一種幾字鋼及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及鋼材加工領域，特別涉及一種幾字鋼及其生產方法。其中，該幾字鋼，包括底板；底板的兩端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且第一腹板和第二腹板均與底板垂直；第一腹板遠離底板的一端沿從第二腹板到第一腹板的方向延伸出第一翼板；第二腹板遠離底板的一端沿從第一腹板到第二腹板的方向延伸出第二翼板；第一翼板和第二翼板均與底板平行。整個幾字鋼的本身是沒有焊縫的，因此，與現有技術中通過五塊鋼板焊接而成的幾字鋼相比，當期承載較大的壓力時，幾字鋼不會出現變形或者焊縫斷裂的現象，進而具有更好的使用性能。
【專利說明】一種幾字鋼及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼材加工領域，具體而言，涉及一種幾字鋼及其生產方法。
【背景技術】
[0002]幾字鋼是一種隨著市場需要和技術進步而研發的新型鋼鐵型材品種，廣泛應用于建筑鋼構工程，機械設備工程，橋梁鋼構工程，船舶工程等等，特別是在建筑鋼構領域將成為H型鋼的有力競爭者。隨著市場的不斷開發和廣泛運用，幾字鋼將呈現強大的生命力。
[0003]在相關技術中，常見的幾字鋼都是通過將五塊鋼板依次焊接而成的。但是，相關技術中這樣通過將五塊鋼板焊接而成的幾字鋼，由于其存在多條焊縫；其在荷載較大壓力的作業中，幾字鋼會出現焊縫處變形或者斷裂的現象，因此，相關技術中的這種幾字鋼使用性倉泛壟I。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種幾字鋼及其生產方法，以解決上述的問題。
[0005]在本發明的實施例中提供了幾字鋼，包括底板；
[0006]所述底板的兩端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且所述第一腹板和所述第二腹板均與所述底板垂直；
[0007]所述第一腹板遠離所述底板的一端沿從所述第二腹板到所述第一腹板的方向延伸出第一翼板；
[0008]所述第二腹板遠離所述底板的一端沿從所述第一腹板到所述第二腹板的方向延伸出第二翼板；
[0009]所述第一翼板和第二翼板均與所述底板平行。
[0010]本發明提供的這種幾字鋼，包括兩個腹板、兩個翼板以及底板。底板的兩端分別延伸出了延伸方向相同的兩個腹板，而兩個腹板未與底板相連的一端均分別延伸出了第一翼板和第二翼板。在本實施例中，由于第一腹板和第二腹板均是由底板的兩端延伸而來的，且第一翼板和第二翼板也是分別從第一腹板和第二腹板延伸而來的，第一翼板、第二翼板、第一腹板和第二腹板以及底板之間通過既定的位置關系而組成了一體成型且無縫的幾字鋼。整個幾字鋼的本身是沒有焊縫的，因此，與現有技術中通過五塊鋼板焊接而成的幾字鋼相t匕，當期承載較大的壓力時，幾字鋼不會出現變形或者焊縫斷裂的現象，進而具有更好的使用性能。
[0011]另外，由于本實施例提供的這種幾字鋼是一體成型的，整個幾字鋼的鋼體沒有焊縫，因此其抗壓能力更強，抗彎承載能力強，具有更佳的支撐能力，可以大規模的應用到建筑鋼構工程、機械設備工程、橋梁鋼構工程以及船舶工程等諸多領域。
[0012]可選的，所述第一腹板和所述第二腹板沿所述底板對稱設置。
[0013]可選的，所述底板、第一腹板、第二腹板、第一翼板以及第二翼板均為矩形；所述第一腹板和所述第二腹板的形狀相同，所述第一腹板和所述第二腹板的形狀相同；所述底板的寬度大于所述第一翼板的寬度；所述第一腹板的寬度大于所述底板的寬度。
[0014]可選的，所述底板和所述第一翼板的厚度均大于所述第一腹板的厚度。
[0015]可選的，所述第一腹板的厚度為5-7毫米；所述第一翼板的厚度為8-12毫米；所述底板的厚度為8-12毫米。
[0016]另外，本發明實施例還提供了這種幾字鋼的生產方法，包括以下步驟:
[0017]將鋼坯原料加熱至1200-1330°C，得到加熱后原料；
[0018]將所述加熱后原料進行熱軋，得到“W”或“M”型軋件；
[0019]將所述“W”或“M”型軋件冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，得到一體成型的幾字鋼。
[0020]本發明實施例提供的這種方法，通過將鋼坯原料經過加熱之后進行熱軋制，進而得到“W”或“M”型軋件，再將得到“W”或“M”型軋件冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，得到一體成型的幾字鋼。鋼坯原料被加熱至1200-1330°C時，通過相應的設備對其進行熱軋操作，進而可以得到“W”或“M”型軋件，而“W”或“M”型軋件冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，先進行冷彎后再進行矯直，冷彎裝置用來承擔整型功能，矯直裝置用來承擔校正功能，進而得到一體成型的幾字鋼。
[0021]另外，本實施例提供的這種方法，操作易控制，因此非常適合用于大規模的生產這種一體成型的幾字鋼。
[0022]可選的，在所述將鋼坯原料加熱至1200-1330°C，得到加熱后原料的步驟中；所述鋼坯原料包括矩形坯或異型坯。
[0023]可選的，在所述將所述加熱后原料進行熱軋，得到“W”或“M”型軋件步驟中，具體包括:將所述加熱后原料利用初軋機組進行初軋，得到初軋軋件；將所述初軋軋件利用精軋機組進行精軋，得到“W”或“M”型軋件。
[0024]可選的，在所述將所述初軋軋件利用精軋機組進行精軋，得到“W”或“M”型軋件的
步驟中:
[0025]在所述精軋的過程中，所述精軋機組的軋輥刻槽深度小于300毫米，所述精軋機組的軋輥輥面寬度小于1200毫米。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0027]圖1為本發明實施例一和實施例二提供的幾字鋼側視圖；
[0028]圖2為本發明實施例一和實施例二提供的幾字鋼應用到鋼砼箱型梁結構的示意圖；
[0029]圖3示出了本發明實施例二的生產方法中“W”或“M”型軋件的示意圖；
[0030]圖4示出了本發明實施例二的生產方法的流程示意圖。
【具體實施方式】[0031]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本發明中的【具體實施方式】，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發明所保護的范圍。
[0032]實施例一
[0033]請參考圖1，本實施例提供一種幾字鋼，包括底板101 ;所述底板101的兩端向相同的方向的延伸出第一腹板102和第二腹板103，且所述第一腹板102和所述第二腹板103均與所述底板101垂直；所述第一腹板102遠離所述底板101的一端沿從所述第二腹板103到所述第一腹板102的方向延伸出第一翼板104 ;所述第二腹板103遠離所述底板101的一端沿從所述第一腹板102到所述第二腹板103的方向延伸出第二翼板105 ;所述第一翼板104和第二翼板105均與所述底板101平行。
[0034]本發明提供的這種幾字鋼，包括兩個腹板、兩個翼板以及底板101。底板101的兩端分別延伸出了延伸方向相同的兩個腹板，而兩個腹板未與底板101相連的一端均分別延伸出了第一翼板104和第二翼板105。在本實施例中，由于第一腹板102和第二腹板103均是由底板101的兩端延伸而來的,且第一翼板104和第二翼板105也是分別從第一腹板102和第二腹板103延伸而來的,第一翼板104、第二翼板105、第一腹板102和第二腹板103以及底板101之間通過既定的位置關系而組成了一體成型且無縫的幾字鋼。整個幾字鋼的本身是沒有焊縫的，因此，與現有技術中通過五塊鋼板焊接而成的幾字鋼相比，當期承載較大的壓力時，幾字鋼不會出現變形或者焊縫斷裂的現象，進而具有更好的使用性能。
[0035]另外，由于本實施例提供的這種幾字鋼是一體成型的，整個幾字鋼的鋼體沒有焊縫，因此其抗壓能力更強，抗彎承載能力強，具有更佳的支撐能力，可以大規模的應用到建筑鋼構工程、機械設備工程、橋梁鋼構工程以及船舶工程等諸多領域。
[0036]為了使得本發明實施例一的幾字鋼得到更好的應用，更加有效應用到各行業領域中，本發明還在上述實施例一的基礎之上提供了實施例二，實施例二對實施例一的幾字鋼的進一步的增加和限定，現做詳細的闡述和解釋，請參考圖1-圖4:
[0037]實施例二
[0038]在本實施例中，為了使得幾字鋼在使用過程(如應用到鋼砼箱型梁)中，第一腹板102和第二腹板103所受的力是均勻的，優選的，所述第一腹板102和所述第二腹板103沿所述底板101對稱設置。
[0039]另外，在本實施例中，在使用幾字鋼的時候，一般而言，第一翼板104和第二翼板105主要起到承重的作用，而底板101則支撐和定位的作用處于兩個翼板和底板101之間的兩個腹板則起到支撐和傳力的作用，因此，為了增加整個幾字鋼的載重和支撐性能，優選的，所述底板101、第一腹板102、第二腹板103、第一翼板104以及第二翼板105均為矩形；所述第一腹板102和所述第二腹板103的形狀相同，所述第一腹板102和所述第二腹板103的形狀相同；所述底板101的寬度大于所述第一翼板104的寬度；所述第一腹板102的寬度大于所述底板101的寬度。由于兩個腹板在應用的過程中所受的力是豎直方向的，而底板101和兩個一般需要具有較強的支撐作用，因此，更優選的，所述底板101和所述第一翼板104的厚度均大于所述第一腹板102的厚度。
[0040]另外，在本實施例中，為了滿足大規模工業生產的需求，幾字鋼可以優選具有以下的尺寸結構:所述第一腹板102的厚度為5-7毫米；所述第一翼板104的厚度為8-12毫米；所述底板101的厚度為8-12毫米。
[0041]同時，為了滿足多元化需求，幾字鋼尺寸標準可以具備多種規格，具體的，請參考表1和表2，表1和表2分別示出了不同規格幾字鋼的尺寸標準。
[0042]表1幾字鋼系列產品高度和寬度標準
[0043]
項目第.一翼板104和第二底板101寬度(毫第一腹板102和第二腹板
翼板105寬(毫米)米)103高(毫米)
6#100350600
5#90300500
4#80250400
3#70200100
[0044]表2幾字鋼系列產品厚度標準
[0045]
項目第一腹板102和第二底板101厚度(毫第一翼板104和第二翼板
腹板103厚度(毫米)米)105厚度(毫米)
6# 8 12 12`5#71212
4#61010
3#588
[0046]另外,在本實施例中，第一翼板104和第一腹板102的連接部位、第二翼板105和第二腹板103的連接部位、底板101和第一腹板102以及第二腹板103的連接部位均可設置成圓弧形，具有該圓弧形結構的連接部位可以更好的保證幾字鋼的承重性能。
[0047]目前，在現有技術中，在建筑領域除了鋼筋混凝土結構外，H型鋼的鋼構體系占據主流，一般是樓面混凝土下用H型鋼作面支撐的單獨結構。純鋼構體系由于用鋼量大，結構的剛度和穩定性、整體性、防火性及耐久性均廣受關注，因此其存在很大的完善和改進空間。
[0048]將本實施例的幾字鋼引入建筑領域，研發了一種鋼砼(混合一體)箱型(帽型)梁(參考圖2)，由于箱型梁內延伸出了若干拉結筋做成，且箱梁內澆筑混凝土對幾字鋼的兩個腹板和兩個翼緣板具有約束作用，進而可以防止兩個腹板和兩個翼板失穩，提高了兩個腹板的受壓屈曲承載力，同時延緩了箱型梁內混凝土微裂紋的產生和發展，從而提高了箱型梁內混凝土的抗壓強度和壓縮變形能力，充分發揮了鋼材抗拉和混凝土抗壓性能好的優勢，鋼砼混合成一體箱型梁后的綜合性能遠高于兩種材料性能的簡單疊加。
[0049]上述的鋼砼箱型梁應用于高層建筑至少還有以下優點，1、承載力強，延伸性能好，梁的截面積小。相對于純鋼結構梁它有更大的抗彎剛度，相對于鋼筋混凝土它有更大的延伸性能和更高的強度；比相同性能的H型鋼用鋼量要省；2、幾字鋼對混凝土可以起到與箍筋相似的約束作用，能夠顯著提高結構的抗剪承載力；3、施工方便快速，節省人工成本。幾字鋼在施工過程中可兼作梁的模板和樓面的支撐，而無需人工支模和拆模，使得施工簡捷快速；4、提高了混凝土的強度和整體性，抗震性能好。由于箱型梁內的混凝土與樓面一體同時澆筑，比H型鋼單獨僅僅在下部支撐要穩定，不會有震顫感。5、防火性能好。火災發生時，樓面及箱型梁內混凝土吸收散發了大量鋼溫，延緩了鋼材強度性能，加上混凝土本身的強度，贏得了人員逃逸的寶貴時間；6、有效的增加了建筑物內空間。由于鋼砼箱型梁性能優化，可減小有效截面積，相對節省了樓板下的支撐占用高度進而可提高套內空間，同時意味著高層建筑物在同等高度下可容納更多的樓層等。
[0050]另外，本發明實施例還提供了這種幾字鋼的生產方法，包括以下步驟:
[0051]1、將鋼坯原料加熱至1200_1330°C，得到加熱后原料；
[0052]具體的，鋼坯原料可以是矩形坯或者異型坯，而且加熱的過程可以優選在加熱爐中進行，使得鋼坯原料的均溫達到1200-1330 °C即可。
[0053]2、將所述加熱后原料進行熱軋，得到“W”或“M”型軋件02 ；
[0054]在該步驟中，具體的，可以包括:將所述加熱后原料利用初軋機組進行初軋，得到初軋軋件01 (請參考圖4);將所述初軋軋件01利用精軋機組進行精軋，得到“W”或“M”型軋件02 (請參考圖4)。
[0055]更具體的，初軋機組可以選擇可逆或單機架及橫列式N架，而精軋機組可以選擇全連軋或萬能機組；在精軋的過程中，利用相應的孔形成型技術可以將初軋軋件制成“W”或“M”型軋件02。更優選的，在精軋的過程中，所述精軋機組的軋輥刻槽深度小于300毫米，所述精軋機組的軋輥輥面寬度小于1200毫米；該方式改變了傳統精軋一次定型的軋制方式，其根據產品特征，最大限度發揮軋機設備效能，解決了目前設備按傳統軋制方式不能生產大中型產品規格的難題。本生產方法通過有效的減小軋輥刻槽深度和寬度(現有技術中軋輥刻槽深度和軋輥輥面寬度分別需達到600毫米以及1500毫米)進而防止斷輥，并且增加了軋輥使用壽命進而節約成本。
[0056]在本申請中，之所以選擇將初軋軋件01制成“W”或“M”型軋件02或圖3，其生產工藝的本質是通過在水平和垂直兩個方向上使得初軋件壓縮變型，從而減小軋輥刻槽的深度和減小軋輥輥面的寬度。
[0057]3、將所述“W”或“M”型軋件02冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，得到一體成型的幾字鋼。
[0058]具體的，在該步驟中，與現有技術的區別是，使用了配設有冷彎裝置的矯直機對冷卻后的“W”或“M”型軋件02進行了矯直，先進行冷彎后進行矯直，冷彎裝置承擔了整型的功能，矯直裝置承擔了校正的功能，從而提高了幾字鋼的產品質量。上述方法尤其適合生產較大尺寸的幾字鋼，對于第一腹板102的高度小于200毫米幾字鋼，按照傳統的熱軋操作即可。
[0059]整型矯直與壓縮變型是兩個相反的工藝過程，但它們的變形機理是相同的。都是進行塑性變形和彈性變形。“矯枉過正”是矯直操作的基本原理。針對不同品種規格軋件的強度高低，原始曲率梯度大小計算出各輥的彎曲力矩及矯直力，設定相應壓下參數和規程。當“W”或“M”型軋件02被咬入后，按照底板、腹板、翼緣先后順序進行，通過上下左右方向依次漸進對矯直輥的角度和壓力值給予或正或負的施壓作用力，最終實現產品質量要求。
[0060]本發明實施例提供的這種方法，通過將鋼坯原料經過加熱之后進行熱軋制，進而得到“W”或“M”型軋件02，再將得到“W”或“M”型軋件02冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，得到一體成型的幾字鋼。鋼坯原料被加熱至1200-1330°C時，通過相應的設備對其進行熱軋操作，進而可以得到“W”或“M”型軋件02，而“W”或“M”型軋件02冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，先進行冷彎后進行矯直，冷彎裝置承擔了整型的功能，矯直裝置承擔了校正的功能，進而提高了一體成型的幾字鋼的質量，尤其適合生產較大尺寸的幾字鋼。
[0061]另外，本實施例提供的這種方法，操作易控制，因此非常適合用于大規模的生產這種一體成型的幾字鋼。
[0062]綜上，本實施例提供的這種幾字鋼，不需要新建廠房，運用現成軋鋼設備稍加完善即可投產；由于熱軋一次即可成型，減少生產成本更加節能環保，提高市場競爭力。由于工業化生產，能滿足特制大規格產品和大批量的市場需要；各種物理和化學技術指標均優于焊接產品，產品質量穩定。
[0063]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種幾字鋼，其特征在于，包括底板； 所述底板的兩端向相同的方向的延伸出第一腹板和第二腹板，且所述第一腹板和所述第二腹板均與所述底板垂直； 所述第一腹板遠離所述底板的一端沿從所述第二腹板到所述第一腹板的方向延伸出第一翼板； 所述第二腹板遠離所述底板的一端沿從所述第一腹板到所述第二腹板的方向延伸出第二翼板； 所述第一翼板和第二翼板均與所述底板平行。
2.根據權利要求1所述的幾字鋼，其特征在于，所述第一腹板和所述第二腹板沿所述底板對稱設置。
3.根據權利要求1所述的幾字鋼，其特征在于，所述底板、第一腹板、第二腹板、第一翼板以及第二翼板均為矩形； 所述第一腹板和所述第二腹板的形狀相同，所述第一腹板和所述第二腹板的形狀相同； 所述底板的寬度大于所述第一翼板的寬度；所述第一腹板的寬度大于所述底板的寬度。
4.根據權利要求3所述的幾字鋼，其特征在于，所述底板和所述第一翼板的厚度均大于所述第一腹板的厚度。
5.根據權利要求3所述的幾字鋼，其特征在于，所述第一腹板的厚度為5-7毫米；所述第一翼板的厚度為8-12毫米；所述底板的厚度為8-12毫米。
6.一種根據權利要求1-5任一項所述的幾字鋼的生產方法，其特征在于，包括以下步驟: 將鋼坯原料加熱至1200-133(TC，得到加熱后原料； 將所述加熱后原料進行熱軋，得到“W”或“M”型軋件； 將所述“W”或“M”型軋件冷卻后利用設置有冷彎裝置的矯直機進行矯直，得到一體成型的幾字鋼。
7.根據權利要求6所述的生產方法，其特征在于，在所述將鋼坯原料加熱至1200-1330°C，得到加熱后原料的步驟中； 所述鋼坯原料包括矩形坯或異型坯。
8.根據權利要求7所述的生產方法，其特征在于，在所述將所述加熱后原料進行熱軋，得到“W”或“M”型軋件步驟中，具體包括: 將所述加熱后原料利用初軋機組進行初軋，得到初軋軋件； 將所述初軋軋件利用精軋機組進行精軋，得到“W”或“M”型軋件。
9.根據權利要求8所述的生產方法，其特征在于，在所述將所述初軋軋件利用精軋機組進行精軋，得到“W”或“M”型軋件的步驟中: 在所述精軋的過程中，所述精軋機組的軋輥刻槽深度小于300毫米，所述精軋機組的軋棍棍面寬度小于1200毫米。
【文檔編號】B21B1/08GK103883867SQ201410081088
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】胡杰 申請人:胡杰