云南国标热轧H型钢生产厂家 结构H型钢
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行 业：钢铁 建筑钢材 特殊/专业建筑钢材
发布时间：2020-11-05
热轧H型钢的优点
H型钢是一种新型经济建筑用钢。
H型钢截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30-40%；又因其腿内外侧平行，腿端是直角，拼装组合成构件，可节约焊接、铆接工作量达25%。常用于要求承截能力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等），以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等。
H-型钢是由工字型钢优化发展而成的一种断面力学性能更为优良的经济型断面钢材，尤其断面与英文字母“H”相同而得名。其特点如下：
→翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强。
→翼缘两表面相互平行使得连接、加工、安装简便。
→与焊摄工字钢相比，成本低，精度高，残余应力小，*昂贵的焊接材料和焊缝检测，节约钢结构制作成本30%左右。
→相同截面负荷下．热轧H钢结构比传统钢结构重量减轻15%-20%。
→与砼结构相比，热轧H钢结构可增大6%的使用面积，而结构自重减轻20%一30%，减少结构设计内力。
→H型钢可加工成T型钢，蜂窝梁可经组合形成各种截面形式，较大满足工程设计与制作需求。
H型钢主要用于工程，厂房设备，机械设备，桥梁，高速公路，民房等;机械性能和物理性能好，牢固，节约能源和环保的效果。H型钢是一种经济型断面钢材，广泛用于工业、建筑、桥梁、石油钻井平台等方面，据预测2005年我国H型钢需求量约250万吨，2010年需求量500万吨，但目前我国H型钢年生产能力为120万吨，市场需求量非常巨大。
H型钢常用于要求承载能力大，截面稳定性好的大型建筑如：厂房、高层建筑以及桥梁、船舶、起重运输机械、设备基础、支架、基础桩等工程，H型钢能替代工字钢使用吗？ H型钢和工字钢存在一些差别，H型钢做为一种新型经济建筑用材，因截面形状经济合理、力学性能好；轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小；与普通工字钢相比，具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点。可使建筑结构减轻30-40%；又因为H型钢腿内侧平行，腿端是直角，拆装组合成构件。可大大的节约焊接、铆接工作量。 所以H型钢可以代替工字钢使用，但是工字钢不能代替H型钢，因为工字钢的边长小，高度大，只能承受单方向的力。H型钢槽深，厚度大，可以承受两个方向的力。 随着钢结构建筑的发展需要，只有工字钢是不行的，就是加厚工字钢，用于承重柱容易失稳。工字钢只能用于横梁，而H型钢才能用于结构的承重柱。
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，但施工成本显着增加且难以在滩涂、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。
提高H型钢性能的方法 H型钢作为结构用材料，广泛应用于高层建筑、工业厂房、码头、桥梁、地下巷道等大型工程。根据这些工程结构设计的要求，H型钢应具备如下性能： (1)良好的可焊性； (2)高的抗张强度和屈服强度； (3)高的抗疲劳强度； (4)良好的抗断裂韧性； (5)均匀的材料强度与塑性。 有关金属材料的研究告诉人们，提高H型钢性能的冶金途径主要有以下八条： (1)关于提高H型钢的强度，可以通过增加碳含量使珠光体量增加，从而达到提高材料抗张强度的目的。但为使材料不因碳含量提高而损害材料的可焊性和抗断裂强度，一般其碳含量上限不**过0．2％。 (2)向钢中添加合金元素，如硅、锰、铬、镍等，利用合金元素在铁素体中的固溶强化作用，也可显着提高金属材料的强度。但合金元素的加入也会使材料的可焊性变差，一般认为加入的合金元素总量应限定在1．5％以下。 (3)通过热处理，借助马氏体转变，可提高金属材料的强度和硬度。 (4)通过冷加工变形，提高金属晶体的位错密度，从而提高强度。 (5)铌、钒、钛等合金元素的沉淀硬化作用对铁素体晶粒直径的影响与终轧温度有关，终轧温度越低，晶粒直径越小，沉淀硬化作用越大，尤其是铌和钒。而且沉淀硬化可使金属材料的屈服强度提高，同时可以降低金属的脆性转变温度。金属的韧性很大程度上取决于其硫的含量和硫化物夹杂的种类。欲使钢材具有良好的韧性，其硫含量应控制在0．0029％以下，同时要控制硫化物和氧化物形状。 (6)通过晶粒再结晶，尤其是加入有利于晶粒细化的元素，如铌、钛、钒等，均可促使晶粒细化，使屈服强度提高，韧性改善。对铌而言，其大加入量为0．03％～0．04％。 (7)对H型钢而言，控制轧制是提高其性能的主要手段。**的有关研究指出，对于普通碳素钢及低合金钢钢材，其性能主要取决于终轧温度、变形程度和晶粒尺寸。低的终轧温度可以提高其抗断裂强度。实验表明，终轧温度每低10℃，屈服强度可以增加13MPa，抗张强度增加10MPa。增加金属的变形程度有利于其韧性的提高。而微量合金元素的作用则是通过晶粒细化和沉淀硬化来使钢材强韧化。在H型钢轧制过程中，控制冷却是提高钢材性能的简单易行的办法。通常是控制**精轧机前的冷却，使从**粗轧机过来的轧件温度从大约1050～1100℃降到850℃，然后再送入**精轧机轧制。从1050℃降到850℃，大约需要120s。通常采用气水冷却，喷雾时间与空冷时间为1∶3。冷却装置安放在**粗轧机后的工作辊道旁，喷嘴在高度和宽度上可以调整。在**精轧机后的冷却，对H型钢残余应力水平的控制更为关键。H型钢这时要从850℃降到80℃，大约需要110s。为使整个断面温度均匀降低，还要对H型钢的腿部进行冷却。通常也是采用喷雾冷却，同时在冷床上采用空冷，使其腰、腿温差变小。如控制不当，常常会出现腰部波浪或腿部波浪，或很大的残余内应力。总之，要使H型钢具有良好的外形和性能，就必须严格轧制工艺中的塑性形变，选择佳终轧温度和冷却速度。当以连铸坯为原料时，H型钢的性能将受到塑性变形程度、夹杂物分布、加热温度、终轧温度、冷却强度等因素的影响。 (8)用于建筑业的H型钢，通常采用低碳或**低碳合金钢。具体钢种则根据终用途而定。 马钢**轧钢厂的生产工艺与设备 该轧钢厂以H型钢为主要产品，一期工程年产60万t，其中H型钢42万t。二期工程年产100万t；其中H型钢为82万t。全厂是采用世界H型钢新工艺组织生产，主要设备是从德国曼内斯曼·德马克·萨克公司、西门子公司和美国依太姆公司引进的。马钢**轧钢厂这条H型钢生产线是中国目前生产H型钢装备水平好、自动化程度高的生产线。 这条生产线以连铸异形坯为原料，采用步进式加热炉加热，选择了二辊式大行程开坯机、**粗轧机组可逆轧制和**精轧成形工艺流程。在**轧机上装有AGC辊缝自动控制系统和快速换辊装置。热锯采用计算机精确定位。冷床为液压步进式冷床，并预留了今后进行长尺冷却的位置。矫直机采用9辊式辊距可调悬臂矫直机。检查台后还专门配备了自动堆垛和打捆设备。全厂生产管理采用计算机三级控制。该厂无论工艺设备还是自动化程度均是当今世界上**的。 该厂的工艺装备特点是： 其坯料采用连铸异形坯和连铸矩形坯，采用连铸异形坯轧制H型钢是轧制H型钢的新工艺，它大大减少了轧制道次，变形均匀，轧制尺寸精度高。 该厂主体设备如轧机、热锯、矫直机等均是由德国德马克公司设计制造的，主辅传动电机和自动化控制系统是由德国西门子公司供应的，这些主体设备性能优良、操作方便。另外，该厂还从国外引进了相应技术软件，如辊缝零位自动调整技术(德国德马克公司**)、UBS**型钢轧制模拟系统软件和交流传动的矢量控制技术等，保证该厂从轧机调整、孔型设计到主辅传动各方面都处于世界*水平。 该厂的先进计算机系统实现了从原料入厂到成品发货生产全过程的自动化管理。其三级计算机系统，保证了全厂经营管理、生产过程控制和工序操作始终处于受控佳状态，为提高企业效益提供了可靠保证。 莱钢H型钢厂的生产工艺与设备 该厂设备由日本新日铁和东芝公司提供。工艺操作设备总重11000t，其中轧线设备7560t。电气设备装机总容量为23176kW。该车间年生产能力为50万t，其中H型钢35万t。该车间总投资约为88821万元。 该车间采用短流程型钢生产工艺，从连铸开始，经热装、连轧、冷却、矫直、锯切、检查、堆垛、打捆等工序，是目前我国一条水平较高的型钢生产作业线。
