《H型钢轧制质量研究》马劲红，张荣红，崔岩，李红斌著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《H型钢轧制质量研究》

【作　者】马劲红，张荣红，崔岩，李红斌著

【页 数】 164

【出版社】 北京：冶金工业出版社 , 2014.08

【ISBN号】978-7-5024-6645-9

【价 格】30.00

【分 类】工字钢-型材轧制-质量管理-研究

【参考文献】 马劲红，张荣红，崔岩，李红斌著. H型钢轧制质量研究. 北京：冶金工业出版社, 2014.08.

图书封面：

图书目录：

《H型钢轧制质量研究》内容提要：

本书从H型钢轧制质量出发，针对H型钢轧制过程中存在的理论问题和实际问题，采用数值模拟和实验研究结合的方法，对H型钢的轧制变形过程进行系统的分析，提出了控制H型钢轧制质量的实际措施。

《H型钢轧制质量研究》内容试读

1H型钢发展综述

1.1H型钢的发展简介

1.1.1国外H型钢发展状况

19世纪中期，在工业革命的推动下，钢铁行业得到快速发展，但角钢等简单截面型材不能满足工程设计强度要求，为了解决这一难题，法国人兹尔在1847年通过四个角钢和一块钢板焊接，发明了工字钢。工字钢较角钢等型材具有更大的抗弯系数、节约金属等特点，得到快速的发展。但是由于焊接的工字钢腿部窄小、性能不稳定，不适合做承受纵向弯曲的柱形或桩形建筑构件，而二辊和三辊轧机较难生产出窄腿有斜度的工字钢。不久后在1850~1860年美国发明了万能轧机。万能轧机的问世为轧制宽腿无斜度的工字钢创造了机械条件。

1897年Henry Grey等人研究表明，实际轧制生产中一台万能轧

机不能同时解决H型钢腿部宽展和翼缘腿尖的加工问题，必须有一

部二辊轧边机控制翼缘边部的宽展。人们利用一部二辊轧边机和万能

轧机连轧的形式从而解决了H型钢腿部宽展和腿尖加工问题。这一

研究成果的出现极大地推动了H型钢的快速发展。

1902年迪弗丹日H型钢厂建立了第一条工业化H型钢万能轧制

生产线。1908年美国和德国均成功地建立了采用格林法生产H型钢

的生产线。这种生产方式一直持续到1955年。1955年后，建筑行业快速发展，建筑上需要轧钢厂提供腿和腰部很薄的平行腿工字钢。于

是在1958年欧洲开发了PE工字钢系列，由于PE系列工字钢断面

如英文大写字母“H”,故人们称其为“H型钢”。

20世纪60年代后世界钢铁工业的发展使得H型钢轧机得到迅速

·1

H.1.H型钢发展综述

的发展，大多数国家开始新建或改建H型钢生产线。这时候世界共

有大型轧机74套，轨梁轧机24套，宽边钢梁轧机12套。1970年后计算机技术在工业上成功应用，轧制结构和轧制工艺进一步完善。20

世纪80年代世界H型钢产量达到2000万吨，占世界钢材总量的

3%~6%。1987年全世界拥有70多套H型钢生产轧机，到20世纪

末全世界拥有88套H型钢轧机。到目前为止，世界约有110套H型

钢生产线，年产量在2000万吨左右。占50%总产量的H型钢产自日

本、美国和德国。

1.1.2国内H型钢发展状况

我国H型钢发展较晚，直到20世纪90年代初个别企业使用650

生产车间改造几条小型H型钢生产线。但是由于设备和产品质量问

题没有形成规模。1998年马鞍山钢铁公司建立了我国真正意义的H

型钢生产线。该生产线是由德国德马克公司、西门子公司和美国依太

姆公司共同设计而成。同年11月莱芜钢铁公司从日本引进H100~

H400生产线投产。至此我国国内钢铁行业才弥补了没有H型钢生产

线的空缺。

20世纪90年代初期，为满足我国热轧H型钢的市场需求，国内

的钢铁生产企业先后利用650中型轧机车间改造成了几条小型H型

钢生产线，其中马鞍山钢铁公司的中型厂及鞍山市的轧钢厂由650车

间改造的小型热轧H型钢生产线，由于装备水平落后、产品质量达

不到要求等问题，并未形成大规模生产；鞍山市的第一轧钢厂引进美

国的二手热轧H型钢的生产设备，并且生产了部分的产品，由于当

时国内没有合适的坯料，只能够采用外购坯料生产，这就导致了企业经营陷人困境最终停产；秦皇岛市的华兴轧钢厂投产后由于技术原因

未能正常生产，现已搬迁至莱芜钢铁公司。以上四家热轧H型钢生

产线是国内较早的生产线，由于投产时间早，产品规格范围小，并没有形成系列产品，产品的市场开发难度大，投产后产品售价远远高于工字钢，因此上述生产单位在投产后均未形成规模生产。

20世纪末，我国的热轧H型钢产业在国家有关部门的热心支持

下得到了很快发展，马鞍山钢铁公司从德国的曼内斯曼·德马克公

·2·

11H型钢的发展简介.H

司、西门子公司和美国依太姆公司引进技术和设备，组成了我国第一

条热轧H型钢及普通大型型钢生产线，并于1998年9月建成投产。

该生产线具有20世纪90年代的世界先进工艺水平，以近终形的异形

连铸坯作为原料并使用“U-E-U”的串列形式可逆的连轧工艺。

其中的一期工程设计的年产量为60万吨，二期的年产量为100万吨，生产的热轧H型钢的产品规格范围为H200~700mm的生产线。1998

年11月，山东省的莱芜钢铁公司建成了热轧H型钢规格为H100~

350mm生产线，该生产线采用日本新日铁公司的主体机械设备和东芝公司的全套电器及自动控制设备，设计的年产量为50万吨。这两

条生产线的投产，结束了国内无法生产热轧H型钢的现状。随着我

国热轧H型钢产量的不断增长，并且增长的幅度也很大，到2002年

我国的热轧H型钢的产能就已经达到了117.53万吨，远远超过当初

的设计生产能力，国产热轧H型钢已初具规模，极大地推动了中国

钢结构事业的发展。

“十一五”期间，我国国内又有多条热轧H型钢生产线相继建成

或在建。马鞍山钢铁公司、莱芜钢铁公司通过新上轧机进一步扩大生

产能力，产品规格形成配套。山东省的日照钢铁有限公司的热轧H

型钢生产线的生产规格为H100~350mm,于2004年年初顺利投产；

河北省的津西钢铁有限公司的热轧H型钢生产线生产规格为H250~

900mm,以及两条小规格的生产线已经顺利投产；山西省长治钢铁筹

建的热轧H型钢项目业已投产；鞍山钢铁、包头钢铁公司和攀枝花

钢铁公司的轨梁轧机完成了万能化的改造，完全可以生产热轧H型

钢。在2005年我国热轧H型钢的产能为400多万吨左右。2008年的

美国次债危机对中国的钢铁产业造成了严重的冲击，同时这也反映了我国钢铁产业自身的内部问题一产量高、质量不高、产能过剩等，这次经济危机也是我国钢铁行业的一个洗牌过程，即使是这样，我国

的热轧H型钢需求仍有很大的市场空间，我国在高层建筑以及基础

建设中采用的结构钢比重与西方发达国家相比还有很大的差距。所以

说，我国的热轧H型钢的市场空间还是相当可观的251

中国的H型钢发展已有二十年的时间，虽然时间比较短，但是

发展比较快，并且取得了不错的成绩。然而随着我国国内热轧H型

·3

H.1H型钢发展综述

钢生产能力的急速扩张，热轧H型钢的竞争将更趋激烈，整个热轧

H型钢行业即将面临挑战。但同时这也表明中国内地的钢结构市场得

到了快速发展，同时市场的急剧变化、动荡将促进整个热轧H型钢

行业重新洗牌、优胜劣汰，这对处在发展中的中国热轧H型钢产业

来讲，并不是一件坏事，它能够促进热轧H型钢产业的调整及向优

良正规化方向发展。

1.2H型钢分类、特点和应用

1.2.1H型钢分类

众所周知H型钢的品种规格很多：按用途分为柱型和梁型；按

单位质量分为轻型、中型和重型；按翼缘分为宽边、中边和窄边。根

据国标GB/T11263一1998《热轧H型钢和部分T型钢》规定，H型

钢依截面分为如下四个系列6：

(1)宽翼缘H型钢HW。截面规格为100mm×100mm~400mm×400mm,其翼缘较宽，截面宽高比为1：1，常用作支撑柱。宽翼缘

H型钢弱轴的回转半径相对较大，具有良好的受压承载力。

(2)中翼缘H型钢HM。截面规格为150mm×100mm~600mm×300mm。中翼缘H型钢常用于柱和梁，翼缘宽度比宽翼缘H型钢窄

一些，截面宽高比为1：1.3~1：2。

(3)窄翼缘H型钢HN。截面规格为100~900mm,具有良好的

受弯承载力，常用作梁。其翼缘较窄，又称为梁型H型钢。

(4)薄壁H型钢HT。热轧轻型薄壁H型钢是近年来H型钢产

品家族中刚刚兴起的一种新产品、新材料，与普通热轧H型钢相比，

热轧轻型薄壁H型钢在其承载负荷应用范围内具备“轻、薄”的特

点，其质量轻，金属消耗量少，具有节省金属、刚度性能好、更利于

环保等优点；与同类焊接H型钢相比，不仅内部性能优越，而且具

有成本低的优势。它广泛应用于轻型钢结构、民用建筑等领域，具有广阔的市场开发前景。

目前，国内生产的轻型薄壁H型钢主要是焊接H型钢。热轧

轻型薄壁工艺技术为冶金发达国家所掌握。热轧轻型薄壁H型钢

4

12.H型钢分类、.特点和应用.H

生产不仅要求其设备刚度和精度高，而且在生产中其表观形状和部位尺寸难以控制，是一种难度较大的国际先进水平的轧制工艺技术。

国内少数几家掌握生产小规格轻型薄壁H型钢先进技术及能使

之投人生产的厂家有马钢、莱钢万力型钢厂、莱芜钢宝公司等几家企业，最薄目前可达到2.3mm左右。

我国H型钢分类与国外略有不同，我国将H型钢分为3类，分

别为宽翼缘H型钢(HK)、窄翼缘H型钢(HZ)和桩用H型钢

(HU)。

根据H型钢在工程方面的应用条件，其规格标准一般包含以下

三种类型：

(1)梁型H型钢：主要是窄翼缘(HN系列)H型钢规格，其

宽高比为1：3.3~1：2，具有良好的抗弯承载性能，截面高度为100~1100mm。

(2)柱型H型钢：主要是宽翼缘(HW系列)和中宽翼缘(HM

系列)H型钢规格，其宽高比为1：1.6~1：1.0，其弱轴的回转半

径相对较大，所以具有良好的承压能力，截面高度为100~600mm。

(3)桩型H型钢：主要是桩用(HP系列)H型钢，其宽高比

为1：1，截面高度为200~500mm,并且绝大部分规格的桩型H型钢腹板与翼缘的厚度相同。

1.2.2H型钢的特点

H型钢的断面形状类似于大写的英文字母H,是在工程领域常见

的经济断面型材，也被称宽边（翼缘）工字钢、平行边（翼缘)工

字钢或万能钢梁。同工字钢相比，H型钢翼缘宽度较宽，承载性能更

强，其截面面积的分配更加优化和合理。与工字钢相比，H型钢具有

以下显著特点78)：

(1)翼缘宽，侧向刚度大。热轧宽翼缘H型钢高度与宽度的比

值可达到1，甚至略小于1，这使其侧向刚度显著增加。窄翼缘H型

钢(HN系列)的翼缘宽度也比同高度工字钢的翼缘宽1.1~1.4倍，

所以在截面积相同的条件下，其侧向刚度值(1，)要高1倍左右。H

·5

H1H型钢发展综述

型钢与工字钢弱轴惯性矩比较曲线如图1-1所示。

3000

2500

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0

50

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150

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A/cm2

图1-1H型钢与工字钢弱轴惯性矩比较曲线

1一窄翼缘(HN)系列；2一工字钢

(2)抗弯能力强。由于H型钢截面面积分配较工字钢更加合理，

因此在相同截面积（或质量）条件下，H型钢绕强轴的抗弯性比工

字钢高5%~10%，如图1-2所示。

3000

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A/cm2

图1-2H型钢与工字钢强轴抵抗矩比较曲线

1一窄翼缘(HN)系列：2一工字钢

(3)冀缘两表面相互平行，构造方便。H型钢的冀缘较宽，并

且两个表面相互平行，因而在其构造连接方面更加简单易行。

6

···试读结束···