一种冷弯J型钢及其制造方法

摘要

本发明公开一种冷弯J型钢及其制造方法，所述冷弯J型钢具有设定厚度，底部有圆弧，圆弧一端有长直边，圆弧另一端有短直边，短直边与长直边形成夹角。所述冷弯J型钢的制造方法包括：(1)带钢选择阶段；(2)冷弯J型钢粗轧阶段；(3)冷弯J型钢精整阶段；(4)轧制变形过程每一道次圆弧弧长由短变长，轧辊圆弧半径由大变小，最终与产品值相等；(5)圆弧中心始终设置在轧制线上。本发明有益效果是：本发明工艺能保证产品圆弧在轧制过程中不跑偏，确保圆弧的完整性；轧制后圆弧段能达到规定的尺寸；能确保J形冷弯型钢圆弧圆滑过渡，产品具有良好的品质；工艺合理，替代进口同等产品，为国家节省了资金。

权利要求

1.一种冷弯J型钢，其特征在于，所述冷弯J型钢具有设定厚度(δ)；冷弯J型钢的横截面包括：设置在底部的圆弧(2)；在圆弧(2)一端水平中心线(X-X)以上设置有长直边(1)，在圆弧(2)另一端设置有短直边(3)，该短直边(3)是沿其轧制角为86.5°的圆弧(2)的切线形成并与长直边(1)形成夹角(γ)；所述短直边(3)和长直边(1)的高度比为：

1/3--1/4；所述厚度(δ)和圆弧(2)的圆弧半径(R)相比为：63％--64％；所述夹角(γ)为3°--5°。

2.根据权利要求1中所述的一种冷弯J型钢，其特征在于，所述长直边(1)满足以下精度要求：直线度：0.066％；扭曲度：0.099％；平面度：≤0.2mm；高度公差：±0.2mm。

3.一种制造如权利要求1所述的冷弯J型钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上，由多道轧辊连续辊压成型，该方法包括如下阶段：(1).带钢选择阶段：按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度，按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段；

(2).冷弯J型钢粗轧阶段：轧辊变形过程共分为12道次，其中粗轧阶段为第1道次至第9个道次，粗轧阶段中采用上、下成对的变形轧辊，将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段；其中在第1道次至第7道次中，长直边轧制角小于短直边轧制角；在第8道次至第9道次中，长直边轧制角大于短直边轧制角；

(3).冷弯J型钢精整阶段：在轧辊变形过程中，第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整，使其达到各项精度要求；

(4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长，每一道次上的轧辊圆弧半径(R)值由大变小，最终与产品的圆弧半径(R)值相等；

(5).轧制变形过程中，圆弧(2)的中心(O)始终设置在轧制线(Y-Y)上。

4.根据权利要求3中所述的一种冷弯J型钢的制造方法，其特征在于，在第1道次至第

9道次中的每两道次轧辊之间设置有一道立辊；第10道次、第11道次采用四辊分离式矫直头，以确保长直边(1)的平面度和直线度；第12道次采用土耳其头矫直机，调整冷弯J型钢的扭曲度。

说明书

一种冷弯J型钢及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种冷弯J型钢及其制造方法。

背景技术

[0002] 目前，在地铁及轻轨的轨道上采用复合导电轨结构，上述复合导电轨是由双金属材料复合而成，即：型材本体和在该型材本体外附上耐磨覆层，所述耐磨覆层通常采用冷弯J型钢制成。作为复合导电轨的冷弯J型钢，要求其表面精度很严格，只有具备合理及严格的加工工艺，才能确保该冷弯J型钢达到其质量要求。为达到上述产品的质量要求，通常采用的加工工艺是在辊轧设备生产线上连续辊轧冷弯成型。

[0003] 近期，有人对冷弯J型钢及其轧制工艺申请了专利，其专利公开号为CN101067470；名称为：J字形冷弯型钢结构及轧制工艺。该专利文献公开如下工艺步骤：
①.轧制过程分12道次；②每道次轧制变形中的上轧辊圆弧半径与产品圆弧半径始终相等；③.轧制变形过程中，产品的圆弧圆心在变形过程中移动，该圆弧圆心偏离轧制线，距离由大变小至0，最终才将产品圆弧圆心与轧制线重合。

[0004] 上述专利文献公开的轧制工艺仅适用于特定的J字形冷弯型钢，即：型钢的厚度与其圆弧半径值比等于80％；圆弧半径两侧直线段相差很大，且相互平行。

[0005] 上述专利文献公开的轧制工艺不能完全适用轧制其他形状的冷弯J型钢，特别是对型钢的厚度与其圆弧半径值比小于80％、圆弧半径两侧形状不对称，且圆弧半径两侧直线段之间形成一定角度的冷弯J型钢。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种适用型钢的厚度与其圆弧半径值比小于80％、圆弧半径两侧形状不对称，且圆弧半径两侧直线段之间形成一定角度的一种冷弯J型钢及其制造方法。

[0007] 解决上述技术问题的技术方案是：

[0008] 一种冷弯J型钢，所述冷弯J型钢具有设定厚度；冷弯J型钢的横截面包括：设置在底部的圆弧；在圆弧一端水平中心线以上设置有长直边，在圆弧另一端设置有短直边，该短直边是沿其轧制角为86.5°的圆弧的切线形成并与长直边形成夹角；所述短直边和长直边的高度比为：1/3--1/4；所述厚度和圆弧的圆弧半径相比为：63％--64％；所述夹角为3---5度。

[0009] 一种冷弯J型钢的制造方法，所述制造方法是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上，由多道轧辊连续辊压成型，该方法包括如下阶段：(1).带钢选择阶段：按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度，按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段；(2).冷弯J型钢粗轧阶段：轧辊变形过程共分为12道次，其中粗轧阶段为第1道次至第9个道次，粗轧阶段中采用上、下成对的变形轧辊，将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段；其中在第1道次至第7道次中，长直边轧制角小于短直边轧制角；在第8道次至第9道次中，长直边轧制角大于短直边轧制角；(3).冷弯J型钢精整阶段：在轧辊变形过程中，第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整，使其达到各项精度要求；(4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长，每一道次上的轧辊圆弧半径值由大变小，最终与产品的圆弧半径值相等；(5).轧制变形过程中，圆弧的中心始终设置在轧制线上。

[0010] 本发明的有益效果是：本发明制造冷弯J型钢选用一种截面轻型薄壁钢材，也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。它是以热轧或冷轧带钢为坯料经弯曲成型制成的截面形状为J型尺寸的型钢，本发明具有以下优点：

[0011] 1).本发明方法，在轧制变形过程中，冷弯J型钢的圆弧中心与设备轧制线重合，这样可以保证产品圆弧在轧制过程中不跑偏，确保圆弧的完整性。

[0012] 2).轧制变形过程中，在第1道次至第7道次中，冷弯J型钢长直边轧制角小于短直边轧制角，这样能保证轧制后圆弧段能容易的达到规定的尺寸；当在第8道次至第9道次中，长直边轧制角大于短直边轧制角，这样能保证轧制后短直边能顺利的沿轧制角86.5°的切线延伸，同时也保证冷弯J型钢短直边与长边形成所要求的夹角γ。

[0013] 3).在轧制变形全部过程中，每一道次的圆弧弧长由短变长，每一道次上的轧辊圆弧半径R值由大变小，最终与产品的R值相等。这样能确保J形冷弯型钢圆弧圆滑过渡，保证产品质量。

[0014] 4).本发明制成的冷弯J型钢因质量好，工艺合理，替代进口同等产品，为国家节省了大量资金。

附图说明

[0015] 图1是本发明冷弯J型钢结构示意图；

[0016] 图2是本发明冷弯J型钢实施第1道轧制变形工艺图；

[0017] 图3是本发明冷弯J型钢实施第2道轧制变形工艺图；

[0018] 图4是本发明冷弯J型钢实施第3道轧制变形工艺图；

[0019] 图5是本发明冷弯J型钢实施第4道轧制变形工艺图；

[0020] 图6是本发明冷弯J型钢实施第5道轧制变形工艺图；

[0021] 图7是本发明冷弯J型钢实施第6道轧制变形工艺图；

[0022] 图8是本发明冷弯J型钢实施第7道轧制变形工艺图；

[0023] 图9是本发明冷弯J型钢实施第8道轧制变形工艺图；

[0024] 图10是本发明冷弯J型钢实施第9道轧制变形工艺图。

[0025] 图中符号说明：JSP-1至JSP-9：上轧辊；JXP-1至JXP-9：下轧辊；JL-1至JL-9：立辊；1：长直边；2：圆弧；3：短直边；α1至α8：长直边轧制角；β1至β8：短直边轧制角；
γ：长直边与短直边的夹角；R：圆弧半径；H1：长直边高度；h：短直边高度；δ：冷弯J型钢的厚度；H：冷弯J型钢整体高度。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明的实施例进一步详述。

[0027] 图1是本发明冷弯J型钢实施结构示意图。

[0028] 如图1所示，本发明提供一种冷弯J型钢，所述冷弯J型钢具有设定厚度δ；冷弯J型钢的横截面包括：设置在底部的圆弧2；在圆弧2一端水平中心线X-X以上设置有长直边1，在圆弧2另一端设置有短直边3，该短直边3是沿其轧制角为86.5°的圆弧2的切线形成并与长直边1形成夹角γ；所述短直边3和长直边1的高度比为：1/3--1/4；所述厚度δ和圆弧2的圆弧半径R相比为：63％--64％；所述夹角γ为3°-5°。

[0029] 所述长直边1满足以下精度要求：直线度：0.066％；扭曲度：0.099％；平面度：≤0.2mm；高度公差：±0.2mm。

[0030] 本发明实施例中冷弯J型钢的具体参数如下：厚度δ为4.8mm；截面底部圆弧半径R为7.5mm；厚度δ与截面底部圆弧半径之比为64％；圆弧半径R两侧不对称，长直边1的轧制角为90°，短直边3的轧制角为86.5°；所述短直边3设置在沿其轧制角为86.5°时与圆弧R交点的圆弧R切线上。该短直边3与长直边1形成夹角γ为3°30’。

[0031] 本发明还提供具有上述冷弯J型钢的制造方法，所述制造方法是将纵剪带钢放在连续辊压生产线上，由多道轧辊连续辊压成型，该方法包括如下阶段：

[0032] (1).带钢选择阶段：按照冷弯J型钢的厚度选择带钢的厚度，按照冷弯J型钢的横截面展开长度选择带钢的宽度阶段；

[0033] 本发明实施例的冷弯J型钢成品是：厚度δ＝4.8mm；圆弧半径R＝7.5mm；冷弯J型钢总高H＝44.45mm；短直边高度(最大)h＝12.2mm；(最小)h＝10.5mm；采用带钢规格为：4.8×65.5；材质为不锈钢，进行纵剪。

[0034] (2).冷弯J型钢粗轧阶段：轧辊变形过程共分为12道次，其中粗轧阶段为第1道次至第9道次，粗轧阶段中采用上轧辊、下轧辊成对的变形轧辊，将带钢轧制为粗轧成型的冷弯J型钢阶段；其中在第1道次至第7道次中，长直边轧制角小于短直边轧制角；在第8道次至第9道次中，长直边轧制角大于短直边轧制角；具体操作步骤如下：

[0035] ①.第1道次对带钢进行整形：

[0036] 如图2所示，上轧辊JSP-1、下轧辊JXP-1成对的轧辊对带钢进行整形，将带钢拉直、压平，带钢在此道次中不变形。

[0037] ②.第2道次轧辊变形：

[0038] 如图3所示，上轧辊JSP-2、下轧辊JXP-2是成对的变形轧辊；长直边轧制角α1＝15°、短直边轧制角β1＝17°；β1＞α1。上轧辊JSP-2圆弧半径R1＝57mm。

[0039] ③.第3道次轧辊变形：

[0040] 如图4所示，上轧辊JSP-3、下轧辊JXP-3是成对的变形轧辊；长直边轧制角α2＝30°、短直边轧制角β2＝34.7°；β2＞α2。上轧辊JSP-3圆弧半径R2＝27mm。

[0041] ④.第4道次轧辊变形：

[0042] 如图5所示，上轧辊JSP-4、下轧辊JXP-4是成对的变形轧辊；长直边轧制角α3＝45°、短直边轧制角β3＝53°；β3＞α3。上轧辊JSP-4圆弧半径R3＝17mm。

[0043] ⑤.第5道次轧辊变形：

[0044] 如图6所示，上轧辊JSP-5、下轧辊JXP-5是成对的变形轧辊；长直边轧制角α4＝60°、短直边轧制角β4＝72°；β4＞α4；上轧辊JSP-5圆弧半径R4＝12mm。

[0045] ⑥.第6道次轧辊变形：

[0046] 如图7所示，上轧辊JSP-6、下轧辊JXP-6是成对的变形轧辊；长直边轧制角α5＝70°、短直边轧制角β5＝76.4°；β5＞α5；上轧辊JSP-6圆弧半径R5＝10mm。

[0047] ⑦.第7道次轧辊变形：

[0048] 如图8所示，上轧辊JSP-7、下轧辊JXP-7是成对的变形轧辊；长直边轧制角α6＝80°、短直边轧制角β6＝81.9°；β6＞α6。上轧辊JSP-7圆弧半径R6＝8.6mm。

[0049] ⑧.第8道次轧辊变形：

[0050] 如图9所示，上轧辊JSP-8、下轧辊JXP-8是成对的变形轧辊；长直边轧制角α7＝85°、短直边轧制角β7＝83°；在此道次中β7＜α7，是为了达到产品最终长直边与短直边的夹角γ的要求；上轧辊JSP-8圆弧半径R7＝7.9mm。

[0051] ⑨.第9道次轧辊变形：

[0052] 如图10所示，上轧辊JSP-9、下轧辊JXP-9是成对的变形轧辊；长直边轧制角α8＝90°、短直边轧制角β8＝86.5°；β8＜α8；在短直边轧制角为86.5°时，短直边沿上轧辊JSP-9圆弧切线形成，短直边与长直边形成夹角γ＝3°30’±30’。上轧辊JSP-9圆弧半径R8＝7.5mm。

[0053] 在第1道次至第9道次中的每两道次轧辊之间设置有一道立辊；所述的立辊是JL1、JL2、JL3、JL4、JL5、JL6、JL7、JL8、JL9。立辊起导向和定位的作用，不参加变形。

[0054] (3).冷弯J型钢精整阶段：在轧辊变形过程中，第10道次至第12道次是对粗轧成型的冷弯J型钢进行精整，使其达到各项精度要求；具体精整如下：

[0055] ①.第10道次、第11道次采用四辊分离式矫直头，以确保长直边1的平面度、直线度，以达到产品规定要求；

[0056] ②.第12道次采用土耳其头矫直机，调整冷弯J型钢的扭曲度，以达到产品规定要求；

[0057] (4).轧制变形全部过程中每一道次的圆弧弧长由短变长，即在第1道次至第9道次变形全部过程中，每一道次上的轧辊圆弧半径R值由大变小，最终与产品的圆弧半径R值相等；

[0058] (5).轧制变形过程中，圆弧2的中心O始终设置在轧制线Y-Y上，即圆弧2的中心O始终与轧制线Y-Y重合。