王俊北，澎 奎

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山243000）

H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面高效型材，其截面模數(shù)、慣性矩及相應(yīng)的強度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼[1]，廣泛應(yīng)用于各種民用、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)、大型橋梁、重型設(shè)備等方面。

矯直作為精整工序的重要一環(huán)，決定著產(chǎn)品的曲直和精度，對于H型鋼的工程應(yīng)用至關(guān)重要。然而，H型鋼的矯直是一個極其復(fù)雜的過程，矯直過程中型材彎曲部分承受一定正向和反向彎曲或拉伸，利用鋼材彈塑性特性，使其內(nèi)部縱向纖維或縱向截面以及橫向纖維或橫向截面逐漸變得平直[2]，從而實現(xiàn)型鋼矯直。本文就H型鋼矯直過程中常見缺陷進(jìn)行分析，并提供對應(yīng)處理方法，從而減少矯直缺陷，提高矯直質(zhì)量。

1 輥式矯直機矯直原理

型鋼矯直的主要作用是消除其內(nèi)部殘余應(yīng)力，并糾正其拱翹（上下彎曲）、側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)等常見缺陷。生產(chǎn)中型鋼的矯直多采用輥式矯直機，其矯直原理是軋件經(jīng)冷床冷卻進(jìn)入輥式矯直機后，在交錯安裝的上下矯直輥外力作用下，彎曲部位產(chǎn)生反彎曲，隨之發(fā)生塑性變形，軋件離開矯直機后，鋼材彈性回復(fù)后趨于平直[3]。

1.1 小變形矯直方案

輥式矯直機的小變形矯直方案是利用各個矯直輥壓下量都能夠單獨調(diào)整實現(xiàn)矯直的一種方案，各個單獨矯直輥的反彎曲率能夠消除前一矯直輥產(chǎn)生的最大殘余曲率，從而實現(xiàn)最終矯直[4]。小變形矯直方案矯直過程比較緩慢，但具有能量消耗小、軋件受到的總變形曲率較小的優(yōu)點。

1.2 大變形矯直方案

大變形矯直方案是通過矯直輥對型鋼進(jìn)行數(shù)次劇烈的反彎作用消除軋件原始曲率的不均勻性，使軋件內(nèi)部形成單一曲率，然后利用矯直機后續(xù)矯直輥按照矯直單一曲率方法對型鋼進(jìn)行快速矯直。該方案具有利用較少數(shù)量矯直輥即可實現(xiàn)快速矯直的優(yōu)點[5]，但大彎曲變形會造成軋件內(nèi)部殘余應(yīng)力增大，從而增加矯直過程能耗。

2 矯直常見缺陷及處理方法

圖1 為常見的十輥懸臂式矯直機。型鋼矯直過程中受軋機軋制張力、冷床冷卻時間及矯直輥壓下量等因素影響，常出現(xiàn)有上下彎曲（拱翹）、左右彎曲、矯裂、扭轉(zhuǎn)與翼緣斜度超差等缺陷。

圖1 十輥懸臂式矯直機

2.1 上下彎曲

型鋼的上下彎曲通常也稱之為拱翹，具體包括上彎、下彎、S彎及頭部彎曲四種形式，產(chǎn)生此類缺陷的原因有：軋機軋制時采用下壓力軋制，軋件下表面延伸率大于上表面延伸率，造成上彎缺陷，反之，造成下彎缺陷，見下頁圖2；軋件頭部在冷床冷卻時，其冷卻速度較快，首先收縮上彎，其上表面冷卻水積聚，進(jìn)一步加快上表面冷卻速度，進(jìn)一步造成整支軋件產(chǎn)生上彎缺陷；矯直時，各矯直輥壓下量的分配不合理。

調(diào)整方法：確保矯直輥主變形區(qū)上2號輥有足夠壓下量，能夠達(dá)到型鋼塑性變形要求，消除原有變形，使整支型材達(dá)到統(tǒng)一變形趨勢；根據(jù)型鋼彎曲情況，對上4號輥、上5號輥壓下量進(jìn)行適度調(diào)整。具體地，型鋼矯后上翹時，減少上4號輥壓下量，增加上5號輥壓下量；反之，增加上4號輥壓下量，減少上5號輥壓下量。

圖2 型鋼上下彎曲缺陷

2.2 左右彎曲

型鋼的左右彎曲即側(cè)彎見圖3，其形成原因主要有三個方面：型鋼軋制過程中，軋機兩側(cè)壓下量不同，壓下量大的一側(cè)延伸率大，延伸快，向壓下量小的一側(cè)彎曲；型鋼在冷床冷卻時，翼緣兩側(cè)冷卻不均勻，冷卻速度慢一側(cè)向冷卻速度快一側(cè)彎曲；型鋼矯后側(cè)彎，與上1號輥、下1號輥軸向調(diào)整不到位有關(guān)。

圖3 型鋼左右彎曲缺陷

調(diào)整方法：型鋼軋制過程中，控制軋機兩側(cè)壓下量，確保型鋼出成品機架后保持平直；盡可能保證型鋼翼緣兩側(cè)在冷床上冷卻均勻，保持兩側(cè)冷卻速度一致；型鋼側(cè)彎時，將矯直機上1號輥、下1號輥軸向向彎曲的相反方向調(diào)整，使鋼向反向彎曲，減小彎曲劇烈程度。

2.3 矯裂

矯裂缺陷是型鋼矯直過程中最嚴(yán)重的問題，直接影響使用。矯直過程中造成矯裂的主要原因有：軋機軋制過程中，型材腹板與翼緣的延伸二者不平衡；型鋼在冷床上的冷卻不合理；矯直過程中型材受到的矯直壓力過大。

解決措施：合理設(shè)定軋機輥縫，使腹板、翼緣延伸率相匹配，避免腹板因延伸過快，出現(xiàn)中間厚兩邊薄現(xiàn)象；合理控制矯直壓力，同時科學(xué)設(shè)定矯直輥R角大小，增大R角與軋件的接觸面積，提高軋件抗剪切能力；使軋件在冷床上盡可能按照“I”型方式冷卻，減小軋件內(nèi)部殘余應(yīng)力。

2.4 扭轉(zhuǎn)

H型鋼扭轉(zhuǎn)是指其斷面沿某一軸線發(fā)生旋轉(zhuǎn)[4]，造成型鋼一側(cè)翼緣端部不能平齊放置。造成型鋼扭轉(zhuǎn)的原因有：型鋼出成品機架時，其出口衛(wèi)板的高度調(diào)整不合理；矯直機各矯直輥軸向相差太大，在過程中受到力偶作用，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

解決措施：合理調(diào)整成品機架出口衛(wèi)板高度，避免軋件受到衛(wèi)板對力偶的作用；調(diào)整矯直輥各軸向錯位，加大矯直壓力[5]。

3 結(jié)語

在型鋼實際矯直工作中，有時往往伴隨有多種缺陷存在，對矯直機壓下量和軸向調(diào)整時要統(tǒng)一兼顧。同時，矯直過程中要保持與軋鋼操作臺的溝通，根據(jù)冷床來料情況，實時對矯直機進(jìn)行調(diào)整，才能保證矯直質(zhì)量。