H型钢及薄壁型钢矫直技术

H型钢作为一种经济断面型钢，具有重量轻、承载能力大、外形美观、易于铆接、节约工时、降低造价等优点，已经被广泛应用在工业与民用钢结构中，具有非常广阔的应用前景。

由于H型钢的断面结构相对其它形式型钢存在着腰高腿薄等特点，加之在国内的生产刚刚起步，对其生产过程技术的基础研究还缺乏深入的工作。莱钢H型钢矫直在投产初期沿用日本提供的工艺规范，但因对理论机理缺乏系统了解，致使工艺和规格调整困难，矫后产品存在较大的几何缺陷。后改用起大变形的矫正工艺，使工艺调整方便，但轧件矫后的在腿腹交界处出现氧化皮脱落和微观裂纹等缺陷，严重影响了产品质量和外观形象，成为当前亟待解决的实际问题。本项目通过理论计算分析、计算机模拟仿真和测试、试验研究等手段，首次对H型钢的结构特点和矫直过程进行了深入的研究，全面掌握了H型钢的矫直性能及合理矫正工艺确定原则。本项目工作主要内容及取得的成果主要有：

通过现场实测，掌握了典型H型钢矫直前后几何状态，为理论研究和合理工艺确定提供了基础数据；典型H型钢矫直前的弯曲数学模型基本可确定为正弦曲线与多项式的叠加，而且局部弯曲最大出现在两端。经过分析计算，原始挠度值在辊距范围内变化不大，即确定反弯挠度时可根据弯矩分布而不必考虑原始挠度的影响。

通过对典型H型钢矫直前后组织、性能的研究，确定了原有矫正缺陷的特征和形成原因；确定了以改变大变形矫正工艺的问题所在。矫直对工件的机械性能和金相组织影响不大，但个别辊过大的反弯及不同规格间近似的压下量明显造成产品表面缺陷，甚至断面上的过分超出屈服极限直至整个断面的全塑性变形。

H型钢矫正过程的弹塑性理论及合理矫直工艺的研究。从理论上全面掌握了H型钢的结构特点和矫直性能，结合弹塑性理论和传统矫直理论分析了H型钢矫正过程。建立了合理的H型钢矫正工艺的确定原则，并给出了典型规格H型钢的矫正工艺参数及计算程序。

通过典型H型钢矫直过程的数值模拟，进一步验证了原有矫正缺陷的形成原因及本工艺理论的正确性。

分析了当前及历史压下量的利弊，破译了日本设备引进时的随机调整参数的理论基础。结合理论分析给出了更为科学的压下调整方案，试验证明了其科学实用性。为小变形矫直工艺的完善打下基础。

本项成果在H型钢矫正的性能研究，H型钢矫正过程的弹塑性理论、H型钢矫正过程的三维有限元仿真及H型钢小变形矫正工艺设计原则等方面均取得不同程度的创造性成果，充实了矫正基础理论和矫正工艺设计思想，在国内外未见同类成果。