云南窄翼热轧H型钢生产厂家

常有人问到工字钢与H型钢形状相似，在实际运用中如何选择？很多从事多年建筑行业的人员都不能详解。

这里为大家做一个详尽的解答：很多人认为工字钢是国内的叫法，H型钢是国外的叫法，其实这个认知是错误的。H型钢和工字钢从形状上来说是不一样的工字钢如名所示，是一种“工”字形截面型钢，上下翼缘内表面有倾斜度，一般为1：6，使得翼缘外薄而内厚，因此造成工字钢在两个主平面的截面特性相差巨大，在应用中难以发挥刚才的强度特性。虽然工字钢市场上上也出现了加厚工字钢，但工字钢的结构已经决定了其抗扭性能短板。

H型钢是当今钢结构建筑中应用广泛的型材，它与工字钢相比有很多区别。首先是翼缘，其次翼缘内表面没有倾斜度，上下表面平行。H型钢的截面特性要明显优于传统的工字钢、槽钢和角钢。金属加工微信，内容不错，值得关注。H型钢，是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“H”相同而得名。H型钢的两条外边内侧没有斜度，是平直的。这使得H型钢的焊接拼接比工字钢操作简单，单位重量的力学性能更好，可以节省大量的材料和施工时间。

工字钢截面受直压力好，耐拉，但是截面尺寸因翼板太窄，不能抗扭。H钢则反之，两者各有优劣。

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。

H型钢的种类 根据使用要求及断面设计特性，通常H型钢分为两大类：一类是作为梁型建筑构件用的H型钢；另一类是作为柱型(或桩型)建筑构件的H型钢。作为梁型构件的H型钢，其高度与腿宽之比为2∶1～3∶1，其规格一般从100mm×50mm～900mm×300mm。作为柱型构件的H型钢，其高度与腿宽之比为1∶1，其规格一般从100mm×100mm～400mm×400mm。H型钢高度80～1100mm，腿宽46～454mm，腰厚2.9～78mm，单重6～1086kg/m。 H型钢的生产工艺 H型钢的轧制方法按历史的顺序，可大致分为以下3类： (1)利用普通二辊或三辊式型钢轧机的轧制法； (2)利用一架**轧机的轧制法； (3)利用多机架**轧机的轧制法。 现代化H型钢生产方法 用多机架**轧机轧制H型钢，这种方法在世界上已获得普遍采用，具体方法有格林法、萨克法、杰·普泼法等。 格林法 格林法的主要特点是采用开口式**孔型，腰和腿部的加工是在开口式**孔型中同时进行的。为有效地控制腿高和腿部加工的质量，格林认为立压必须作用在腿端，故把腿高的压缩放在与**机架一起连轧的二辊式机架中进行。目前**的轧边机多采用格林法。 采用格林法轧制H型钢其工艺大致如下：用初轧机或二辊式开坯机把钢锭轧成异形坯，然后把异形坯送往**粗轧机和轧边机进行往复连轧，并在**精轧机和轧边机上往复连轧成成品。格林法在进行立压时只是用水平辊与轧件腿端接触(腰部与水平辊不接触)，这可使轧件腿端始终保持平直。这种方法其立辊多为圆柱形，而水平辊两侧略有斜度，在荒轧机组中，水平辊侧面有约9％的斜度。在精轧机组中水平辊侧面有2％～5％的斜度，不过精轧机组水平辊侧面斜度应尽量小，才能轧出平行的腿部。 1908年在美国伯利恒公司建的轧钢厂就是采用上述工艺流程，它由一架异形坯初轧机和两架紧接其后间距为90m的**轧机所组成。每一架**轧机包括一架**机架和一架轧边机。 现代化的H型钢厂也广泛采用格林法设计。 萨克法 萨克法采用闭口式**孔型，在此孔型中腿是倾斜配置的，为能后轧出平直腿部，必须在后一道中安置圆柱立辊的**机架。萨克法的立压与格林法不同，它是把压力作用在腿宽方向上，而这容易引起轧件的移动，尤其是在闭口孔型中常常会因来料尺寸的波动，造成腿端凸出部分容易往外挤出形成耳子，影响成品质量。 在萨克法中的粗轧**孔型，其水平辊侧面可采用较大斜度，这样可减少水平辊的磨耗，同时由于立辊是采用带锥度的，故可对腰腿同时进行延伸系数很大的压缩。这样可减少轧制道次和**机架数量，有利于节约设备投资。 萨克法的主要工艺流程是：采用一架二辊式开坯机，将钢锭轧成具有工字形断面的异形坯，然后将异形坯送到由四辊**机架和二辊立压机架所组成的可逆式连轧机组中进行粗轧，后在一架**机架上轧出成品。荒轧机组水平辊侧面斜度为8％，中间机组水平辊侧面斜度为4％，在精轧**机架中才将轧件腿部轧成平直，成品工字钢腿部斜度为1．5％左右。 杰·普泼法 杰·普泼法综合了格林法和萨克法的优点，即吸收了萨克法斜配**孔型一次可获得较大延伸和格林法采用立压孔型便于控制腿宽的加工这两大优点。杰·普泼法的主要特点是荒轧采用萨克法斜配**孔型，精轧采用格林法开口式**孔型，在精轧**轧机上首先用圆柱立辊和水平辊把腿部压平直，然后立辊离开，仅用水平辊压腿端，后在*二架精轧**轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工。其工艺流程是：采用一架二辊可逆开坯机与两架串列布置的**机架进行轧制，这架**机架的水平辊带有7％的斜度，立辊锥度也为7％。在精轧**轧机中，因工字钢品种的不同，孔型斜度也不一样，一般为1.5％～9％。在轧件通过*二个**机架**道次时，首先用柱形立辊把轧件腿部轧平直，然后在返回道次中立辊离开，仅用水平辊直压腿端。在后一架**轧机上用水平辊和立辊对轧件进行全面加工成形。

H型钢生产线的平面布置类型 20世纪60年代以后，建筑业对H型钢用量的迅速增加，促进了H型钢厂的兴建和H型钢轧机的制造。据统计，1990年以来世界上大约有近100多套H型钢轧机，其中日本多。 目前世界上H型钢轧机的布置方式主要有两类：一类是半连续布置；另一类是全连续布置。采用半连续布置比较典型的是日本川崎公司水岛中型厂，其产品规格为H100～400mm，主要设备包括2架二辊式开坯机、4架**轧机和2架轧边机。全连续布置方式是先进的，其典型厂有美国1970年建成的宽边H型钢厂、德国萨克公司的中型厂和日本1972年投产的君津大型厂。君津大型厂产量高，工艺设备先进，其生产规格为100～500mm，主要设备有4架二辊式粗轧机组、7架**轧机及4架轧边机。 作为H型钢轧机的主体设备，**轧机近年来发展很快，大有取代老式二辊或三辊轧机的趋势。**轧机可分为两类：一种是普型材及H型钢联合轧机；一种是H型钢轧机。以**种为多，它可生产许多品种，生产灵活性大，不仅可生产H型钢， 而且还可生产重轨、圆钢、方钢、槽钢和板桩等。 H型钢的主要生产缺陷类型 为便于区别各类缺陷和分析其产生的原因，按工艺流程，钢材缺陷可以分为钢质缺陷、轧制缺陷和精整缺陷三大类。下面将按此三大类对H型钢常见缺陷一一阐述。 H型钢常见的钢质缺陷 (1)夹杂。 夹杂是指在H型钢的断面上有肉眼可见的分层，在分层内夹有呈灰色或白色的杂质，经低倍或高倍检验，这些杂质通常为耐火材料、保护渣等。造成夹杂的原因是在出钢过程中有渣混入钢液，或在铸锭过程中有耐火材料、保护渣混入钢液。夹杂会破坏H型钢的外观完整性，降低钢材的刚度和强度，使得钢材在使用中开裂或断裂，这是一种不允许有的钢材缺陷。 (2)结疤。 结疤是一种存在于钢材表面的鳞片状缺陷。结疤有与钢材本体连在一起的，也有不连为一体的。造成结疤的主要原因是浇铸过程中钢水喷溅，一般是沸腾钢多于镇静钢。局部、个别的结疤可以通过火焰清除挽救，但面积过大、过深的结疤对钢材性能影响较大，一般只好判废。 为防止带有结疤的钢坯进入轧机，通常采用火焰清理机清理钢坯表面，或采用高压水将已烧成氧化铁皮的结疤冲掉。在成品钢材上的结疤需要用砂轮或扁铲清除。 (3)分层。 分层是在H型钢断面上的一种呈线纹状的缺陷。通常它是因炼钢浇铸工艺控制不当或开坯时钢锭缩孔未切干净所致。在分层处夹杂较多，尽管经过轧制也不能焊合，严重时使钢材开裂成两半。分层使钢材强度降低，也常常造成钢材开裂。带有分层的H型钢通常要挑出判废。分层一般常出现在模铸相当于钢锭头部的那段钢材中，或发生在用**支连铸坯或后一支连铸坯所轧成的钢材上。 (4)裂纹。 H型钢裂纹主要有两种形式：一种为在其腰部的纵向裂纹；另一种为在其腿端的横向裂纹。腰部的纵向裂纹来自浇铸中所形成的内部裂纹，腿端的横向裂纹来自钢坯或钢锭的角部裂纹。无论是哪种裂纹均不允许存在，它都破坏钢材本身的完整性和强度。 H型钢常见的轧制缺陷 (1)轧痕。 轧痕一般分为两种，即周期性轧痕和非周期性轧痕。周期性轧痕在H型钢上呈规律性分布，前后两个轧痕出现在轧件同一部位，同一深度，两者间距正好等于其所在处轧辊圆周长。周期性轧痕是由于轧辊掉肉或孔型中贴有氧化铁皮而造成的在轧件表面的凸起或凹坑。非周期性轧痕是导卫装置磨损严重或辊道等机械设备碰撞造成钢材刮伤后又经轧制而在钢材表面形成棱沟或缺肉，其大多沿轧制方向分布 。 (2)折叠。 折叠是一种类似于裂纹的通常性缺陷，经酸洗后可以清楚地看到折叠处断面有一条与外界相通的裂纹。折叠是因孔型设计不当或轧机调整不当，在孔型开口处因过盈充满而形成耳子，再经轧制而将耳子压入轧件本体内，但不能与本体焊合而形成的，其深度取决于耳子的高度。另外，腰、腿之间圆弧设计不当或磨损严重，造成轧件表面出现沟、棱后，再轧制也会形成折叠。 (3)波浪。 H型钢波浪、可分为两种：一种是腰部呈搓衣板状的腰波浪；另一种是腿端呈波峰波谷状的腿部波浪。两种波浪均造成H型钢外形的破坏。波浪是由于在热轧过程中轧件各部伸长率不一致所造成的。当腰部压下量过大时，腰部延伸过大，而腿部延伸小，这样就形成腰部波浪，严重时还可将腰部拉裂。当腿部延伸过大，而腰部延伸小时，就产生腿部波浪。另外还有一种原因也可形成波浪。这就是当钢材断面特别是腰厚与腿厚设计比值不合理时，在钢材冷却过程中，较薄的部分先冷，较厚的部分后冷，在温度差作用下，在钢材内部形成很大的热应力，这也会造成波浪。解决此问题的办法是：首先要合理设计孔型，尽量让不均匀变形在头几道完成；在精轧道次要力求H型断面各部分腰、腿延伸一致；要减小腰腿温差，可在成品孔后对轧件腿部喷雾，以加速腰部冷却，或采用立冷操作。 (4)腿端圆角。 H型钢腿端圆角是指其腿端与腿两侧面之间部分不平直，外形轮廓比标准断面缺肉，未能充满整个腿端。造成腿端圆角有几方面原因：其一是开坯机的切深孔型磨损，轧出的腿部变厚，在进入下一孔时，由于楔卡作用，所以腿端不能得到很好的加工；其二是在**机组轧制时，由于**机架与轧边机速度不匹配，而出现因张力过大造成的拉钢现象，使轧件腿部达不到要求的高度，这样在轧边孔中腿端得不到垂直加工，也会形成腿端圆角；其三是在整个轧制过程中入口侧腹板出现偏移，使得轧件在咬入时偏离孔型对称轴，这时也会出现上述缺陷。 (5)腿长不对称。 H型钢腿长不对称、有两种：一种是上腿比下腿长；另一种是一个腿上腿长，而另一个腿则下腿长。一般腿长不对称常伴有腿厚不均现象，稍长的腿略薄些，稍短的腿要厚些。造成腿长不对称也有几种原因：一种是在开坯过程中，由于切深时坯料未对正孔型造成切偏，使异形坯出现一腿厚一腿薄，尽管在以后的轧制过程中压下量分配合理，但也很难纠正，终形成腿长不对称；另一种是**轧机水平辊未对正，轴向位错，造成立辊对腿的侧压严重不均，形成呈对角线分布的腿长不对称。

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