h型钢生产工艺

h型钢生产工艺（7篇）

1.h型钢生产工艺 篇一

H型钢的QC检验工作总结

殷工：

您好，我先自我介绍一下自己，我叫张忠方，今年刚从济宁职业技术学院毕业，参加咱公司在我们学校的面试有幸被录取，在今年一月十四日来到公司的烟台场地开始做QC检验员。

我来到场地后，因为以前从没接触过这一行业所以就先从基本的做起，负责这一场地PL19-3-E钻机模块项目上的H型钢的制作检验，到现在为止我一共检验了255根型钢（含报废四根），除报废四根其余合格率100%，以下就是我对H型钢检验的工作总结。

开始做一新行业我觉得就跟学一门新课程一样，入门很关键，有一个好的开始会对自己接受一项新事物增加很多信心，在这一点我很幸运我觉得这是公司的文化带给我的，因为有罗工和席工还有公司其他人对我无私的帮助，对于工作上的疑问他们从没藏着都是尽心尽责的帮我解答，这给我融入公司的环境和工作的环境很大的信心。

H型钢的检验过程按先后顺序我把它分为钢板的材料验收检验，钢板的下料检验，切割完后的组对检验，组对完后的外观检验四大过程。这四大过程每一个又分把施工方报来的报检单用电脑做出发给业主，QC到场地检根据报检单检相应的工件，感到合格后让业主来看，业主同意合格后出报告。

首先是钢板的材料验收检验，在做这项检验首先要先处理好施工方送来的报检单，对于施工方最好要求他提前报检以保证自己的检验时间充足，用电脑做报检单最主要的就是细心做到不要填错，因为有的业主对这一点要求很严尤其是对于新人，他会先从你发给他的报检单挑毛病，做好这一点是让他对自己认可的第一步。报检单发完后就是准备到现场检验，对于H型钢的钢板验收检验要拿齐被检钢板的材质证书，报检单，还有测厚仪及粘合剂。检验时对照报检单找到要检的钢板，然后对照材质证看钢板上的标识是否一致，这一些都合格后再用测厚仪测钢板厚度，一般情况下在这一过程业主是全程监督的不会是我检完后才来看的。下面是我检验过程中发现的问题，在所检的钢板中有一张是这样的，首先是施工方没提供材质证书，再捡的过程中厚度是没问题的但这块钢板的标识很不规范Q345B一个字比一个字大，所以业主就不同意，材质证书下来后业主看过就同意用了，所以说这一过程材质证书是很重要一点，一定不能忽略掉。

接下来就是钢板的下料检验，这一过程主要检施工方在钢板上的划线尺寸标识和钢印是否正确，这一过程我感觉要注意的一点就是检验时不要忘记看所下料的钢板是否正确，（建议最先看）否则一切都等于白检了。再就是图纸问题，施工过程中可能为了方便或节约钢板会把图纸中在两张相同的钢板的料下在一张板上，只要是合理的是可以接受的但一定要在图纸上标清楚留作出报告用，这一过程还是比较简单的。

第三是切割完后的组对检验，这一过程是很重要的，因为它直接决定着最后一步的外观检验，在这一过程我是按照康菲公司递交来的标准规范文件（见附表）来检的，这一过程分尺寸和焊接两块，有焊接缺陷的让施工方处理掉焊接前要除锈预热，我觉得最主要的还是尺寸控制上，首先让施工方尽量把H型钢组对的尺寸控制在误差范围内，但不可避免会出现尺寸在允许误差外的，下面是我碰到过的几种情况；第一种是大小头形式，就是型钢两翼板之间距离一端大一端小，因为允许误差是+-2mm,如果一端大4mm一端小2mm。先不要急着否定型钢的尺寸质量，因这里面就要考虑一个焊接顺序问题了，先让施工方焊端口大的一端，焊接完后一平均差不多会在2个以内，这样业主也是会同意的，第二种就是两边都小或都大（很少）了，这样就要量一下腹板的宽度，再加上两个翼板的厚度看是否根图纸对起来，对起来了说明是组对点焊时焊接收缩严重出现踏边现象，这样在以后是能在调直机上调过来的，也可以接受的。对不起来说明切割时出现问题把腹板切小或大了。再就是一定要把型钢的中心量出来，因为外观看时有焊道阻碍就会有误差。

最后是组对完后的外观检验，这一步是最重要的，因为这直接决定着型钢能否用在以后的结构上，这就要严格按照业主递交的标准（附表），一点马虎不得，在这里面还要有一个工作过程中的质量控制。H型钢的焊接是埋弧自动焊焊接缺陷相对其他焊接要少一些，所以我先说一下尺寸上要注意的问题，报废的四根型钢就是出在尺寸上，H型钢的调直首先是在调直机上调节翼板的水平，而报废四根的型钢就是因为调直机出问题导致机器把四根型钢的腹板压弯，最后通过火焰调直千斤顶压变回一些来，但当时业主的一个形象解释就是一根铁条把它硬掰一个大弯然后在硬掰回来很可能就断了。接下来就是刚才提到的火焰调直，火焰调直首先要在平时的巡检中给它检一下温度，温度是要控制在550℃以下，火焰调直运用的原理就是热胀冷缩，主要靠的是冷后的回缩，因为回缩的量要比涨的量大。在H型钢外观的焊缝主要存在的缺陷是咬边和气孔，还稍微有些以前切割遗留下来的母材伤害，组对遗留下来的飞溅，焊脚小，需要过渡的大的凸起，缺肉。外观看完后每道焊缝需做25%的MT。

最后我谈一点初浅的感受。我感觉QC（质量控制）不仅仅是对最后结果检测，在整个制作过程中都是有体现的，在巡检中能发现一些问题并能及时处理或报给项目组处理。在现场的沟通很重要，提高自己的沟通能力对提高自己的工作效率有很大帮助，因为做一项检验可能会跟固定一些人接触一段时间所以不管是施工方还是业主根他们关系处理好了，他们是很乐意帮助我们的。对于H型钢的检验到现在我感觉并不要单纯的去检它合不合格，而是在型钢的制作过程中也要尽量帮助施工方让他们把型钢做合格。

以上是我自己初浅的观点，有不足或错误之处还恳请殷工指正，祝您开心如意每一天！

（附表）

5.2 Tolerance for prefabrication H-beamH型钢制作偏差

Per AWS D 1.1 we define the fabrication tolerance for prefabrication H-Beam as follow, tolerance for skidding girder is shown on corresponding drawing.根据AWSD1.1规定制作H型钢的钢结构偏差如下，型材偏差与图纸一致。

A-depth over theoretical ~ under theoretical: ±2 mm.B – flange width over theoretical ~under theoretical: ±3mm.T – flange out of square: T≤ 4mm.（对角线之差）E – web off center: E≤ 2mm.F – web cambering: F≤ 4mm.C – max depth at cross-section over theoretical depth ≤ ±2mm.Ends out of square: ≤ 1.6mm per 100mm.Permissible offset in abutting joint members: 0.1 time thick of plate, or 3mm, whichever is smaller.The welding seam should be grinded smoothly.对接接头补偿量：0.1英寸或3mm，取小值。焊缝应被压平。

9)Vertical cambering & horizontal cambering

≤3mm per 3000mm.≤10mm per 12m,And total≤0.1%L(full length, m)mm垂直弯曲和水平弯曲：≤3mm每3000mm.≤10mm每12m,总计1)2)3)4)5)6)7)8)C0.1L（总长，m）mm。

10)The primary H beam ‘s cambering tolerance is no more than 3mm/1000mm.

2.h型钢生产工艺 篇二

目前,结合我国冶金工业实施产品结构调整,莱芜钢铁公司与国际著名机械制造企业西马克梅尔公司联合新建一条大型H型钢生产线,产品覆盖H250 mm×250 mm~H900 mm×300 mm以及槽钢、角钢、履带钢等多个品种规格。一级和二级自动化系统选用西门子PCS7系列产品及网络设备,达到了控制的最优化配置。

轧机主传动系统的性能优劣直接影响到生产效率和产品质量,因此主传动设备的选型尤为重要。本文借鉴国内外轧机传动的成功应用经验,对目前轧钢系统应用较为广泛的两种主传动系统:交-交变频调速系统和交-直-交变频调速系统进行研究对比,为莱钢大型H型钢生产线主传动系统选型决策提供技术支持,并总结工程实践中的成功应用经验。

1 主传动选型研究

1.1 系统典型应用经验

1)马鞍山钢铁公司大型H型钢生产线于1998年投产运行,采用可逆式轧机,主传动系统采用西门子交-交型变频器,为了消除谐波提高电网功率因数,设置了滤波器和SVC无功补偿装置。

2)莱钢中型H型钢生产线于1999年投产运行,采用串列式连轧机组,主传动采用东芝交-直-交型变频器,仅在35 kV和6 kV增设滤波器。

3)西班牙西尔萨型钢生产线于2001年投产运行,全部采用ABB交-直-交型变频器,无需增设滤波和无功补偿装置。

4)攀枝花钢铁公司重轨生产线采用可逆式轧机,选用交-交型主传动系统,设置滤波和无功补偿装置。

从以上4条国内外型钢生产线布局看,工艺方式决定了轧机的布置方式,而对交-交和交-直-交类型主传动的选择基本平分秋色。

1.2 对两种系统的研究

1.2.1 国内外技术及应用发展状况

目前,国内大型轧钢机主传动系统多采用交-交变频调速传动装置,部分新建生产线尤其是轧制速度较高的轧钢生产线采用了交-直-交变频调速传动装置。国外著名电气公司诸如SIEMENS,ABB,TOSHIBA-GE等都拥有自主开发的大功率交-交和交-直-交两种变频传动系统。交-交型变频器在大型轧钢机上的成熟应用始于20世纪80年代初期,这类设备发展的基础是先进的矢量控制理论和应用软件以及大功率的晶闸管在交流调速系统中得到广泛应用,因此各公司制造的此类设备具有较为相通的特点,如采用运算速度较快的Inter CPU作为主处理器,采用大功率光电触发的晶闸管作为整流和逆变元件,中大功率通常采用风冷却方式,特大型负载采用水冷方式等。代表性的产品主要有SIMOVERT D,ACS6000C,TOSVERT-μ/S850W等。

进入20世纪90年代后,交-直-交型变频器逐渐在轧钢机负载上得到应用,主要集中在7000 kW及以下功率中、高速轧钢主传动。多电平PWM控制技术、直接转矩控制技术得到较快发展,相应的功率元件例如IGCT,IEGT等在耐压等级、电流容量上有较大幅度提高。水冷是这类传动的主要冷却方式。代表性的产品主要有SIMOVERT ML2,ACS6000,TMdrive-70等。

交-交变频器在我国国内应用较早,1985年成功引进第1套,采用的控制技术较为成熟。以天津电气传动设计研究所(TRIED)马小亮为代表的国内工程技术人员以及科研开发人员对这项技术进行了较为透彻的研究和应用,尤其是交-交变频器使用的大功率电力电子元件——晶闸管基本实现了国产化,使得整套设备的进口比降低,从而减少了一次性投资。轧钢机系统应用的大功率交-直-交型变频器基本都由国外著名电气公司成套提供,价格不菲,这也是影响此类设备在中国冶金系统大量应用的主要制约因素。

1.2.2 参数对比

不同的传动系统其参数对比见表1。

以上项目的对比是基于近几年两种主传动系

统应用实例汇总而来,系统的实际性能随着技术的不断进步也在提高。

2 莱钢大型H型钢主传动选型方案研究

2.1 选型依据及工艺要求

主传动系统(见图1)包括粗轧机主传动和万能精轧机主传动,粗轧机与精轧机组均为可逆式轧机,实现往复轧制。精轧机组为串列式紧凑轧机,按照UR-E-UF排列,轧机间距为4 m。

主电机参数如下。

功率:万能轧机UR/UF,5500 kW 60/150 r/min;轧边机E,2500 kW,100/275 r/min。

过载能力:115%时连续,125%时2 h,250%时60 s。

控制精度要求:<0.8%。

动态响应要求:>10 rad/s。

电源条件:中压配电电压(35±0.1) kV。

2.2 选型方案对比

对传动设备的选型要以综合考虑轧机传动系统总体配置为基础,而不单单局限于对变频器的确定。因此,选型方案中包括了与变频、轧机相关联的主要设备参数见表2。

表2 选型方案对比

Tab.2 Compare of type selection schematic

交-交系统结构及交-直-交系统结构分别如图2、图3所示。

综合以上指标,对两种选型方案对比如下。

1)变压器:

交-直-交系统配套主整流变压器容量大大缩小。

2)电缆:

交-交变频器输出电压低,工作电流大,电缆尺寸相应大;交-直-交变频器输出电压高,电缆耐压等级需要提高。

3)电机:

交-交传动配套的低速同步电机转动惯量大,总重量大,投资较高。

4)冷却:

交-直-交变频器需要专用冷却系统,一次性投资建设费用较高,但冷却效果优良。

5)电源:

交-交变频设备产生大量无功电流和谐波,需要配套SVC无功补偿装置提高功率因数,此类设备已经实现了国产化。

6)配套机械:

交-直-交变频器输出频率高,电机转速高,为满足轧钢工艺要求需要配套减速机,增加了机械设备投资和建设安装费用;减速机体积大影响工艺布置。

7)变频器:

交-交变频器主要功率设备实现了国产化,国内制造商已经具有成功供货和工程应用经验;大功率交-直-交变频器在较长一段时间内完全依靠进口,设备价格昂贵,维护费用较高。

8)能耗:

交-交变频器的风机和空调冷却以及SVC的能耗较高于交-直-交变频器。

3 系统应用

莱钢大型H型钢生产线采用了国产化全数字矢量控制交-交变频调速系统,功率装置为三相无环流可逆式晶闸管变流器,主回路为∨|连接的交流偏置式结构;采用SIMADYN D全数字64位处理器组成的矢量控制交-交变频数字控制柜。生产线在2004年5月开工建设并于2005年9月一次热试车成功,经过实践证明,此系统完全满足生产工艺需要,主要性能指标如下:静态调速精度≤0.1%;系统电流响应时间≤20 ms;速度响应时间≤150 ms;动态响应≤2.5 ms;系统过载力达到2.5倍。

目前该生产线已经成功轧制出大型H型钢产品。在投入SVC无功补偿装置后,系统功率因数达到0.96以上,较好地改善了电网质量。

4 未来发展

国产化的交-交变频技术和设备已在莱钢大型H型钢,攀钢1450、鞍钢大型等大型轧钢生产线上得到了成功应用和推广,极大地推动了我国传动领域的发展。采用高性能控制器TDC组成的新型交-交系统在冷轧生产线上的成功应用表明,交-交系统的适用范围逐渐扩展,但交-交系统产生大量谐波对电网造成一定程度的污染,为此在电网质量要求较高的线路上要额外增加滤波及无功补偿装置,这项缺陷目前还不能完全克服。

交-直-交变频技术和设备以其优良的控制性能,较高的功率因数,良好的节电效果正逐步得到推广。随着IGCT,IEGT等功率元件性能提高,设备尺寸随之缩小,国内技术院所正在加强此项技术和设备的研发。目前,交-直-交系统在厚板轧机等要求低转速高过载能力的负载上得到应用,说明其正向交-交系统特有的优势领域融合。

3.焊接H型钢变形矫正的施工方法 篇三

关键词：钢结构 焊接 变形 施工

0 引言

当前钢结构已在建筑工程、装饰工程中得到广泛的应用。钢结构的主要受力构件是焊接H型钢柱（包括格构式钢柱）、梁以及稳定系统。这些构件在制作过程中都存在焊接变形问题，如果焊接变形不予以矫正，则不仅影响结构整体安装，还会降低工程的安全可靠性。

对于焊接结构应采取各种有效措施以防止或减小变形，当这些变形超过现行规范的规定时必须加以矫正。使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。

在生产过程中普遍应用的矫正方法，主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。在钢结构制造中常用的有机械矫正法和火焰矫正法两种。

1 钢结构焊接变形的火焰矫正

火焰矫正法就是把焊接变形相对部位的金属局部加热到热塑状态，利用不均匀加热引起的变形来矫正焊接结构已经发生的变形，这种方法只需普通气焊所用的工具和设备。但火焰矫正是一门较难操作的工作，方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正要有丰富的实践经验。下面对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作一个粗略的分析。

钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：①线状加热法；②点状加热法；③三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。

以下为火焰矫正时的加热温度(材质为低碳钢)

低温矫正500℃600℃冷却方式：水

中温矫正600℃700℃冷却方式：空气和水

高温矫正700℃800℃冷却方式：空气

注意事项：火焰矫正时加热温度不宜过高，过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。16Mn在高温矫正时不可用水冷却，包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。

1.1 翼缘板的角变形

矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面(对准焊缝外)纵向线状加热(加热温度控制在650℃以下)，注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围，所以不用水冷却。线状加热时要注意：①不应在同一位置反复加热；②加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。

1.2 柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲①在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。②翼缘板上作线状加热，在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形，效果显著，横向线状加热宽度一般取20mm 90mm，板厚小时，加热宽度要窄一些，加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人同时操作进行，再分别加热三角形三角形的宽度不应超过板厚的2倍，三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。

注：以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正，浇水要少。

1.3 柱、梁、撑腹板的波浪变形

矫正波浪变形首先要找出凸起的波峰，用圆点加热法配合手锤矫正。加热圆点的直径一般为50mm一90mm，当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也应放大，可按d=(43+10)mm(d为加热点直径；8为板厚)计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600℃一700℃时，将手锤放在加热区边缘处，再用大锤击手锤，使加热区金属受挤压，冷却收缩后被拉平。矫正时应避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再进行加热第二个波峰点，方法同上。为加快冷却速度，可对Q235钢材进行加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法，加热点的分布可呈梅花形或链式密点形。注意温度不要超过750℃。

总之，火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。

当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点：

(1)烤火位置不得在主梁最大应力截面附近；

(2)矫正处烤火面积在一个截面上不得过大，要多选几个截面；

(3)宜用点状加热方式，以改善加热区的应力状态；

(4)加热温度最好不超过700℃。

2 钢结构焊接变形机械矫正

机诚矫正法就是利用机械力的作用来矫正变形，常用的工具有千斤顶、螺旋拉紧器和压力机等。

2.1 矫正型钢

在焊接施工前，要对单料用翼缘调直机进行矫正，矫正完成后，目测及直尺检查。其端部应进行平头切割，所用设备为端头铣床，端部铣平。

2.2 钢柱校正

钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验，当有偏差时采用千斤顶进行校正，标高校正用千斤顶将底座少许抬高，然后增减垫板厚度，柱脚校正无误后立即紧固地脚螺栓，待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇筑细石混凝土固定。

2.3 钢梁校正

钢梁轴线和垂直度的测量校正，校正采用千斤顶和倒链进行，校正后立即进行固定。

3 钢结构综合矫正

综合矫正是把机械矫正、火焰矫正以及施工前准备工作和施工中的一些技巧的综合。例如，钢梁吊装时随吊随用经纬仪校正，有偏差随时纠正。钢结构吊装过程严格执行(GB50205—95钢结构施工及验收规范》及(GB50221—95钢结构工程质量检验评定表标准》等。

参考文献:

[1]李国强.钢结构框架体系弹性及弹塑性分析与计算理论[M].上海科学技术出版社.1998．

4.h型钢生产工艺 篇四

1 压弯构件强度计算

在弯矩作用平面内, 波纹腹板和平腹板H型钢的强度计算公式是一致的:

但对波纹腹板H型钢截面绕强轴和弱轴的塑性发展系数γx, γy可以分别取为1. 0和1. 2, 而普通的H型钢当受压翼缘的自由外伸宽度与厚度之比超过的塑性发展系数γx, γy取为1. 05和1. 2, 对强轴而言波形腹板H型钢的塑性发展系数有所降低, 也就是说不考虑截面部分塑性发展, 计算时应当注意。而普通H型钢梁当受压翼缘的自由外伸宽度与厚度之比大于而不超过时和波纹腹板H型钢梁强轴的塑性发展系数相等都是1. 0。

2 压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算

其中是弯矩作用平面内对受压构件的整体稳定系数, 按照换算长细比确定, 也就是说需要考虑腹板剪切变形的影响, W1x在弯矩平面内对受压纤维的毛截面模量, 但是由于腹板的折叠效应, 所以忽略了腹板贡献。

3 压弯构件弯矩作用平面外整体稳定计算

对于压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定公式都为:

但是对于波纹腹板H型钢W1x参数的取值是在弯矩平面内对受压纤维的毛截面模量, 忽略了腹板贡献; 其余参数取值方法相同。

4 压弯构件弯矩作用在两个主轴平面整体稳定计算

双轴对称实腹式普通H型钢的压弯构件, 稳定性按:

其中φx, φy是对强轴 ( x - x) 和弱轴 ( y - y) 的轴心受压构件的整体稳定性系数; φbx, φby均匀弯曲的受弯构件的整体稳定性系数, Wx, Wy对强轴和弱轴的毛截面模量; η截面影响系数;

5 结论

通过分析波纹腹板H型钢的压弯计算和普通H型钢压弯计算之间的的差别, 对波纹腹板H型钢的计算相对保守?, 对结构而言安全性相对较高, 并且在计算弯矩平面内整体稳定性时波纹腹板H型钢的计算需要考虑在弯矩作用平面内的换算长细比进行计算, 计算需要考虑换算长细比对构件的整体稳定性在轴力作用下对整体稳定性的影响。目前, 虽然大部分在工程上应用的都是H型钢或者是工字形钢, 但是波纹腹板H型钢良好的受力性能, 良好的抗疲劳性能, 优越的经济性已经受到了各国研究者的充分肯定。因此在工程的应用上, 波纹腹板H型钢会逐渐取代普通的H型钢或者是工字钢。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.钢结构设计规范 (GB50017-2003) [S].北京:中国计划出版社, 2003.

[2]中国工程建设标准化协会.波纹腹板钢结构技术规范 (CECS291∶2011) .北京:中国计划出版社, 2011.

[3]张哲, 李国强, 孙飞飞.波纹腹板H型钢研究综述[J].建筑钢结构进展, 2008, 10 (6) .

[4]李国强, 张哲, 孙飞飞.波纹腹板H型钢抗剪承载力[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2009, 37 (6) .

5.马钢成功开发新型大梁专用H型钢 篇五

首先单击下拉菜单分析│塑模部件验证, 使模型的颜色变为浅绿色。其次单击“区域”选项卡, 将模型中型腔

区域的颜色变为橘黄色, 型芯区域的颜色变为蓝色, 未定义区域的颜色仍为浅绿色。最后再将未定义区域设为“型腔区域”或“型芯区

域”。如图3所示。3.5创建型腔及型芯

将属于型腔 (芯) 区域的曲面抽取出来, “缝合”成型腔 (芯) 分型面, 然后用型腔 (芯) 分型面切割毛坯方块, 便可得到型腔 (芯) 。如图4、5所示。

(1) 单击下拉菜单编辑│曲面│扩大, 扩大

拉菜单插入│修剪│修剪的片体, 在扩大的分型面中裁剪掉分型线所围平面。

(3) 单击“抽取体”图标│面选项│单个面, 单击选择条常规选择过滤器│颜色过滤器│从对象继承, 选择模型的任一型腔 (芯) 区域曲面, 单击“确定”按钮, 框选模型, 完成型腔 (芯) 区域曲面的抽取。

(4) 单击下拉菜单插入│组合│缝合, 合并抽取的型腔 (芯) 区域曲面和截剪的扩大分型面。

(5) 在草图环境中, 绘制矩形, 在建模模块中拉伸矩形, 完成毛坯方块的创建。

(6) 单击下拉菜单修剪│修剪体, 修剪箭头方向为-Z (+Z) 轴方向, 截剪得到型腔 (芯) 。

3.6装载标准模架并转换成部件

在UG moldwizard的模架库中已集成了常用的标准模架。设计中可根据模型尺寸大小及注塑工艺条件选取。为了便于在模板上开孔、槽等, 一般可将装配文件的模架转换成部件文件的模架。如图6、7所示。

(1) 首先新建一部件文件, 然后单击“开始”图标│所有应用模块│注塑模向导, 弹出“注塑模向导”工具栏。

(2) 单击“模架库”图标│目录, 选择模架类型及相关参数, 完成模架的装载。

(3) 单击下拉菜单文件│导出│部件, 选择“所有对象”、“移除参数”, 其余参数默认, 将标准模架转换成部件。

(4) 单击下拉菜单文件│导入│部件, 将部件文件的模架导入模型的工作图层。

(5) 利用布尔“求差”操作, 分别在模架A、B板上开腔。

3.7创建标准部件

根据模具的设计要求, 可以通过建模模块创建或通过标准部件库导入定位环、浇口套、顶针等, 然后再利用“求差”操作, 在模架板上切割开槽、开孔。

4结语

本文介绍的这种基于UG建模模块的注塑模具设计, 思路清晰明了, 操作简便, 快速高效, 具有很大的灵活性。设计人员可以从繁琐的UG命令中解脱出来, 便于将精力集中到产品建模及模具创新开发上。其他类型的注塑模具三维设计, 都可以参照以上操作进行。

[参考文献]

[1]肖爱民, 等.UG NX7.0模具设计从入门到精通[M].北京:机械

工业出版社, 2010.

[2]夏天, 等.UG塑料模具设计 (二板模结构) [M].北京:清华大学

出版社, 2011.

[3]黄志.模具结构与制造[M].北京:中国劳动社会保障出版社,

[4]陈万林.塑料模具设计与制作教程[M].北京:北京希望电子出

版社, 2001.

[5]王国中, 等.注塑模具CAD/CAM/CAE技术[M].北京:北京理工

大学出版社, 1998. (编辑立明)

作者简介:毛东文 (1970-) , 男, 工程师, 主要从事机械方面的教学及

研究工作。

收稿日期:2012-03-29

近日, 马钢三钢轧总厂大H型钢生产线马

钢

成功开发出H630×200规格Q450级的新型高成强度耐候铁道平板车大梁专用H型钢。功开H630×200规格产品在原来Q420级的基础上发新强度再提高30兆帕, 达到450兆帕, 即Q450型

大

级。该型钢的开发成功, 满足了铁道部车辆制梁

专

造相关厂家去年提出的强度升级要求, 为马用钢进一步开拓铁道用高强度耐候钢新的市场

6.h型钢生产工艺 篇六

莱钢大型H型钢生产线于2005年9月建成投产,是一条集成多项冶金生产先进技术的现代化生产线。大型H型钢生产线建成投产以来,整体运行状况良好,但也暴露出以下几个方面的问题:

轧件腹板与翼缘温差过大。在生产现场对轧件不同部位进行温度测量的结果如下:较大规格的产品,轧后腹板与翼缘温差可达150度左右,甚至高达200度左右。这必将导致产品内部出现较大的残余应力并使断面各部位的组织和性能存在较大的差异。

使用过程中翼缘和腹板间出现裂纹。在大规格H型钢的使用过程中,切割出现腹板裂纹情况。初步分析是由于温差过大而导致残余应力过大造成的。

从目前的实际生产情况看,大型H型钢生产线轧机生产潜力较大,改善冷却条件后可进一步提高产能。

为均匀化H型钢断面温度场的分布、降低H型钢残余应力,减少H型钢腹板开裂现象、进一步发挥设备生产能力,实现对产品性能的可控性,决定增加雾化冷却系统。

2 系统组成

系统由西门子公司的S7400系列CPU415。构成基础自动化系统。采用一台工控机,配置19寸彩色工业终端,Windows XP操作系统合WINCC操作软件,组成计算机操作站,实现人机通讯(HMI)。见图1自动化系统配置简图。

冷却控制系统PLC通过以太网与HMI进行信息交换;利用HMI实现冷却系统的功能控制及状态监控;还可以以此平台进行工艺模型开发,实现功能扩展。现场检测及控制信号、就地操作信号均以直接I/O方式进主控制柜。

冷却控制系统PLC可以通过工业以太网与轧线主PLC实现通讯,接收来自轧线主PLC的信号,包括轧制速度、轧制道次、轧件位置等。液压站系统作为子站系统状态上传入冷却控制系统PLC,并在操作员站及控制台上显示,确保机后冷却段能够正常工作。

人机接口(HMI):该控制系统可根据不同的控制要求,通过人机接口是先自动化系统的人际接口功能。如:(1)针对不同的工艺要求,设定、修改控制所需要的来自主机的轧制信号的类型、类别等。若因特殊原因,主机不能给其提供信号,也可以自行设置控制所需的信号;(2)轧制过程中各设备状态、参数的动态显式及工艺参数的人工调整;(3)设备的一般操作及显示;(4)故障报警与记录;(5)生产报表的生成、存储等。

3 控制实现

本套控制系统是以高性能工业微机、可编程序控制器(PLC)为核心,用最新数字系统构成的现代化控制系统,工艺灵活性较高。该控制系统自成体系,不和生产控制系统发生干涉,安全级别较高。

系统的自动控制系统分为机械控制和水、气路控制,由同一套控制系统统一控制。整个系统的控轧、控冷装置是在PLC的控制下执行的。系统分为机架间冷却和轧机后冷却系统两部分。机架间冷却系统只在冷却装置的侧面安装冷却喷嘴冷却翼缘,机后冷却系统除了在冷却装置的侧面安装冷却喷嘴冷却翼缘外,还在腹板的上下位置设置冷却喷嘴冷却上、下R角。机架间冷却装置分为UR-E机架间冷却装置和E-UF机架间冷却装置两段。轧机后冷却系统总共分为五段,第1段冷却装置长度为11米,其余四段的长度都为7.96米。每段冷却装置上装有四个满行程液压缸,其行程为300mm。

系统将在一套安全、高精度的控制系统的控制下完成所有的功能。在工作过程中能够实现对机械系统、水路和气路系统的精确控制,以保证设备的安全和产品质量。

3.1 控制思路

轧制过程中机架间冷却段从第N道次开始冷却,机后冷却段不参与轧制过程中的冷却。

机架间冷却装置从第N道次(N可以根据需要由HMI人机界面进行设定)开始工作。当道次信号传输给计算机控制系统或者安装在UR-E轧机间冷却装置起始端的热金属检测器接收到红钢到达的信号时,控制系统对UR-E轧机间冷却装置和E-UF轧机间冷却装置发出执行命令,机架间冷却系统开始工作。

机架后的冷却系统在轧制过程中不参加冷却,只参与轧件出轧机后的冷却。为了节约用水,对机后各段冷却装置设置延时控制。当计算机控制系统接收到轧机发出的最后一道次的轧制信号或者安装在冷却装置第1段起始端的热金属检测器感应到的红钢到达的信号后,控制系统向机后冷却装置的各段液压缸发出命令信号,液压缸开始动作,把导轨推动到预定位置。第1冷却单元首先开始工作,其余4个冷却单元相继延时工作。当计算机控制系统接收到安装在冷却装置第5段末端的热金属检测器发出的红钢已通过的信号时,控制系统向各个冷却段发出停止命令,喷嘴停止工作,液压缸返回,H型钢冷却工作结束。其控制逻辑示意图如图2、图3所示。

3.2 控冷反馈控制数学模型及控制策略

控冷反馈系统是一个比较典型的大滞后系统,在PID控制的基础上,采用Smith预估器控制器来对滞后系统系统进行补偿,以获得更好的控制结果。

根据轧件温度的实测值与目标值的偏差,通过对必要冷却量的计算动态调节冷却喷嘴的开口度来消除温度偏差。必要冷却量是指轧件冷却过分或欠缺的集管排放水量,它表示轧件实际温度与目标温度之间的温度偏差,当必要冷却量大于0时,说明目前轧件实际温度高于目标温度,即轧件的冷却量不足,因此需增加向轧件喷水的集管数目;当必要冷却量小于0时,需减少向轧件喷水的集管数目。

每个精调集管所产生的温度降模型为:

控冷实测终冷温度偏差∆Τf与增减集管数N的关系计算如下:

式中:γ:比重,kg/m3

Cp:比热,kJ/kg℃

HF:腹板厚度,mm

V:夹送辊线速度,m/sec

QXF:每个精调集管热流密度,k J/m2h

lu:每个精调集管长,m

ΔTf:控冷实测终冷温度偏差,℃

N:消除ΔT所需的集管组数。

以上模型相当于只采用P调节时的模型,实际上不能直接采用。当采用PID控

制模型时,应作如下修改:

1)在使用PID控制策略时,将PID的放大倍数先设定为1,由此得到的PID控制算法的输出设为ΔTu;

2)将最终集管的增减量N的计算公式修改如下:

式中:α为控冷反馈控制调节因子,其取值范围为0<α<1。

VL:实测轧件线速度,m/s;

VMAX:轧件最高速度,m/s。

3.3 精轧机抛钢后的冷却水前馈控制策略

当轧件尾部减速及精轧机抛钢时要发生速度变化,因此,要预测轧件尾部速度并对尾部速度变化时喷水组态的补偿量进行计算。前馈控制以样本长度跟踪为控制周期,经过每一个样本长度输出一次前馈控制附加喷水组态,跟踪的样本长度由过程机给出。轧件的运行速度由夹送辊的线速度(现场调试时决定)给出,在每一个样本长度内,对速度采样n次(现场调试时决定),平均后作为轧件的当前运行速度。在精轧机抛钢时,过程机给出此时的控制冷却喷水组态并保持不变,PLC将根据实测的轧件线速度,对轧件尾部进行前馈补偿控制。前馈补偿控制的输出结果是:在过程机输出喷水组态的基础上,对集管进行开关控制。

3.3.1前馈控制模型

末机架抛钢后,轧件的运行速度由夹送辊的线速度VMD给出,此时过程机的前馈控制输出的喷水组态保持不变,由于抛钢后轧件的速度为VMD,由轧件的速度变化所产生的控冷温度预测偏差ΔT与增减集管组数N的关系计算如下:设精轧机抛钢的瞬间,轧件的线速度为VOL,过程机输出的喷水组态集管的总长度为LOL,所产生的温度降为∆TOL,则有下式:

设精轧机抛钢后,轧件的线速度变为VMD,此时输出的喷水组态集管的总长度为

LOL+∆LMD,所产生的温度降为∆TMD,则有下式:

式中:γ:比重,kg/m3

CP:比热,kJ/kg℃

HF:腹板厚度,mm

VMD:精轧机抛钢后轧件的实测线速度,m/sec

VOL:末机架抛钢瞬间轧件的锁定速度,m/sec

QXF:集管热流密度,k J/m2h

LOL:精轧机抛钢时喷水集管的总长度为LOL,m

ΔLMD:设精轧机抛钢后应输出的喷水长度的附加量长度,m

ΔTOL:精轧机抛钢时刻冷却集管喷水组态所产生的温度降,℃

ΔTMD:精轧机抛钢后冷却集管喷水组态所产生的温度降,℃

令上两式相等,则经过推导有下式:

在上式中,LOL与轧机抛钢时刻所输出的喷水集管数是对应的,作为一个实用的

前馈补充控制,可采样如下的补偿算法:

上式中:NUOL:为精轧机抛钢时过程机输出的冷却粗调上集管数;

NDOL:为精轧机抛钢时过程机输出的冷却粗调下集管数;

∆NUMD:为消除抛钢后轧件速度变化所需增加的精调上集管数;

∆NDMD:为消除抛钢后轧件速度变化所需增加的精调下集管数;

α:前馈控制调节系数,通常0.6≤α≤1,在现场调试时确定。

3.4 控轧控冷系统水气控制逻辑要求

在控制的过程中,机架间冷却装置的水路、气路按一个单元控制。机架后冷却装置的水路分为五个单元。

4 应用效果

本系统自投入使用以来,运转良好,极大提高了H型钢的成材率,创造了可观的经济效益和社会效益。

摘要：本文结合H型钢轧制的特点,制定了H型钢控制冷却的最优方案以及自动控制的思路与实现,其中控冷反馈采用Smith预估器来对滞后系统进行补偿,对H型钢控制冷却的研究有着极大的参考价值。

关键词：H型钢,控制冷却,自动控制,汽化冷却

参考文献

[1]王有铭.钢材的控制轧制和控制冷却[M].北京:冶金工业出版社,1995.

[2]陈火红.Marc有限元实例分析教程[M].北京:机械工业出版社,2002.

[3]董志洪.世界H型钢和钢轨生产技术[M].北京:冶金工业出版社,1999.

7.h型钢生产工艺 篇七

TCS系统,一个高级的工艺技术控制系统,主要通过辊缝自动测量和液压辊缝控制,来配合一级PLC完成对TM精轧机的控制,完成对H型钢的轧制。下面就结合图1,就TCS系统和精轧机做个介绍。

1调整液压缸;2 上部水平轧辊;3操作侧立轧辊;4传动侧立轧辊;5下部水平轧辊。

如图1,在调整液压缸内安装有MTS线性位置编码器和压力传感器,TCS通过编码器进行同步数据采集,获得调整缸的行程,经过数据计算,以确定平辊的实际辊缝;压力传感器采集数据后,进行数据计算得到水平轧辊的实际轧制力,同理得到水平下轧辊和两侧立辊的辊缝和轧制力。TCS系统再根据现场采集的压力和辊缝数据,经过PID调节控制,完成轧制表尺寸的调整轧制。在实际生产过程中,由于粉尘、水汽以及检测元件自身的寿命等条件的限制,导致检测元件故障的发生,影响轧钢节奏,针对以上情况,经过不断探索,决定将检测元件实行软件硬件冗余。

2 TCS系统的冗余改造

2.1 冗余技术

冗余技术概要:冗余技术就是增加多余的设备,以保证系统更加可靠、安全地工作。冗余的分类方法多种多样,按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件级热冗余是一种有效而又相对简单、配置灵活的冗余技术实现方式。

2.2 硬件的冗余

针对生产现场检测元器件的事故多发性,在现场液压缸水平轧辊、立辊液压缸内,安装冗余的MTS编码器以及压力传感器,在轧机上安装相应的PLC接线柜,通过电缆进行硬线到主控制PLC内 ,在PLC控制柜内增加控制元器件和相应的模板,搭建TCS工作平台。

2.3 软件LogiCAD程序的编译

TCS控制程序由LogiCAD软件的控制程序产生,这是一个基于IEC1131标准用于控制操作的图解用户界面程序工具。LogiCAD在Windows下运行。在LogiCAD下产生的控制程序被转化成一个“C”代码并上传到计算机。基于生产现场的需求,在硬件组态完成后,对压力传感器和位置传感器进行数据采集程序的编写,下面以压力传感器为例对程序编写如图2所示,图中利用SioSigId块和AiRd完成对压力传感器的数据采集和转换,根据实际生产过程中压力传感器的工作状况,随时进行冗余切换。在SEL功能块的G输入中,如果输入数字量1,便可以从程序中选择冗余压力传感器,反之如果输入数字量0,便可以切回原液压缸压力传感器,这样便完成了对检测元件压力传感器数据采集的冗余工作,以上操作,可以在WHMI操作画面中实现。根据实际现场的确认,还可以在程序中加入压力传感器数值矫正工作,以达到更精确测量的目的。

2.4 WHMI软件的冗余

WHMI软件被提供用于控制系统参数站,修订设备常数,修正控制参数和显示过程数据,可在Alarm和Trace界面中清晰的发现在实际生产控制中出现的故障。如图3所示是在WHMI操作画面服务模式中,增加了现场液压缸行程和压力传感器的数据采集的冗余选择,当现场检测元件出现故障时,需要停机更换备件,少则半小时左右,比如位置传感器需要拆卸液压缸,动则往往几个小时,延误生产,此时,我们可以从WHMI软件画面中选择Service,在服务模式水平轧辊辊缝控制栏目的En-Sim中选择相应的冗余,只需要将0设置为1,便可以实现硬件的切换工作,再通过轧机标定、校准即可,如果冗余的备件和原液压缸采集量及现场实际状况存在差异,亦可在offset栏目中对数值进行矫正。

在从WHMI选择冗余系统检测元件后,我们需要对压力传感器或者位置传感器进行标定工作,之后进行轧机校准,经过PDA记录的数据进行分析,做出适当调整,在模拟轧钢正常后,方可投入实际生产使用。其中Edas软件被提供用来快速获得和记录过程数据。该软件允许最大到128条相似的过程数据获取和储存大约5ms周期。记录的过程数据能够手动或通过触发来启动和停止。过程数据可在线上或线外评价。

3 冗余系统的利弊

冗余系统的改造,给生产带来的极大的方便,在实际生产中如果设备损害了,只需要在程序中进行数字量0、1切换即可,节约了轧钢过程中故障处理的时间,保障生产的顺利进行,由于现场工作环境恶劣,水汽、粉尘的侵蚀也给冗余硬件带来了严峻的考验,检测元器件长时间置于现场,容易造成设备的腐蚀和老化,因此需要定期的对检测元件进行测试,个别情况下,需要更换元器件,增加了维护的成本。

摘要：冗余,指重复配置系统的一些部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此减少系统的故障时间。结合莱钢的实际情况,不断探索,将冗余技术结合在实际轧钢生产过程中,在全国尚属首例。

关键词：冗余,控制,PLC,TCS

参考文献

[1]徐平.李全灿.电控及自动化设备可靠性工程技术[M].北京:机械工业出版社,1997

[2]方润生.企业的冗余资源与技术创新[M].北京:经济管理出版社,2004