云南新铁公鸡宽翼热轧H型钢 宽翼H型钢

若以传统的初轧坯为原料，由于初轧坯为方形或矩形，与成品H型钢在外形上无几何相似性，其轧制工艺至少需要两个步骤。第一步首先在二辊式开坯机上将初轧坯轧成“狗骨头”状异形坯，这是必不可少的。但在这个二辊式开坯机的孔型上进行的切楔轧制，由于坯料外形与孔型无几何相似性，在轧制过程中，随着整个断面腿及腰的形成，坯料即轧件不可避免地要受到剪应力的作用，同时产生金属的横向流动，即宽展。为减少因不均匀变形所造成的金属外形的破坏，应尽量在高温下采用每道小压下量来完成从初轧坯到“狗骨头”状异形坯的轧制过程，但这需要较多道次才能完成。 从异形坯到成品的轧制过程，受到轧件温度相对较低、金属塑性变差等条件的限制。首要的是要防止在轧制过程中产生横向金属流动，其办法是必须保证**机架的驱动水平辊与从动立辊的直径比控制在3∶1。同时在设计孔型和轧机调整时要保证轧件腿部与腰部的延伸一致，否则将会影响成品尺寸的准确和外形的完整。 若以异形初轧坯或板坯为原料轧制H型钢，则开坯机仍是不可缺少的，至于需要几架开坯机，则需根据产品范围选择，至少1架，多则2～3架。 若以连铸薄异形坯为原料，由于其断面形状与成品断面接近，则可以不要开坯机，而用**轧机直接轧出成品，因此这种工艺轧钢设备投资省，流程短，是具有发展潜力的新工艺。目前这种工艺存在的主要问题是如何提高连铸机铸速及产量，以与轧机能力相平衡。 采用连铸异形坯为原料时异形坯尺寸的确定 根据英国钢铁研究院的报告，为保证H型钢的尺寸精度和良好的冶金性能，至少要保证其坯料与成品的压缩比为6∶1，对梁型系列，实际压缩比还要高，平均在8∶1～10∶1之间。 据美国1992年有关连铸工字形钢坯的**介绍，用该**提供的技术可生产连铸工字形坯或称为“狗骨头”状异形坯或称为“沙漏状”异形坯。这种异形坯由腰部和张开成一定角度的腿组成，其腰部平均厚度不**过75mm，腿部厚度也不**过75mm。 这种异形坯的腿部厚度与腰部厚度之比为0.5∶1～2∶1。该连铸异形坯断面的优势是可用较小的压缩比生产所需冶金性能的H型钢，通常压缩比为3∶1即可。这样就可以减少热轧工艺设备和投资，提供一种更为经济节能的型钢生产方法。 通常采用国内**生产的异形坯多经15道次就可轧出所需尺寸的H型钢，其坯与成品的压缩比约为3∶1。同时由于这种连铸异形坯外形接近终成品，因此它在轧制变形过程中具有小应力和应变，有利于减少腿、腰部不均匀延伸所造成的腰撕裂及腿波浪等缺陷。用这一**方法生产的连铸异形坯具有细的铁素体和珠光体组织，它比用普通方法生产的铸坯具有更高的冲击性能。

H型钢在工业钢结构件中的应用 冶金行业中烧结机的钢结构是用钢板焊接成H形，其尺寸为400mm×300mm，完全可以用轧制H型钢代替。再如火力发电站大型锅炉承重结构，全都是采用普通工字钢与钢板焊接而成的。其消耗钢材占电站所用钢材总量的30％，若用H型钢代替普通工字钢，可以大大减少其钢材用量。火力发电站锅炉承重结构一般采用(320～560)mm×(200～300)mm的H型钢。在大型铁路车辆上，其车体承重主梁大多采用工字钢或乙字钢，如我国铁路平板车车体主梁就曾用日本进口H型钢制作，其尺寸为512mm×202mm。铁路自卸车车体主梁过去是采用钢板焊接成H形，其尺寸为(120～850)mm×(100～300)mm，这也完全可以用轧制H型钢代替。起重行业过去单梁吊车、门形吊车主梁主要用18～30号普通工字钢，这部分规格的钢材完全可以采用H型钢代替。 H型钢在地下铁路、矿山巷道建设中的使用情况 我国城市发展地下铁路方兴未艾，北京、天津、广州、上海等城市地下铁路建设资料表明，在地下铁路挖掘过程中需要大量支护钢材保护堤坝以防止塌落，过去是用普通工字钢，规格主要为36～63号，H型钢也完全可以取代这些规格的普通工字钢。 根据我国煤炭建设实践，每开采1万t煤需用钢材26t，其中支护钢材主要采用11～12号矿用工字钢、U29～36及18～56号普通工字钢。我国每年产煤10多亿吨，需要支护钢材30万t左右。这些也完全可以用H型钢取代，而且H型钢比原普通矿工钢性能更好、质量更轻。 H型钢在石油化工行业的使用情况 石油工业中的采油井架全部是铆焊结构的，一台井架需要钢材30t，我国每年要生产70～100台井架，用钢量约2500～3000t，其中H型钢规格为(200～250)mm×(100～150)mm，用量要占50％左右。另外石油抽油机也要用H型钢，其规格多为690mm×250mm，每年全国需抽油机达3000～4000台，其钢材用量也是相当大的。 H型钢在我国高层建筑上的使用情况 我国自**以来，高层建筑已从无到有，从电视塔到摩天大楼，全国各大中城市已建成数百座高层建筑。其中高层钢结构建筑有11座，比较*的有北京国贸中心、北京京广中心、上海浦东金茂大厦等。计划在建的高层建筑还约有几十座之多，如已开工建设的上海浦东金融中心，全高460m，居世界*二。这些摩天大厦主要采用钢结构或钢+混凝土复合结构设计，H型钢用量约占其总钢材用量的40％～60％左右。如浦东金茂大厦共用各类钢材2．1万t，其中，H型钢、T型钢、L型钢达1．33万t，占61％。 H型钢在隧道工程中的应用情况 随着高速铁路、高速公路、大型输水工程、煤矿、地下铁路等隧道工程的大型化，H型钢作为主要支护材料获得了广泛应用。H型钢在断面稳定性、安全性，以及施工的方便性和缩短工期等方面，明显优于普通工字钢和矿用工字钢，尤其是在地下隧道、海底隧道或地质结构复杂区域施工，它是理想的支护材料，因此被**施工设计部门普遍采用。 钢拱支撑架由支承架本体、连接板、剪力杆、拉杆螺栓、抗侧推架及底板几部分组成。要根据施工现场地质情况和所支护隧道尺寸来选择支撑架部件尺寸。钢拱支撑架的部件可以在地面上做好，到地下进行组装。常用支撑架根据用途分为供巷道用、供铁路用、供公路用、供输水用、供环形截面用几种。 用H型钢做支撑架有以下优点： (1)采用H型钢做支撑架，可使隧道作业空间宽阔，便于大型机械施工，有利于缩短施工周期。 (2)由于H型钢支撑架是组装件，所以容易拆卸更换，另外增加额外支撑架补强也很方便。 (3)H型钢抗弯断面模数大，这样可以减小混凝土覆盖厚度，减少土方挖掘量和混凝土用量，降低工程费用。 焊接H型钢的生产工艺 H型钢是一种经济断面钢材。H型钢有热轧和焊接H型钢两大类。一般认为，当H型钢的断面模数**过10000时，再用轧制方法生产，就不如用焊接方法生产经济。还有不少种类的H型钢尽管断面模数不算大，但由于其断面是不对称的，如两腿具有不同的长度或不同的厚度等，则这种H型钢也是难以轧制的，而常常采用焊接方法生产。与轧制方法相比，焊接方法的优点是：可以生产各种难以轧制的H型钢断面，生产操作灵活，适合小批量、多品种的市场需求。焊接方法的缺点是：金属消耗高，生产成本高，产量低。 焊接H型钢生产工艺可分为两种：一种为连续式，它以钢卷为原料；另一种为间断式，它以钢板为原料。 连续式工艺流程为：钢带纵切→开卷→打坡口→定位→焊接→矫直→剪切→包装。 间断式工艺流程为：切割下料→干燥喷丸→预弯→对正预焊→喂进焊接→翻转再焊→切成定尺→矫直→标志防锈→包装。 连续式工艺大多采用高频焊接，其产量大约为2万～5万t／a，它可以生产高度为200～500mm的窄边、中边及宽边H型钢、T型钢、L型钢等，其焊速可达30m／min。间断式工艺大多采用埋弧焊接，其产量约为1万～3万t／a，它可以生产高度为200～1500mm的各种宽度的H型钢、T型钢等，其焊速可达1．8m／min左右。 连续式焊接机组早发明于美国，以后日本、瑞典、意大利、德国等国也先后建设了连续式焊接H型钢机组。间断式焊接机组要早于连续式焊接机组，目前**几乎都有。我国无锡华联焊割设备厂生产的这种机组不仅大量供应国内各单位，还出口到不少国家。

工字型钢不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。 H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承载能力。不同于普通工字型的是h型钢的翼缘进行了加宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接。其尺寸构成系列合理，型号齐全，便于设计选用。

1、技术背景 在经济高速发展、基础设施和民用建筑建设规模不断扩大的背景下，在密集的城市中心开发利用地下空间成为一种必然。一些开挖深度较浅，土质条件较好的基坑往往采用拉森钢板桩作为挡土和止水结构，例如防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等*性工程和围堰、基坑围护等临时性工程。然而，在江、河内及周边软黏土地区进行围堰施工，往往由于拉森钢板桩的刚度不能满足安全性要求；而采用其他支护形式，例如钻孔灌注桩、SMW工法等虽可以满足设计要求，但施工成本显著增加且难以在滩涂、河流中施工。 为解决在软黏土地区基坑及围堰的支护，可以采用组合型钢钢板桩的支护形式，例如钢板结合H型钢、拉森钢板桩结合H型钢等（见图1、2），通过钢板或者拉森钢板桩的连续锁扣搭接形成一道连续密封的止水结构，同时在钢板桩内侧施工一排H型钢以满足整个支护结构的刚度及稳定性要求。 　 　 图1钢板和H型钢组合 图2拉森钢板桩和H型钢组合 　 2、应用实例 武汉市某工程位于汉口后湖地区，该项目为一河流明渠改箱涵工程。围堰基坑开挖深度约5~7m，围堰为狭长型，长约420m，宽约42m。为确保河流的正常通流，该围堰项目分东西两个区块先后进行。该区域上部淤泥质土、淤泥质粘土层深厚达12m~15m，地质条件较差，围护结构初步采用上部放坡，下部拉森钢板桩结合钢支撑支护，在河流中间分区部位北侧采用填土挡土坝作为临时反压土坝。经大量的分析计算，在局部软土层深厚区块采用拉森钢板桩难以满足强度及稳定性的要求，而其他支护形式如钻孔灌注桩等由于场地条件施工困难、造价昂贵，因而考虑采用组合型钢钢板桩这一支护形式，如下图3支护剖面图。 图中所示，围堰内插为15m长H500X300型钢，围堰外侧为9m长4号拉森钢板桩，在设计计算时，强度、变形及稳定性计算按H型钢单独作为支护结构的模型计算，拉森钢板桩的抗力可以作为安全储备；而围堰的止水全部由拉森钢板桩承担，为满足围堰的止水性能，拉森钢板桩插入坑底以下软黏土地层不小于4m，且满足渗流稳定性的要求。因而图中H型钢的长度要远长于拉森钢板桩的长度。 为确保拉森钢板桩与H型钢的紧密贴合，满足组合型钢钢板桩整体性能，施工时必须确保质量，外侧钢板桩通过锁扣紧密搭接，施工H型钢时与钢板桩贴合紧密，在H型钢的上部翼缘板与拉森钢板桩满焊焊接牢固（如图4组合型钢钢板桩连接节点），以确保H型钢与拉森钢板桩的整体变形，提高组合型钢钢板桩的整体抗力性能。 3、小结 采用组合型钢钢板桩技术可以满足更深、更为复杂地质条件下的围堰工程，拉森钢板桩可以满足止水性要求，同时H型钢的高强度和刚度能满足各种不同深度和复杂地质条件下的基坑围护要求，可以根据支护结构刚度的不同采用不同型号的H型钢。施工H型钢和钢板桩时，可以采用震动冲击工艺，在噪音控制要求高的地区还可以采用静压植桩机技术，施工快捷、便利；且型钢组合钢板桩结构在施工完成后便可以直接开挖，施工效率高、工期短；在围堰工程完成后，H型钢和钢板桩可以回收并重复利用，不仅节约了钢材，降低了工程造价，且施工过程无泥浆污染问题，主体结构完成后型钢可以拔出回收，避免围护结构成为*障碍物遗留在地下。