán)重時還可將腰部拉裂。當(dāng)腿部延伸過大，而腰部延伸小時，就產(chǎn)生腿部波浪。另外還有一種原因也可形成波浪。這就是當(dāng)鋼材斷面特別是腰厚與腿厚設(shè)計比值不合理時，在鋼材冷卻過程中，較薄的部分先冷，較厚的部分后冷，在溫度差作用下，在鋼材內(nèi)部形成很大的熱應(yīng)力，這也會造成波浪。解決此問題的辦法 是：首先要合理設(shè)計孔型，盡量讓不均勻變形在頭幾道完成；在精軋道次要力求 H 型斷面各部分腰、腿延伸一致；要減小腰腿溫差，可在成品孔后對軋件腿部噴霧，以加速腰部冷卻，或采用立冷操作。 (4)腿端圓角。 H型鋼腿端圓角 (圖 314)是指其腿端與腿兩側(cè)面之間部分不平直，外形輪廓比標(biāo)準(zhǔn)斷面缺肉，未能充滿整個腿端。造成腿端圓角有幾方面原因：其一是開坯機的切深 孔型磨損，軋出的腿部變厚，在進入下一 孔 時，由于楔卡作用，所以腿端不能得到很好的加工；其二是在萬能機組軋制時，由于萬能機架與軋邊機速度不匹配，而出現(xiàn)因張力過大造成的拉鋼現(xiàn)象，使軋件腿部達不到要求的高度，這樣在軋邊孔中腿端得不到垂直加工，也會形成腿端圓角；其三是在整個軋制過程中人口側(cè)腹板出現(xiàn)偏移，使得軋件在咬入時偏離孔型對稱軸，這時也會出現(xiàn)上述缺陷。 (5)腿長不對稱。 H 型鋼腿長不對稱 (圖 315)有兩種：一種是上腿比下腿長 (圖 315a)；另一種是一個腿上腿長，而另一個腿則下腿長 (圖 315b)。一般腿長不對稱常伴有腿厚不均現(xiàn)象，稍長的腿略薄些，稍短的腿要厚些。造成腿長不對稱也有幾種原因：一種是在開坯過程中，由于切深時坯料未對正 孔 型造成切偏，使異形坯出現(xiàn)一腿厚一腿薄，盡管在以后的軋制過程中壓下量分配合理，但也很難糾正，最終形成腿長不對稱；另一種是萬能軋機水平輥未對正，軸向位錯，造成立輥對腿的側(cè)壓嚴(yán)重不均，形成呈對角線分布的腿長不對稱。 671． H型鋼常見的精整缺陷有哪些 ? (1)矯裂。 H型鋼矯裂 (圖 316)主要出現(xiàn)在腰部。造成矯裂的原因：其一是矯直壓力過大或重復(fù)矯次數(shù)過多；其二是被矯鋼材存在表面缺陷 (如裂紋、結(jié)疤 )或內(nèi)部缺陷 (如成分偏析、夾雜 )，使其局部強度降低，一經(jīng)矯直即造成開裂。 (2)矯痕。 H型鋼矯痕 (圖 317)是指由于矯正圈上貼有氧化鐵或其他金屬異物，在矯直時這些氧化鐵或異物在鋼材表面形成等間距出現(xiàn)的凹坑。 (3)扭轉(zhuǎn)。 H型鋼扭轉(zhuǎn) (圖 318)是指其斷面沿某一軸線發(fā)生旋轉(zhuǎn)，造成其形狀歪扭。造成扭轉(zhuǎn)的原因：一是精軋成品孔出口側(cè)導(dǎo)衛(wèi)板高度調(diào)整不當(dāng)，使軋件受到導(dǎo)衛(wèi)板一對力偶的作用而發(fā)生扭轉(zhuǎn)；二是矯直機各輥軸向錯位，這樣也可形成力偶而使鋼材發(fā)生扭轉(zhuǎn)。 (4)彎曲。 H型鋼彎曲 (圖 319)主要有兩種類型：一種是水平方向的彎曲，俗稱鐮刀彎；另一種是垂直方向的彎曲，也叫上下彎或 翹彎。彎曲主要是由矯直機零度不準(zhǔn)，各輥壓力選擇不當(dāng)而造成的。 (5)內(nèi)并外擴。 H型鋼的內(nèi)并外擴 (圖 320)是指其腿部與腰部不垂直，破壞了其斷面形狀，通常呈上腿并下腿擴，或下腿并上腿擴狀態(tài)。內(nèi)并外擴是因成品孔出口導(dǎo)衛(wèi)板調(diào)整不當(dāng)造成的，以后雖經(jīng)矯直，但很難矯過來，尤其是上腿并下腿擴這種情況，矯直機很難矯，因為矯直機多采用下壓力矯直。 672． H型鋼斷面選擇的基本原則是什么 ? 為便于說明 H型鋼 (IPE梁型、 IPB柱型 )與普通工字鋼 INP 在斷面力學(xué)性能上 的差異，我們選具有相同高度 (200mm)的： IPB、 IPE 及 INP 斷面進行比較，這三種斷面代表了軋制鋼梁的歷史和技術(shù)的發(fā)展過程。 在同一受力條件下，比較一下 INP 和 IPE，盡管 IPE具有低的彈性斷面模數(shù)，但它的單位質(zhì)量彈性斷面模數(shù) Wx/G 是優(yōu)越的。在型鋼橫向受力時，對于彈性模數(shù) Wy/G， IPE 更為有利。因此我們可以得到如下兩個結(jié)論： (1)在一個梁僅僅受純彎曲應(yīng)力的情況下，采用 IPE斷面是經(jīng)濟的。 (2)在一個柱子同時受到 x 及 y兩個方向的負(fù)荷作用時，則采用 IPB更合理。 在上 述兩種情況下，具有平行腿的 IPE及 IPB比 INP(普通工字鋼 )具有更大的優(yōu)勢。 從材料力學(xué)理論出發(fā)，在選擇一個僅受彎曲的梁時，應(yīng)主要看它的抗彎彈性斷面模數(shù)職，也要看其抗彎慣性矩屯，職與厶是相輔相成的。對于一個受壓縮的柱，彎曲抗力與曲率半徑成正比。在承受小負(fù)荷的情況下，應(yīng)采用 IPE；在承受中等負(fù)荷的情況下，應(yīng)采用 IPBL系列斷面 (它具有最大的彈性模數(shù) )；在承受最大應(yīng)力與應(yīng)變條件下，應(yīng)采用 IPB及 IPBV(柱型H型鋼 )