大H型钢常见矫直缺陷与调整

莱钢科技　第３期（总第１７１期）　大Ｈ型钢常见矫直缺陷与调整　雷　刚　（型钢厂）　摘要：介绍了莱钢大Ｈ型钢矫直工艺设备的主要特点，并对Ｈ型钢经矫直工序后出现的弯　曲、翼缘倾斜、Ｒ角下陷等各类质量缺陷进行了分类描述。并对产生缺陷的原因进行了系统分　析，提出了行之有效的解决措施。　关键词：矫直缺陷；翼缘倾斜；Ｒ角下陷　Ｏ前言　矫直工序是Ｈ型钢生产工序的重要组成部分。　简单、换辊方便、共用性强、节省辊耗的特点　，　Ｈ型钢矫直方式见图１所示。　随着Ｈ型钢的生产应刚在国民经济中的地位愈显　重要，应用范围越来越Ｊ　泛。型钢矫直即采用矫直　辊直接压弯刚度较小的腹板来带动整体弹塑性弯曲　的方式，以矫正Ｈ型钢在轧制、冷却过程中造成的　弯曲、翼缘倾斜以及消除轧件冷却过程中的残余应　力，达到矫直的目的。这样，矫直力主要作用于刚度　较小的腹板上，必然会引起腹板凹陷变形及其他缺　陷。有必要对Ｈ型钢矫直缺陷进行分类分析，已形　成系统的改进方案，达到快速分析、迅速解决、更好　图１　Ｈ型钢矫钢示意　地控制产品质量的目的。　２　Ｈ型钢常见矫直缺陷与调整　２．１　弯曲　ｌ　工艺设备特点　莱钢大型Ｈ型钢矫肖机类型为ＣＲＳ　２０００／９Ｈ　弯曲是Ｈ型钢矫直中最常见的缺陷之　一，又分　型，即ＣＲＳ（紧凑式矫直机）。是２００５年投入使用　的从德国ＳＭＳ公司引进代表世界先进水平的专利　为上下弯曲、左＿右弯曲乖¨Ｓ形弯曲。　１）上、下弯曲产生的原Ｉ大ｌ：轧件在冷床上又、　中、尾冷却不均匀；万能轧机组上下辊径差过大；出　设备，采崩了双牌坊支撑、四辊液压压下和整体快速　换辊等先进技术。九个矫直辊同时更换，矫直机本　体不能在水平方向上调整。与输入轧件一起，辊式　矫直机的机架与输出轧件形成一个ｕ型，固定在坚　口导卫过高或过低。上、下弯曲的矫直调整：为消除　不均匀变形，首先应采用２　辊大压下方案，使２　辊　压下量足够大，满足Ｈ型钢塑性变形要求，消除或　减少轧件不均匀变形，达到矫直的目的；进行矫直辊　标定，确保矫直中心线误差在标准范围之内；制定矫　直辊装配标准，建立万能轧机ＵＦ辊型尺寸与矫直　辊装配宽度之间的关系，确保成品圆角比矫直辊圆　硬的机架上。对于矫直辊的更换，安装在ＯＳ侧的　机架是可以延伸移动的。矫直辊共九个，辊轴为双　支撑，两侧牌坊为可开启，矫直辊为“三明治”设计，　矫直液压垂直调整，液压调整补偿机架弹跳。机架　牌坊布置形式有利于矫直Ｒ角内压力的均匀分布，　大幅提高矫直精度。矫直辊具有紧固间隙小，结构　●●。。　●●。　●Ｈｈ。。。＿－。。。＿。－－。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。　。。。。。。。－。。。。。。＿　＿●●　●。●＿一　角小２～３　ｍｍ。以上条件具备后，根据矫直后长定　尺轧件弯曲情况对２　辊、４　辊、６　辊、８　辊的压下量　进行调整，调整时注意２　辊、４　辊、６　辊、８　辊压下量　匹配。经验值可得：当２　辊压下量变化０．５　ｍｍ，８　辊压下量变化ｏ．２　ｍｍ。　作者简介：雷刚（１９８３一），男，２００５年７月毕业于湘潭大学材料与　冶金专、　。工程师，主要从事热轧型材产品的生产与研究工作。　ｌ２　莱钢科技　Ｈ７００　ｍｍ×３００　ｍｍ规格的Ｈ型钢矫直压下规　程见表１。　表１　Ｈ７００　ｍｍ×３００　ｍｍ规格的矫直压下规程调整　２０１４年６月　２．３　Ｒ角下陷　Ｒ角下陷可分为局部Ｒ角下陷和整体Ｒ角下　陷。局部Ｒ角下陷的具体位置一般出现在轧件的头　部和尾部。整体Ｒ角下陷包括通条轧件单边Ｒ角　下陷和通条轧件双边Ｒ角下陷。Ｒ角下陷见图３。　２）左、右弯曲产生的原因：轧件在冷床上冷却　不均匀；加热炉进料方式为端进端出，左、右两面温　度不均匀；ＢＤ轧辊倾斜，ＴＭ轧制时产生侧弯；万能　轧机立辊两边压下不等导致翼缘延伸不等。左、右　弯曲料型的矫直调整：与上一Ｆ弯曲调整的第二、第三　个条件一样必须满足；保证稳定的过钢节奏，保证万　图３　Ｒ角。　陷　２．３．１　Ｒ角下陷产生的具体成因　Ｒ角下陷产生的成因是复杂的，主要包括轧件　状态、矫直机设备和矫直参数设置等。　局部Ｒ角下陷一般是因为轧件头部和尾部存　在急弯，在矫直时轧件与矫直辊辊环形成大的错位，　能轧机料型稳定，使轧件均匀冷却，达到最佳冷却效　果；通过矫直辊的轴向调整和出口导向辊的侧斜配　合进行矫直调整。　３）Ｓ形弯曲产生的原因：由于冷床上轧件在长　度方向冷却条件不同，使轧件在冷床上冷却出现线　性不均匀弯曲，从而形成ｓ形弯曲。Ｓ弯曲的矫直　在矫直压力作用下产生塑性变形形成的。　整体Ｒ角下陷的成因，分为通条轧件单边Ｒ角　下陷和通条轧件双边Ｒ角下陷。　通条轧件单边Ｒ角下陷的成因有三个可能：　１）同一个矫直辊的两个辊环直径大小不相同，　调整：合理设定矫直力、合理设定矫直辊辊宽；保证　稳定过钢节奏，保证万能轧机料型稳定，达到最佳冷　却效果；通过１　辊、２　辊、３　辊向…・侧大的轴向调整，　冉通过其他５个辊和出口导向辊进行逐渐地消除，　达到矫直目的。如果出现较大的Ｓ弯曲不能矫直，　则通过第一次矫直后，切成Ｉ２　ｍ定尺进行压力矫，　进行二次矫直。　２．２翼缘倾斜　在矫直时存在矫直压力差而形成的。２）矫直机两　侧径向调整缸存在误差导致压下不平衡，两侧出现　压力差。３）在调整矫直机轴向参数时，各矫直辊之　间形成的错位过大。通条轧件双边Ｒ角下陷的成　因首先是矫直压力值设置过大，使矫直辊环的外Ｒ　角与轧件的内Ｒ角接触，并产生大的矫直压力，使　其塑性变形过大，矫直压力消失后过大的塑性变形　翼缘倾斜缺陷见图２所示。　不能完全恢复而残留下来，形成了双边Ｒ角下陷；　其次原因是矫直辊装配宽度不合适，矫直辊片过分　挤压或远离Ｒ角区域，轧件在矫直时产生Ｒ角处下　图２翼缘倾斜　．　陷；再次是矫直辊环的外Ｒ角与轧件的内Ｒ角的角　度大小不能完好　配，矫直时在Ｒ角处形成压力接　触，使轧件矫后Ｒ角双边下陷。　翼缘倾斜通常包括：翼缘的内并、外张和双鼓。　翼缘倾斜产生的原因：１）轴向调整不合适，轧　辊错位大。２）辊道运输过程中碰撞产生变形。３）　矫直辊辊环间距过大。４）矫直机垂直压下过大。　２．３．２　Ｒ角下陷的解决办法　检查矫直压下规程，制定合理的矫直压下规程，　使之不过量变形。提高精轧设备维护水平和调整技　能，轧制出的轧件尽量平直。加大轧件Ｒ角尺寸，　避免Ｒ角下陷的产生。合理设定矫直辊的装配宽　度，适当增加宽翼缘规格矫直辊辊宽。合理匹配矫　直辊Ｒ角和轧机Ｒ角，改善矫直辊Ｒ角和轧件Ｒ角　在矫直时的啮合情况，矫直辊Ｒ角既不过分挤压轧　１３　５）ＵＦ立辊有问题。６）Ｒ角不合适。　翼缘倾斜的调整方法：１）合理调整轴向压力。　２）运输过程中注意碰撞。３）上线前检查辊环间距，　辊环间距宽度＝（ＵＦＢＨ值÷Ｉ．０Ｉ一２）。４）合理调　整压下量。５）检查ＵＦ立辊。６）检查Ｒ角，是否磨　损严重、缺肉等。　雷刚：大Ｈ型钢常见矫直缺陷与调整　第３期（总第１７１期）　件，又减少了矫直时的悬臂量。　２．４　Ｒ角开裂　和精轧工序的稳定顺行，对Ｈ型钢各种矫直缺陷的　调整方案主要可归纳为以下三点：　Ｒ角开裂的原『大ｌ：轧件出精轧时偏头严重，导致　弯曲部分在矫直过程中“撑裂”，由于轧制工艺的不　完善，腿腰延伸比过大，特别是腰部金属延伸远远大　Ｉ）合理分配各矫直辊的压下，建立合理的矫直　压下制度；规范矫直辊的装配制度，尤其对矫直辊Ｒ　角、辊环装配宽度进行分析统计，找出最佳配比。　２）轧件最终形态和成品尺寸大小对矫直结果　有重要影响，轧件尺寸合格，合理控制轧件终了形　于腿部延伸，或孑Ｌ型设计不合理、轧辊经济过钢量设　定不当导致Ｒ角存在折叠，因为成材率提升需要，　轧辊Ｒ角设定过小等。一旦当矫直压力较大时，很　容易造成Ｒ角开裂。Ｒ角开裂缺陷见图４所示。　态，不出现大的变形和局部急弯。　３）保证各工艺基础设备的完好和正常使用，是　矫直质量得到保证的先决条件，如矫直机的零点标　定，ＴＭ轧机牌坊、滑板修复、辊系装配、传输设备的　维护等。　４　结语　莱钢大Ｈ型钢生产线通过现场生产实践解决　图４　Ｒ角开裂　了矫直工序中的关键问题后，现矫直质量有了明　的提高。解决矫直各类缺陷中的方法对于其他Ｈ　型钢生产线有极大的借鉴之处。　参考文献　［Ｉ］崔甫．矫直原理与轿直机械［Ｍ］．北京：冶金工业出版　社．２００２．　Ｒ角丌裂的解决办法：系统研究精轧设备精度　的恢复，对于磨损严重的部件及时更换，制定合理的　轧制规程，优化轧制］　艺，统筹考虑轧辊Ｒ角和矫　直辊Ｒ角的相互关系，进行加大轧辊Ｒ角的具体措　施。对于特殊钢种强度高，延伸率低的生产实际优　化矫直压下规干旱，采州小压力矫直。　３矫直缺陷的调整方案　解决Ｈ型钢矫直缺陷的关键是矫直机的调整　［２］王会刚．Ｈ型铜矫直机理及有限元动态仿真研究【Ｄ］．　北京：北京科技大学，２００５．　特邀编辑：袁鹏举　Ｃｏｍｍｏｎ　Ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　Ｄｅｆｅｃｔｓ　ａｎｄ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｈ－ｂｅａｍ　Ｌｅｉ　Ｇａｎｇ　（Ｔｈｅ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｐｌａｎｔ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｆｈｅ［１ｌａｉ［Ｉ　ｃｈａｔ’ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｌａｒｇｅ　Ｈ—ｂｅａｍ　ｉｎ　Ｌａｉｇａｎｇ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｂｅｎ（１ｉｎｇ，　［］ａｎｇｃ　ｔｉｌｔｉｎｇ　ａ¨（１　Ｒ　ａｎｇｌｅ　ｓｉｎｋｉｎｇ，ｗｅｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｃａｔｅｇｏｒｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｆｉ）ｒ　ｄｅｆｅｃｔ　ｇｅｎｅｒａ－　ｔｉｏｎ　ｗｅｌ‘ｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｕｔ　ｆｒｏｗａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｄｅｆｅｃｔｓ；ｆｌａｎｇｅ　ｔｉｌｔｉｎｇ；Ｒ　ａｎｇｌｅ　ｓｉｎｋｉｎｇ　十”十一．＋”＋”十”——　”＋”＋”—　”＋”十”＋ｎ＋一＋”＋”＋“＋”＋“＋ｎ＋”＋”＋”＋“＋“＋”＋”＋　”—・　“＋ｎ十”—・　”—・　”＋”＋”＋”＋“—－　”＋”＋“＋”＋　（上接第１　１页）　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　Ｉｎｅｒｔ　Ｇａｓ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｈａｆｔ　Ｒｅｐａｉｒｉｎｇ　Ｌｕｏ　Ｚｏｎｇｙａｏ，Ｌｉｕ　Ｙｕｘｉａｏ　（Ｔｈｅ　Ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ　Ｐｌａｎｔ　ｏｆ　Ｙｉｎｓｈａｎ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｅｗ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｆａｎ　ｓｈａｆｔ　ｒｅｐａｉｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｂｙ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｂａｓｅ　ｍｅｔａｌ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｆａｎ　ｓｈａｆｔ，ｔｈｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｗｉｒｅ　ａｎｄ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅｎ　ｂｙ　ｔａｋｉｎｇ　ｆｉｎｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｆａｎ　ｓｈａｆｔ　ｗａｓ　ｒｅｐａｉｒｅｄ　ｒａｐｉｄｌｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ，ｔｈｕｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｐａｉｒ　ｔｉｍｅ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｓｐａｒｅ　ｐａｒｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｐａｉｒｉｎｇ；ｗｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ；ｃｙｌｉｎｄｒｉｃｉｔｙ；ａｒｇｏｎ—ａｒｃ　ｗｅｌｄｉｎｇ　１４