槽鋼是截面為凹槽形的長(cháng)條鋼材,屬建造用和機械用碳素結構鋼,是復雜斷面的型鋼鋼材,其斷面形狀為凹槽形。槽鋼主要用于建筑結構、幕墻工程、機械設備和車(chē)輛制造等。
中國槽鋼的進(jìn)口量大于出口量。主要產(chǎn)地是唐鋼、包鋼、山鋼、黃特、馬鋼、宣鋼、日鋼等幾家鋼廠(chǎng)。
基本情況
在使用中要求其具有較好的焊接、鉚接性能及綜合機械性能。 產(chǎn)槽鋼的原料鋼坯為含碳量不超過(guò)0.25%的碳結鋼或低合金鋼鋼坯。成品槽鋼經(jīng)熱加工成形、正火或熱軋狀態(tài)交貨。其規格以腰高(h)*腿寬(b)*腰厚(d)的毫米數表示,如100*48*5.3,表示腰高為100毫米,腿寬為48毫米,腰厚為5.3毫米的槽鋼,或稱(chēng)10#槽鋼。腰高相同的槽鋼,如有幾種不同的腿寬和腰厚也需在型號右邊加a b c 予以區別,如25#a 25#b 25#c等。
分類(lèi)
槽鋼分普通槽鋼和輕型槽鋼。熱軋普通槽鋼的規格為5-40#。經(jīng)供需雙方協(xié)議供應的熱軋變通槽鋼規格為6.5-30#。槽鋼主要用于建筑結構、車(chē)輛制造、其它工業(yè)結構和固定盤(pán)柜等,槽鋼還常常和工字鋼配合使用。
槽鋼按形狀又可分為4種:冷彎等邊槽鋼、冷彎不等邊槽鋼、冷彎內卷邊槽鋼、冷彎外卷邊槽鋼。
依照鋼結構的理論來(lái)說(shuō),應該是槽鋼翼板受力,就是說(shuō)槽鋼應該立著(zhù),而不是趴著(zhù)。
編號
①用國際化學(xué)元素符號和本國的符號來(lái)表示化學(xué)成份,用阿拉伯字母來(lái)表示成份含量:
如:中國、俄國 12CrNi3A
②用固定位數數字來(lái)表示鋼類(lèi)系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
規格設定
槽鋼的規格主要用高度(h )、腿寬(b )、腰厚度(d )等尺寸來(lái)表示,國產(chǎn)槽鋼規格從5 -40 號,即相應的高度為5 -40cm 。
在相同的高度下,輕型槽鋼比普通槽鋼的腿窄、腰薄、重量輕。18 -40 號為大型槽鋼,5 -16 號槽鋼為中型槽鋼。進(jìn)口槽鋼標明實(shí)際規格尺寸及相關(guān)標準。槽鋼的進(jìn)出口定貨一般是在確定相應的碳結鋼(或低合金鋼)鋼號后,以使用中所要求的規格為主。除了規格號以外,槽鋼沒(méi)有特定的成分和性能系列。
槽鋼的交貨長(cháng)度分定尺、倍尺二種,并在相應的標準中規定允差值。國產(chǎn)槽鋼的長(cháng)度選擇范圍根據規格號不同分為5 -12m 、5 -19m 、6 -19m 三種。進(jìn)口槽鋼的長(cháng)度選擇范圍一般為6 -15m 。
剪切工藝優(yōu)化
問(wèn)題分析
某鋼廠(chǎng)中400mm機組是以生產(chǎn)中號角鋼和槽鋼為主的型材機組,年產(chǎn)量65萬(wàn)噸,其中槽鋼產(chǎn)品規格為638~1208,產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的25%。成品槽鋼的分段作業(yè)采用1臺400t冷剪機進(jìn)行。槽鋼剪切質(zhì)量對后續工藝,特別是焊接質(zhì)量影響較大,若剪切斷口處存在塌肩、毛刺、撕裂、切斜等缺陷,則會(huì )使槽鋼對接時(shí)存在較大縫隙,影響焊接質(zhì)量,特別是強度指標,從而造成較大的安全隱患。
安鋼垂400mm機組隨生產(chǎn)節奏和產(chǎn)量的提高,上述剪切缺陷越來(lái)越突出,剪切質(zhì)量?jì)瓤剡_標率僅為94.2%。而且剪刃的使用壽命越來(lái)越短,平均每班更換一次,造成生產(chǎn)成本和職工勞動(dòng)強度增加。針對這些問(wèn)題,從工藝、技術(shù)和操作上進(jìn)行了認真分析,并提出了相應改進(jìn)措施,取得了較好效果。
1、工藝原因
該機組的設計能力為20萬(wàn)t/a,但產(chǎn)量達到了60萬(wàn)t/a,冷床區生產(chǎn)能力不足的問(wèn)題很突出,與生產(chǎn)角鋼相比,槽鋼的冷卻速度較慢,從而造成剪切時(shí)槽鋼溫度較高,極易出現塌肩、毛刺、撕裂等缺陷,并且對剪刃壽命的影響較大。
2、剪刃設計原因
槽鋼剪刃設計的基本依據是槽鋼成品孔型形狀,如圖1所示(以100#槽鋼為例)。這種設計在剪切過(guò)程中易出現以下問(wèn)題:一是槽鋼兩肩部與其他部分相比,相對較厚,所需剪切力也較大,剪刃磨損較快,剪刃使用一段時(shí)間后。這一部分相對磨損量大,致使肩部間隙較大,易出現塌肩現象;二是槽鋼兩腿與腰部處相比,由于剪切角度的影響,當剪刃磨損后,在剪切兩腿時(shí),剪切量變小,腿部剪切由通常的剪斷變成了撕斷,槽鋼腿端面極易出現毛刺;三是上、下剪刃腿部斜度與槽鋼成品孔型基本一致,這樣在剪切時(shí)腿部基本同時(shí)受力,剪切力較大,剪刃磨損較快,一方面腿端剪切壓痕嚴重,另一方面剪刃老化后,極易出現槽鋼剪切部分撕裂、毛刺較多的現象。后兩點(diǎn)是影響槽鋼剪切質(zhì)量的主要原因。
改進(jìn)措施
針對上述3個(gè)問(wèn)題,分別采取了相應措施。
1、針對冷床冷卻速度慢的問(wèn)題,在冷床區增加了水霧風(fēng)機來(lái)提高冷床區的冷卻速度,又在剪機前一個(gè)倍尺處增加了一組水霧噴頭,降低槽鋼剪切部分的溫度,從而避免了因鋼溫高而造成的剪切缺陷。
2、針對槽鋼剪刃設計存在的問(wèn)題,結合生產(chǎn)實(shí)際情況,將剪刃設計為圖2所示的形狀(以100#槽鋼為例)。上剪刃寬度由100mm改為99mm,減少上剪刃在左右方向的間隙,改善槽鋼兩角部的剪切質(zhì)量;下剪刃兩角部圓弧尺寸由R8mm改為R7mm,提高兩角部的剪切重疊量,改善槽鋼肩部剪切質(zhì)量;下剪刃上邊寬度由79mm改為80mm,下邊寬度由97mm改為94mm,使下剪刃腿端斜度小于槽鋼成品孔型斜度,這樣在腿部剪切時(shí),腿部上、下方向上不會(huì )同時(shí)受力,從而減少剪切力,改善剪切質(zhì)量。
3、通過(guò)對各規格槽鋼實(shí)際剪切質(zhì)量和剪切間隙進(jìn)行數據回歸分析,制定了每種規格的剪切間隙規范,具體為:63#槽鋼為0.20~0.30mm、80#槽鋼為0.20~0.35mm、100#槽鋼為0.25~0.35mm,120#槽鋼為0.25~0.40mm,并做出厚度為0.20~1.00mm的不同墊片。每次更換剪刃時(shí),先測量間隙,再選擇相應的墊片,確保剪切間隙控制在工藝要求范圍內。