作者：北京鑫瑞昌鋼鐵

斷面形狀類似于大寫拉丁字母H的一種經(jīng)濟(jì)斷面型材，又叫萬能鋼梁、寬緣(邊)工字鋼或平行翼緣工字鋼。H型鋼的橫斷面通常包括腹板和翼緣板兩部分，又稱為腰部和邊部。

特點(diǎn)       

H型鋼的翼緣內(nèi)外側(cè)平行或接近于平行，翼緣端部呈直角，因此而得名平行翼緣工字鋼。H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小，翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大，因此又得名寬緣工字鋼。由形狀所決定，H型鋼的截面模數(shù)、慣性矩及相應(yīng)的強(qiáng)度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結(jié)構(gòu)中，不論是承受彎曲力矩、壓力負(fù)荷、偏心負(fù)荷都顯示出它的優(yōu)越性能，可較普通工字鋼大大提高承載能力，節(jié)約金屬10％～40％。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規(guī)格多、使用靈活，用于各種桁架結(jié)構(gòu)中可節(jié)約金屬15％～20％。由于其翼緣內(nèi)外側(cè)平行，緣端呈直角，便于拼裝組合成各種構(gòu)件，從而可節(jié)約焊接、鉚接工作量25％左右，能大大加快工程的建設(shè)速度，縮短工期。

用途      

由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，H型鋼應(yīng)用廣泛，主要用于：各種民用和工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)；各種大跨度的工業(yè)廠房和現(xiàn)代化高層建筑，尤其是地震活動(dòng)頻繁地區(qū)和高溫工作條件下的工業(yè)廠房；要求承載能力大、截面穩(wěn)定性好、跨度大的大型橋梁；重型設(shè)備；高速公路；艦船骨架；礦山支護(hù)；地基處理和堤壩工程；各種機(jī)器構(gòu)件。

分類      

H型鋼的產(chǎn)品規(guī)格很多，分類方法有以下幾種。(1)按產(chǎn)品的翼緣寬度分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣H型鋼。寬翼緣和中翼緣H型鋼的翼緣寬度B大于或等于腹板高度H。窄翼緣H型鋼的翼緣寬度B約等于腹板高度H的二分之一。(2)按產(chǎn)品用途分為H型鋼梁、H型鋼柱、H型鋼樁、極厚翼緣H型鋼梁。有時(shí)也將平行腿槽鋼和平行翼緣丁字鋼也列入H型鋼的范圍。一般以窄翼緣H型鋼作為梁材，以寬翼緣H型鋼作為柱材，據(jù)此又有梁型H型鋼和柱型H型鋼之稱。(3)按生產(chǎn)方式分為焊接H型鋼和軋制H型鋼。(4)按尺寸規(guī)格大小分為大、中、小號(hào)H型鋼。通常將腹板高度H在700mm以上的產(chǎn)品稱為大號(hào)、300～700mm的稱為中號(hào)，小于300mm的稱為小號(hào)。至1990年末，世界上最大的H型鋼腹板高度1200mm，翼緣寬度為530mm。

國(guó)際上，H型鋼的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分為英制系統(tǒng)和公制系統(tǒng)兩大類。美、英等國(guó)采用英制，中國(guó)、日本、德國(guó)和俄羅斯等國(guó)采用公制，盡管英制和公制使用的計(jì)量單位不同，但對(duì)H型鋼則大都用4個(gè)尺寸表示它們的規(guī)格，即：腹板高度h、翼緣寬度b、腹板厚度d和翼緣厚度t。盡管世界各國(guó)對(duì)H型鋼尺寸規(guī)格大小的表示方法不同。但所生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸規(guī)格范圍及尺寸公差相差不大。

生產(chǎn)方法    

H型鋼可用焊接或軋制兩種方法生產(chǎn)。焊接H型鋼是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度，在連續(xù)式焊接機(jī)組上將翼緣和腹板焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、不易保證產(chǎn)品性能均勻、尺寸規(guī)格受限制等缺點(diǎn)。因此，H型鋼以軋制方法生產(chǎn)為主。在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)中，使用萬能軋機(jī)軋制H型鋼。H型鋼的腹板在上下水平輥之間進(jìn)行軋制，翼緣則在水平輥側(cè)面和立輥之間同時(shí)軋制成形。由于僅用萬能軋機(jī)尚不能對(duì)翼緣邊端施以壓下，這樣就需要在萬能機(jī)架后設(shè)置軋邊端機(jī)，俗稱軋邊機(jī)，以便對(duì)翼緣邊端給子壓下并控制翼緣寬度。在實(shí)際軋制操作中，把這兩座機(jī)架作為一組，使軋件往復(fù)通過若干次，或者是令軋件通過由幾架萬能機(jī)座和一兩架軋邊端機(jī)座組成的連軋機(jī)組，每道次施加一定的壓下量，將坯料軋成所需規(guī)格形狀和尺寸的產(chǎn)品。在軋件的翼緣部位，由于水平輥側(cè)面與軋件之間有滑動(dòng)，軋輥的磨損比較大。為了保證重車后的軋輥能恢復(fù)原來的形狀，應(yīng)使粗軋機(jī)組上下水平輥的側(cè)面以及與其相對(duì)應(yīng)的立輥表面呈3^。～8^。的傾角。為修正成品翼緣的傾角，設(shè)置成品萬能軋機(jī)，又叫萬能精軋機(jī)，其水平輥側(cè)面與水平輥軸線垂直或有較小的傾斜角，一般不大于20'，立輥呈圓柱狀。

用萬能軋機(jī)軋制H型鋼，軋件斷面可得到較均勻的延伸，翼緣內(nèi)外側(cè)軋輥表面的速度差較小，可減輕產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力及外形上的缺陷。適當(dāng)改變?nèi)f能軋機(jī)的水平輥和立輥的壓下量，便能獲得不同規(guī)格的H型鋼。萬能軋機(jī)的軋輥外形，形狀簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，軋輥的消耗可大為減少。萬能軋機(jī)軋制H型鋼的最大優(yōu)點(diǎn)是：同一尺寸系列只有腹板和翼緣的厚度尺寸是變化的，其余部位尺寸都是固定不變的。因此，同一萬能孔型軋制的同一系列H型鋼具有多種腹板和翼緣厚度尺寸規(guī)格，使H型鋼規(guī)格數(shù)量大為增加，為使用者選擇合適的尺寸規(guī)格帶來極大的方便。

在無萬能軋機(jī)的情況下，有時(shí)為了滿足生產(chǎn)建設(shè)的急需，也可將普通二輥式軋機(jī)加裝立輥框架，組成萬能孔型軋制H型鋼。用這種方式軋制H型鋼，產(chǎn)品尺寸精度低，翼緣同腹板之間難成直角，成本高，規(guī)格少，軋制柱材用H型鋼極為困難，故使用者不多。

生產(chǎn)概況     

早在1883年，美國(guó)的西蒙(L.Seamen)就提出了軋制H型鋼的軋機(jī)專利。這種軋機(jī)是利用原三輥式型鋼軋機(jī)加裝特殊導(dǎo)板，軋制翼緣內(nèi)側(cè)斜度較大的H型鋼。這是最早的軋制H型鋼。1902年德國(guó)建成了世界上第一套帶旋轉(zhuǎn)立輥和單獨(dú)設(shè)置軋邊端機(jī)架的工業(yè)性H型鋼軋機(jī)。這臺(tái)軋機(jī)的出現(xiàn)奠定了H型鋼軋機(jī)的基本形式。萬能軋機(jī)的建設(shè)可分為3個(gè)階段。1950年以前為第一階段。1950年至1970年為第二階段，萬能軋機(jī)在數(shù)量上有迅速發(fā)展。自1970年以后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)上的成功應(yīng)用，牟L制工藝和軋機(jī)結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步完善。世界各國(guó)紛紛建造各種新式萬能軋機(jī)，萬能軋機(jī)的建設(shè)躍入第三階段，出現(xiàn)了全連續(xù)萬能軋機(jī)。使用萬能軋機(jī)除軋制H型鋼外，還進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)品種以軋制鋼軌、槽鋼、角鋼、扁鋼及鋼樁，由此帶來了型鋼生產(chǎn)技術(shù)的重大發(fā)展。

從工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的情況看，H型鋼的出現(xiàn)使普通工字鋼、槽鋼和角鋼三大結(jié)構(gòu)用型材的用量發(fā)生了極大的變化。到1973年，日本H型鋼的產(chǎn)量開始躍居結(jié)構(gòu)用型鋼之首，其產(chǎn)量占全部型鋼產(chǎn)量的45％。其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的結(jié)構(gòu)用型鋼的構(gòu)成比例也有類似情況。從幾個(gè)主要產(chǎn)鋼國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，1980年以來，H型鋼的產(chǎn)量約占鋼材總量的4％～7％。

至1990年，世界上共有70余套H型鋼軋機(jī)。H型鋼的產(chǎn)量和用量最大的國(guó)家為日本，1991年達(dá)900萬t以上。在品種上，除常規(guī)H型產(chǎn)品外，還有腹板帶波浪的波紋腹板H型鋼、翼緣外側(cè)帶凸起花紋的H型鋼和耐候H型鋼，以滿足各種特殊條件下的建筑構(gòu)件的需求。腹板高度為600～1200mm的H型鋼則用尖角厚扁鋼(10～50mm×250～1200mm)焊接而成。新的H型鋼和尖角厚扁鋼可在一套萬能連軋機(jī)上生產(chǎn)。

中國(guó)H型鋼生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)在內(nèi)蒙古包頭曾用普通軌梁軋機(jī)加裝立輥框架的方式生產(chǎn)過少量腹板高度為300mm的H型鋼以滿足急需。后來，武漢、上海、唐山、寶雞、山海關(guān)等地的金屬結(jié)構(gòu)廠和橋梁廠均可生產(chǎn)焊接H型鋼。中國(guó)第一條軋制H型鋼生產(chǎn)線于1991年在安徽馬鞍山投產(chǎn)。該生產(chǎn)線具有一組可逆式萬能～軋邊端機(jī)組和一臺(tái)萬能精軋機(jī)。采用長(zhǎng)尺冷卻和長(zhǎng)尺矯直工藝。根據(jù)設(shè)計(jì)，可按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)腹板高度200mm以下的梁形H型鋼和150mm以下的柱形H型鋼。010-60709968 60709969

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