用于熱軋z形截面板樁的方法
【專利摘要】一種用于軋制Z形截面板樁的方法，該方法包括：在由包括有槽上輥(26)和有槽下輥(28)的至少一個(gè)輥對(duì)所限定的連續(xù)輥縫中軋制腹板(16)的彎曲預(yù)成型件，其中：在上輥(26)的第一凹槽(42)中形成第一轉(zhuǎn)角(18)和腹板(16)的彎曲預(yù)成型件的鄰接的第一部分；并且在下輥(28)的第一凹槽(46)中形成第二轉(zhuǎn)角(20)和腹板(16)的彎曲預(yù)成型件的鄰接的第二部分。在形成腹板(16)的彎曲預(yù)成型件的最后輥縫中，在上輥(26)中的第一凹槽(42)和下輥(26)中的第一凹槽(46)之間的間隔中，下輥(28)的直徑以不連續(xù)的方式減小，并且上輥(26)的直徑在此間隔中以互補(bǔ)的方式增加。
【專利說(shuō)明】用于熱軋Z形截面板粧的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種用于熱軋Z形截面板樁的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼板樁是設(shè)置有互鎖系統(tǒng)的長(zhǎng)結(jié)構(gòu)截面，該互鎖系統(tǒng)允許建造連續(xù)擋土墻。最常用的板樁截面是:Z形截面、U形截面、Ω形截面、平腹板截面(flat-web sect1ns)、以及Η或雙Τ形截面。
[0003]Ζ形截面板樁包括第一凸緣、與第一凸緣大體上平行的第二凸緣、傾斜腹板(inclined web)、將腹板與第一凸緣連接的第一轉(zhuǎn)角、將腹板與第二凸緣連接的第二轉(zhuǎn)角，其中，各轉(zhuǎn)角具有大于90°的開(kāi)口角(opening angle) α，優(yōu)選地，在110°至140°的范圍內(nèi)。凸緣的縱向緣通常裝配有用于互鎖目的的f禹接裝置(coupling means)。與其他板樁截面截然相反，Z形截面板樁沒(méi)有對(duì)稱平面。
[0004]在本領(lǐng)域中眾所周知的是，通過(guò)熱軋工藝，從板坯開(kāi)始，或者，最近從異形坯(beamblanks)開(kāi)始來(lái)制造Z形截面板樁。例如，在以下文獻(xiàn)中公開(kāi)了用于熱軋Ζ形截面板樁的不同方法:US 4，291，564、EP 0284827 A2、EP 0890395 A1、DE 2529405 A、JP 4/288903 A 和US-A-5, 671，630。
[0005]US-A-5, 671，630公開(kāi)了一種用于從異形坯軋制這種Z形截面板樁的方法。根據(jù)此方法，用彎曲的腹板和凸緣的預(yù)成型件軋制板樁的預(yù)成型件(preform，預(yù)成型體)。彎曲的腹板的預(yù)成型件包括:兩個(gè)腹板/凸緣過(guò)渡截面，其是平行于軋制平面的大體上平的截面；中間截面，其是與軋制平面限定大約60°的角度的大體上平的截面；以及兩個(gè)連接弓，將腹板/凸緣過(guò)渡截面與傾斜的中間截面連接。凸緣的大體上“J”形的預(yù)成型件允許在接近中性軋制平面(neutral rolling plane)的地方軋制f禹接裝置。在最后軋制的步驟中，將彎曲的腹板和凸緣的預(yù)成型件矯直，以形成最終的Z形截面板樁。
[0006]在本領(lǐng)域中眾所周知的是，用于軋制Z形截面板樁的有槽軋輥具有相對(duì)短的使用壽命。由于在其截面中不存在鏡面對(duì)稱，所以，必須在上輥的深槽中制造Z形截面板樁的一偵!|，并在下棍的深槽中制造另一側(cè)。這種極端(extreme)的棍縫輪廓導(dǎo)致棍面被迅速磨損，并且，對(duì)它們修復(fù)的可能性相當(dāng)有限。其還會(huì)增加輥斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]因此，需要有一種用于軋制Z形截面板樁的方法，其中，輥(rolls)具有較長(zhǎng)的使用壽命，且不太容易出現(xiàn)輥斷裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出了一種用于熱軋Z形截面板樁的方法，Z形截面板樁具有第一凸緣、與第一凸緣大體上平行的第二凸緣、傾斜腹板、將腹板與第一凸緣連接的第一轉(zhuǎn)角、將腹板與第二凸緣連接的第二轉(zhuǎn)角，其中，每個(gè)轉(zhuǎn)角具有大于90°的開(kāi)口角α，優(yōu)選地，在110°至140°的范圍內(nèi)。所提出的方法包括以下步驟:(1)在由包括有槽上輥和有槽下輥的至少一個(gè)輥對(duì)限定的連續(xù)輥縫中軋制腹板的彎曲預(yù)成型件，其中，在上輥的第一凹槽中形成第一轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件和腹板的彎曲預(yù)成型件的鄰接的第一部分，其中，后者具有例如其最小直徑，并且，在下輥的第一凹槽中形成第二轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件和腹板的彎曲預(yù)成型件的鄰接的第二部分，其中，后者具有例如其最小直徑；并且(2)隨后在上矯直輥和下矯直輥之間矯直腹板的彎曲預(yù)成型件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，至少在軋制腹板的彎曲預(yù)成型件的最后的輥縫中，下輥的直徑在上輥中的第一凹槽和下輥中的第一凹槽之間的間隔(interval)中以不連續(xù)的方式減小，并且，上輥的直徑以互補(bǔ)的方式增加。以不連續(xù)的方式減小意味著下輥的直徑并不連續(xù)減小，即所涉及的間隔中存在下輥的中間部分，其中，初始減小的直徑保持基本恒定和/或其中，在其再次減小之前增加。換句話說(shuō)，在上輥中的第一凹槽和下輥中的第一凹槽之間的間隔中，例如，下輥的直徑以階梯狀的方式，和/或以波狀的方式減小。由此可見(jiàn)，需要更小的垂直空間來(lái)軋制腹板的預(yù)成型件；即，兩個(gè)輥的最小直徑可能比軋制Z形板樁的任何現(xiàn)有技術(shù)方法的直徑大。因此，在輥的最小直徑減小超過(guò)限制值之前，可更頻繁地修復(fù)輥縫輪廓。此外，輥中的不太深的凹槽還會(huì)產(chǎn)生更小的軋制力矩，并沿著輥縫輪廓產(chǎn)生更均勻的表面速度，即，導(dǎo)致輥表面的機(jī)械磨損更小?？偠灾ㄟ^(guò)所提出的方法，輥磨損地較慢，并且，必須進(jìn)行修復(fù)的次數(shù)更少，但是，由于更大的最小直徑的原因，會(huì)甚至比任何用于軋制Z形截面板樁的現(xiàn)有技術(shù)方法更通常地修復(fù)。最后但并非最不重要的，輥中的不太深的凹槽也會(huì)減小輥斷裂的危險(xiǎn)。因此，通過(guò)所提出的方法，可大幅度增加輥的預(yù)期總使用壽命。最后，將進(jìn)一步理解，所提出的方法允許使用相對(duì)薄的板坯作為用于軋制Z形截面板樁的初始產(chǎn)品。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，下輥的直徑在上輥中的第一凹槽與下輥中的第一凹槽之間的間隔中，以波狀的方式減小，以在此間隔中具有至少一個(gè)中間最大值和一個(gè)中間最小值。這意味著，例如，腹板的彎曲預(yù)成型件的位于第一部分和第二部分之間的第三部分，部分地形成于下輥的第二凹槽中并且部分地形成于上輥的第二凹槽中。由于將腹板的彎曲預(yù)成型件的軋制分配在上輥中的至少兩個(gè)凹槽和下輥中的至少兩個(gè)凹槽上的事實(shí)，這些凹槽可能沒(méi)那么深，即，兩個(gè)輥的最小直徑可能更大。
[0010]在另一實(shí)施方式中，在上輥中的第一凹槽和下輥中的第一凹槽之間的間隔中，下輥的直徑減小，然后，在進(jìn)一步減小之前保持恒定。這意味著，例如，腹板的彎曲預(yù)成型件的位于第一部分和第二部分之間的第三部分，形成于上輥和下輥的大體上圓柱形的部分之間。由于在大體上圓柱形的輥截面之間至少部分地軋制腹板的彎曲預(yù)成型件的中間截面的事實(shí)，需要更小的垂直空間來(lái)軋制腹板的預(yù)成型件；即，兩個(gè)輥的最小直徑可能比軋制Z形板樁的任何現(xiàn)有技術(shù)方法更大。
[0011]如果將輥的中心線定義為輥圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸(線)(即，通過(guò)輥的兩個(gè)支承軸頸的中心的線)，并將輥對(duì)中的輥的標(biāo)稱直徑定義為輥對(duì)的輥的中心線之間的最小垂直距離，下輥在其上述第二凹槽中的最小直徑，優(yōu)選地比下輥的標(biāo)稱直徑小，且優(yōu)選地比下輥在其第一凹槽中的最小直徑大；和/或，上輥在其上述第二凹槽中的最小直徑，優(yōu)選地比上輥的標(biāo)稱直徑小，且優(yōu)選地比上輥在其第一凹槽中的最小直徑大。
[0012]此外，如果:
[0013]-Dmin(URGl)是上輥在其第一凹槽中的最小直徑；
[0014]-Dmin (URG2)是上輥在其第二凹槽中的最小直徑；
[0015]-Dmin(LRGl)是下輥在其第一凹槽中的最小直徑；
[0016]-Dmin (LRG2)是下輥在其第二凹槽中的最小直徑；并且
[0017]_Dnom是上棍和下棍的標(biāo)稱直徑；
[0018]那么，優(yōu)選地滿足這些直徑的以下關(guān)系:
[0019][Dnom-Dmin(URG2)] < k.[Dnom-Dmin(URG1)]
[0020]和/ 或
[0021][Dnom-Dmin(LRG2)] < k.[Dnom-Dmin (LRG1)]。
[0022]其中，k優(yōu)選地小于1，更優(yōu)選地，k小于或等于0.5，并且在優(yōu)選實(shí)施方式中，k等于 0.2。
[0023]如果:
[0024]-Dmin (UR)是上輥的最小直徑；
[0025]-Dmin (LR)是下棍的最小直徑；并且
[0026]-E(CC)是上輥和下輥的中心線之間的最小垂直距離；并且
[0027]-w是輥縫輪廓的總水平寬度；
[0028]那么，優(yōu)選地滿足這些參數(shù)之間的以下關(guān)系:
[0029]{w/ [E (CC) - (Dmin (UR) +Dmin (LR) )/2]} >3.5
[0030]并且，優(yōu)選地
[0031 ] {w/ [E (CC) - (Dmin (UR) +Dmin (LR) )/2]} > 4。
[0032]在優(yōu)選實(shí)施方式中，在上輥和/或下輥的第一凹槽中，由大體上圓柱形的表面形成底面；和/或，在上輥和/或下輥的第二凹槽(如果存在的話)中，由凹形彎曲的表面形成底面。
[0033]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，分別在上輥和下輥的第一凹槽中，由與分別以上輥和下輥的中心線為中心的圓柱形參考表面限定55°至75°的范圍內(nèi)的角度α?的錐形面形成外側(cè)面；和/或，分別在上輥和下輥的第一凹槽中，由與分別以上輥和下輥的中心線為中心的圓柱形參考表面限定45°至65°的范圍內(nèi)的角度的錐形面形成內(nèi)側(cè)面。有利地，錐形內(nèi)側(cè)面和大體上圓柱形的底面之間的連接是凹形彎曲的過(guò)渡表面。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在橫截面中，腹板的彎曲預(yù)成型件的第三部分具有傾斜90°的大體上字母“S”的形狀，并形成波谷和波峰。
[0035]如果將中性軋制平面定義為平行于輥對(duì)的上輥和下輥的中心線，且在其之間一半的距離處的平面，并且如果第一凸緣(即，相鄰于第一轉(zhuǎn)角的凸緣)沿著其自由端具有第一耦接裝置，優(yōu)選地是鉤形耦接裝置，那么，有利地，在中性軋制平面的下方軋制此第一耦接裝置的預(yù)成型件，其中，下輥在此區(qū)域中的最小直徑大于或等于下輥在其第一凹槽中的最小直徑。類似地，如果第二凸緣(即，第二轉(zhuǎn)角附近的凸緣)沿著其自由端具有第二耦接裝置，優(yōu)選地是爪形耦接裝置，那么，有利地，在中性軋制平面的上方軋制此第二耦接裝置的預(yù)成型件，其中，上輥在此區(qū)域中的最小直徑大于或等于上輥在其第一凹槽中的最小直徑。
[0036]在最終矯直步驟之前，軋制的預(yù)成型件有利地包括:
[0037]-第一凸緣的彎曲預(yù)成型件，其在橫截面中具有稍微向右傾斜的大體上字母“J”的形狀，其中，字母“J”的下分支的等價(jià)物(equivalent)優(yōu)選地裝配有第一耦接裝置，其優(yōu)選地是鉤形耦接裝置；
[0038]-第二凸緣的彎曲預(yù)成型件，其在橫截面中具有大體上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°的字母“J”的形狀，其中，字母“J”的下分支的等價(jià)物優(yōu)選地裝配有第二耦接裝置，其優(yōu)選地是爪形耦接裝置；
[0039]-第一轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件，具有大于90°的開(kāi)口角α’，但是，其優(yōu)選地仍小于第一轉(zhuǎn)角最后在Z形截面板樁中的角度；
[0040]-第二轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件，具有大于90°的開(kāi)口角α’，但是，其優(yōu)選地仍小于第一轉(zhuǎn)角最后在Z形截面板樁中的角度；以及
[0041]-腹板的波狀預(yù)成型件，優(yōu)選地包括:與第一轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件連接的大體上平的第一部分，優(yōu)選地包括至少一個(gè)波谷和一個(gè)波峰的中央部分，以及優(yōu)選地與第二轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件連接的大體上平的第二部分。
[0042]然后，此預(yù)成型件的矯直在上矯直輥和下矯直輥之間進(jìn)行。有利地，下矯直輥包括:用于容納矯直的板樁的第一耦接部分的凹槽；用于進(jìn)入到在內(nèi)側(cè)的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的第一凸緣的內(nèi)側(cè)接觸的第一錐形截面；用于進(jìn)入到在腹板的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的腹板的一側(cè)接觸的第二錐形截面；以及用于進(jìn)入到在外側(cè)的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的第二凸緣的外側(cè)接觸的第三錐形截面。有利地，上矯直輥包括:用于進(jìn)入到在外側(cè)的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的第一凸緣的外側(cè)接觸的第一錐形截面；用于進(jìn)入到在腹板的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的腹板的另一側(cè)接觸的第二錐形截面；用于進(jìn)入到在內(nèi)側(cè)的大體上整個(gè)寬度上與矯直的板樁的第二凸緣的內(nèi)側(cè)接觸的第三錐形截面；以及用于容納矯直的板樁的第二耦接裝置的凹槽。當(dāng)在上矯直輥和下矯直輥之間導(dǎo)入待矯直的預(yù)成型件時(shí)，第一凸緣的彎曲預(yù)成型件優(yōu)選地首先取決于相對(duì)下矯直輥的第一錐形截面的凸轉(zhuǎn)角部分；腹板的波狀預(yù)成型件優(yōu)選地首先取決于相對(duì)上矯直輥的第二錐形截面的大體上平的第一部分并取決于相對(duì)下矯直輥的第二錐形截面的大體上平的第二部分，其中，優(yōu)選地，將至少一個(gè)波谷和一個(gè)波峰布置在下矯直輥的第二錐形截面和上矯直輥的第二錐形截面之間形成的輥縫輪廓中，而不接觸后者；并且，第二凸緣的彎曲預(yù)成型件優(yōu)選地首先取決于相對(duì)上矯直輥的第三錐形截面的凸轉(zhuǎn)角部分。
[0043]在將軋制的預(yù)成型件導(dǎo)入下矯直輥和上矯直輥之間之前，優(yōu)選地，將其圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)一定的角度，該角度的范圍在5°和45°之間；優(yōu)選地，使得，腹板的波狀預(yù)成型件的大體上平的第一部分和大體上平的第二部分(如果存在)大體上平行于上矯直輥或下矯直棍的第二錐形截面的圓錐母線(cone generator)。
[0044]如果將上矯直輥和下矯直輥的中性軋制平面定義為平行于兩個(gè)矯直輥的中心線且位于這些中心線之間的距離的一半處的平面；那么，凸緣端部和耦接裝置之間的連接優(yōu)選地位于接近中性軋制平面的地方。
[0045]當(dāng)在上矯直輥和下矯直輥之間導(dǎo)入待矯直的預(yù)成型件時(shí)，有利地，將第一凸緣的彎曲預(yù)成型件的凸轉(zhuǎn)角部分朝著容納第一耦接裝置的凹槽，沿著下矯直輥的第一錐形截面引導(dǎo)；有利地，將第二凸緣的彎曲預(yù)成型件的凸轉(zhuǎn)角部分朝著容納第二耦接裝置的凹槽，沿著上矯直輥的第三錐形截面引導(dǎo)；有利地，將腹板的波狀預(yù)成型件的大體上平的第一部分朝著上矯直輥的第一錐形截面，沿著上矯直輥的第二錐形截面引導(dǎo)；有利地，將腹板的波狀預(yù)成型件的大體上平的第二部分朝著下矯直輥的第三錐形截面，沿著下矯直輥的第二錐形截面引導(dǎo)。將至少一個(gè)波谷和至少一個(gè)波峰初始布置在形成于下矯直輥的第二錐形截面和上矯直輥的第二錐形截面之間的輥縫輪廓中，而不與錐形截面接觸。
[0046]如果AB是在第一轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件的中心A和第二轉(zhuǎn)角的預(yù)成型件的中心B之間的、矯直之前的軋制的預(yù)成型件中的距離，且A’ B’是第一轉(zhuǎn)角的中心A’與第二轉(zhuǎn)角的中心B’之間的最終板樁中的距離，那么，比率A’ Β’ /AB優(yōu)選地介于1.05和1.25之間的范圍內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0047]對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式的以下說(shuō)明，在參考附圖的基礎(chǔ)上，將更好地理解本發(fā)明的上述和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0048]圖1用連續(xù)輥縫的垂直橫截面圖示意性地示出了一種用于軋制Z形截面板樁的方法，該連續(xù)輥縫用字母數(shù)字符號(hào)C01A、C01B、C02A、C02B、C03、C04、……、C08、C09、C10來(lái)表不;
[0049]圖2是圖1的輥縫C09的示意性垂直橫截面圖，進(jìn)一步示出了上輥和下輥的中心線，并且，在棍縫C09內(nèi)，在此棍縫中軋制的最終板樁?C09(the final sheet pile blank)；
[0050]圖3是圖1的輥縫C1的示意性垂直橫截面圖，在由上矯直輥和下矯直輥限定的輥縫的入口處，即，垂直截面與上矯直輥和下矯直輥的中心線未對(duì)準(zhǔn)；該截面進(jìn)一步示出了當(dāng)其與矯直輥進(jìn)行首先接觸時(shí)的圖2的最終板樁坯C09 ；
[0051]圖4是和圖3中一樣的示意性垂直橫截面圖，該垂直截面現(xiàn)在包含上矯直輥和下矯直輥的中心線；
[0052]圖5是根據(jù)所提出的方法制造的板樁的橫截面圖；
[0053]圖6是軋制另一板樁坯以便其后被矯直的最后輥縫的另一實(shí)施方式的示意性垂直橫截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0054]圖5示出了利用下文中公開(kāi)的處理來(lái)軋制的典型的Z形截面板樁10。這種典型的Z形截面板樁10具有:第一凸緣12、與第一凸緣12大體上平行的第二凸緣14、傾斜的直(即，平)腹板16、將腹板16與第一凸緣12連接的第一轉(zhuǎn)角18、將腹板16與第二凸緣14連接的第二轉(zhuǎn)角20。該轉(zhuǎn)角具有大于90°的開(kāi)口角α，通常處于110°至140°的范圍內(nèi)。當(dāng)前市場(chǎng)上的Ζ型截面板樁具有典型范圍在500mm至800mm內(nèi)的寬度B，以及典型范圍在250_至600_內(nèi)的高度。在大多數(shù)Z形截面板樁中，腹板和凸緣具有相同的厚度(即，tl=t2)，典型地在8mm至20mm的范圍內(nèi)。然而，對(duì)于更重的Z形截面板樁，凸緣12、14的厚度tl可能大于腹板16的厚度t2。
[0055]在圖5的板樁10中，第一凸緣12裝配有鉤形耦接裝置22，更具體地，是鉤形LARSSEN型的耦接(coupling)。第二凸緣14裝配有爪形耦接裝置24，在本情況中，是爪形LARSSEN型的耦接。然而，將理解，所提出的方法并非必須限制于軋制如圖5所示的具有LARSSEN類型的耦接裝置22、24的Z形截面板樁。例如，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 102482中示出了進(jìn)一步可能的耦接裝置，但是，其他耦接裝置也是可能的。此外，并不排除軋制具有裸凸緣端或僅承載耦接裝置的預(yù)成型件的凸緣端的Z形截面板樁10，其中，例如，隨后通過(guò)一個(gè)或多個(gè)機(jī)械加工操作將耦接裝置切成凸緣端或切成耦接裝置的預(yù)成型件，或者，其中，隨后將耦接裝置固定(例如焊接)至裸凸緣端。
[0056]圖1示意性地示出了所提出的用于軋制這種Z形截面板樁的方法的優(yōu)選實(shí)施方式的不同步驟。所提出的方法被實(shí)施在有槽棍對(duì)(grooved roll pairs)中，各棍對(duì)包括安裝在垂直輥機(jī)座(roll stand)(未示出)中的有槽上輥26和有槽下輥28。
[0057]上輥26和下輥28中的槽配合，以限定具有成形輪廓的輥縫以及可能的可調(diào)節(jié)高度。在圖1中，每張單獨(dú)的圖是獨(dú)立成形輥縫輪廓的垂直橫截面圖。用參考符號(hào)C01A、C01B、C02A、C02B、C03、C04、……、C08、C09、ClO來(lái)確認(rèn)在所提出的方法中用來(lái)軋制Z形截面板樁10的連續(xù)輥縫輪廓。將理解，通過(guò)一些輥縫，板樁坯必須穿過(guò)幾次，其中，輥縫的高度是通過(guò)減小上輥26和下輥之間的垂直距離來(lái)漸進(jìn)的減小。如果板樁坯必須通過(guò)特定輥縫幾次，那么，圖1所示的輥縫輪廓示出了通過(guò)特定輥縫的板樁坯在最后通過(guò)期間的輥縫高度。
還將用參考符號(hào)C01A、C01B、C02A、C02B、C03、C04、......、C08和C09來(lái)確認(rèn)在其最后通過(guò)具有相同參考符號(hào)的輥縫輪廓之后的板樁坯。
[0058]將進(jìn)一步注意，一對(duì)輥26、28通常限定幾個(gè)(最常見(jiàn)的是三個(gè))鄰接的輥縫；盡管如此，但并不需要幾個(gè)這種輥對(duì)來(lái)限定用于將初始產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)變成最終的Z形截面板樁的所有輥縫輪廓。然而，為了理解所提出的軋制方法，知道通過(guò)哪個(gè)輥對(duì)或在哪個(gè)輥機(jī)座中限定具體的輥縫輪廓C01A、C01B、C02A、C02B、C03、C04、......、C08、C09、C10并不是真正重要的。因此，在所提出的方法中參考數(shù)字26被系統(tǒng)地用于一般地確認(rèn)任何上輥，并用參考數(shù)字28被系統(tǒng)地用于一般地確認(rèn)任何下輥。
[0059]將注意，所提出的方法可利用異形坯或板坯作為初始產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。大體上，僅有前兩個(gè)輥縫輪廓將根據(jù)初始產(chǎn)品是否是異形坯或板坯而不同。因此，在圖1中，輥縫輪廓C01A、C02A與初始產(chǎn)品是異形坯時(shí)的情況對(duì)應(yīng)，而輥縫輪廓C01B、C02B與初始產(chǎn)品是板坯時(shí)的情況對(duì)應(yīng)，并且，輥縫輪廓C03至ClO對(duì)兩種初始產(chǎn)品最終都是共用的。
[0060]在輥縫輪廓COlA中，示出了異形坯30的初始形狀。將注意，將此異形坯30支撐在稍微傾斜的輥道(未示出)上，使得其腹板32在輥縫輪廓COlA的入口處，相對(duì)于水平面34稍微傾斜。因此，在輥縫輪廓COlA的入口處，異形坯30的腹板部分32具有與輥縫輪廓COlA中的對(duì)應(yīng)腹板部分大約相同的傾斜度。如上所述，對(duì)輥縫輪廓COlA示出的輥縫高度，與通過(guò)該輥縫輪廓COlA的異形坯30最后通過(guò)期間的該輥縫的高度對(duì)應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)期望的厚度減小和變形，例如，需要三次通過(guò)輥縫輪廓C01A，其中，逐漸減小輥縫的高度。在輥縫輪廓⑶IA的出口處，板樁坯COAl的橫截面仍具有骨頭形狀，即將接近于異形坯30的橫截面。
[0061]在輥縫輪廓COlB中，示出了板坯36的初始形狀。將注意，此板坯36的水平對(duì)稱面38包含所謂的中性線或軋制線，S卩，位于上輥26的中心軸線和下輥28的中心軸線之間的垂直距離的一半處的水平線。為了實(shí)現(xiàn)板坯36所期望的厚度減小和初始變形，僅需要兩次至四次通過(guò)輥縫輪廓C01B，其中，連續(xù)地減小輥縫輪廓COlB的高度。將注意，在此上下文中，在第一次進(jìn)入輥縫輪廓COlB之前，板坯36的高度(或厚度)比包圍輥縫輪廓COlB的假想矩形的高度稍小。(如下面說(shuō)明的，此矩形的高度相當(dāng)于[E(CC)-(Dmin(UR)+Dmin(LR))/2]，其中=E(CC)是上輥26和下輥28的中心線之間的垂直距離；Dmin(UR)是上輥26的最小直徑；Dmin(LR)是下輥28的最小直徑)。在輥縫輪廓COlB的出口處，板樁坯COBl的橫截面已經(jīng)粗略具有傾斜字母“Z”的形狀。
[0062]將理解，雖然輥縫COlA和COlB的輪廓仍然是非常不相似，但是，后續(xù)的輥縫C02A和C02B的輪廓已經(jīng)是非常相似的。由此可見(jiàn)，板樁坯C02A和C02B的橫截面已經(jīng)足夠相似，從而對(duì)下一個(gè)輥縫輪廓C03具有共同的設(shè)計(jì)。
[0063]將注意，利用圖5中的對(duì)應(yīng)部分的參考標(biāo)號(hào)，對(duì)應(yīng)C參考標(biāo)號(hào)的數(shù)字作為下標(biāo)參考標(biāo)號(hào)，在板樁坯C01A、C01B、C02A、C02B、C03、C04、......、C08、C09、C10中識(shí)別最終板樁
10 (見(jiàn)圖5)的特定部分的預(yù)成型件。例如，板樁坯C02A或C02B中的腹板16的早期預(yù)成型件將利用標(biāo)號(hào)16%來(lái)確認(rèn)。相似地，利用公共的主參考標(biāo)號(hào)承載(bearing)對(duì)應(yīng)C參考標(biāo)號(hào)的數(shù)字作為下標(biāo)參考標(biāo)號(hào)，來(lái)確認(rèn)不同階段中的幾個(gè)輥縫輪廓中出現(xiàn)的輪廓元件或者板樁坯中出現(xiàn)的元件。
[0064]在輥縫輪廓C02A和C02B中(在C01B中也已經(jīng)是這樣)，軋制腹板16的粗糙預(yù)成型件(見(jiàn)參考標(biāo)號(hào)16J、第一凸緣12的粗糙預(yù)成型件(見(jiàn)參考標(biāo)號(hào)12J、第二凸緣14的粗糙預(yù)成型件(見(jiàn)參考標(biāo)號(hào)14J、第一轉(zhuǎn)角18的粗糙預(yù)成型件(見(jiàn)參考標(biāo)號(hào)18J、和第二轉(zhuǎn)角20的粗糙預(yù)成型件(見(jiàn)參考標(biāo)號(hào)20J。在上輥26的第一凹槽42%中形成第一轉(zhuǎn)角18的粗糙預(yù)成型件18%和腹板16的粗糙預(yù)成型件16%的鄰接的第一部分4(^，其中，此上棍26具有其最小直徑。在下棍28的第一凹槽(a first groove) 4602中形成第二轉(zhuǎn)角20的粗糙預(yù)成型件2(^2和腹板16的粗糙預(yù)成型件16%的鄰接的第二部分44%，其中，此下輥28具有其最小直徑。腹板16的粗糙預(yù)成型件1化2的集中位于上述第一部分4(^2和第二部分4402之間的第三部分48%形成在輥26、28的兩個(gè)圓柱形的表面(見(jiàn)C02B)或兩個(gè)稍微圓錐形的表面(見(jiàn)C01B和C02A)之間。
[0065]在輥縫輪廓C03中，進(jìn)一步減小所有上述粗糙預(yù)成型件12^14^16^18%和20Q2的厚度。加寬上述腹板16的粗糙預(yù)成型件1化2的第三部分48%并且立刻在中性軋制平面50，S卩，位于上輥26的中心軸線和下輥28的中心軸線之間的垂直距離的一半處的水平面附近的輥26、28的兩個(gè)圓柱形表面之間軋制。由此可見(jiàn)，板樁坯C03的腹板16的粗糙預(yù)成型件16μ的第三部分48μ大體上是平的。此外，將鉤形耦接裝置22的粗糙預(yù)成型件22Q3軋制到第一凸緣12的早期預(yù)成型件12%的端部中，并且，將爪形耦接裝置24的粗糙預(yù)成型件2403軋制到第二凸緣12的粗糙預(yù)成型件14%的端部中。
[0066]在輥縫輪廓C04中，進(jìn)一步減小利用輥縫輪廓C03軋制的所有預(yù)成型件12^14,16^18^和20μ的厚度。此外，現(xiàn)在將腹板16的早期預(yù)成型件16μ的大體上平坦且水平的第三部分48^軋制成淺波狀的第三部分48M，其在橫截面中大體上具有字母“S”轉(zhuǎn)90°的形式。腹板16的預(yù)成型件16m的該波狀第三或中央部分48m部分地形成于下輥28的第二凹槽52q4中(其水平相鄰于上輥26中的第一凹槽4204)，且部分地形成于上輥26的第二凹槽54m中(其水平相鄰于下輥28中的第二凹槽52m)。借助上輥26的第一環(huán)形焊珠(afirst ring-shaped bead) 5804,在下棍28中位于稍微低于軋制平面50的第三凹槽56Q4中進(jìn)一步加工(elaborated)鉤形稱接裝置22的粗糙預(yù)成型件22。3。在上棍26中的定位于稍微高于軋制平面50的第三凹槽60m中進(jìn)一步加工爪形耦接裝置24的粗糙預(yù)成型件24。3，其中，上輥26具有位于第三凹槽6004中的第二環(huán)形焊珠62。4，以成形爪形耦接裝置24的預(yù)成型件2404中的內(nèi)部腔室。
[0067]在圖1中未示出的輥縫輪廓C05至⑶7中，仍進(jìn)一步減小用輥縫輪廓C04軋制的所有預(yù)成型件12M,14^16^18^和20m的厚度。將輥縫輪廓C04與輥縫輪廓C08相比，將理解，由厚度減小引起的腹板16的彎曲預(yù)成型件16m的長(zhǎng)度的增加部分地通過(guò)在上輥26的第一凹槽42Q8中產(chǎn)生大體上平的部分64Q8并在下輥28的第一凹槽46q4中產(chǎn)生大體上平的部分66%吸收，并且部分地由下輥28的第二凹槽52%所增加的深度和上輥28的第二凹槽54μ所增加的深度吸收。由厚度減小引起的第一凸緣12的預(yù)成型件12μ的長(zhǎng)度的增加主要通過(guò)在軋制平面50下方更大的距離處設(shè)置第三凹槽56μ的等價(jià)物(equivalent) 56Q8來(lái)吸收，在等價(jià)物56%中形成鉤形耦接裝置22的預(yù)成型件22%。然而，下輥28在第三凹槽5608中的最小直徑保持大于(或至少等于)下棍28在第一凹槽46(!8中的最小直徑。類似地，由厚度減小引起的第二凸緣14的預(yù)成型件Htl4的長(zhǎng)度的增加主要通過(guò)在軋制平面50上方更大的距離處設(shè)置第三凹槽60m的等價(jià)物(equivalent) 6(^來(lái)吸收,在等價(jià)物60Q8中形成爪形耦接裝置24的預(yù)成型件24,然而，上輥26在第三凹槽60%中的最小直徑保持大于(或至少等于)上棍26在第一凹槽42(!8中的最小直徑。
[0068]輥縫輪廓C09與輥縫輪廓C08的不同之處主要在于下輥28中的第三凹槽56。9，在第三凹槽56Q9中鉤形耦接裝置22完成，并且主要在于上輥26中的第三凹槽60。9，在第三凹槽60Q9中爪形耦接裝置24完成。下輥28中的第一和第二凹槽46Q9、52Q9與上輥26中的第一和第二凹槽42,54,在輥縫輪廓C08和C09中是大體上相等的。板樁坯C09具有腹板16的彎曲預(yù)成型件16Μ、裝配有鉤形耦接裝置22的第一凸緣12的彎曲預(yù)成型件12μ、以及裝配有爪形耦接裝置24的第二凸緣14的彎曲預(yù)成型件14μ。在下文中，將參考圖2更詳細(xì)地描述輥縫輪廓C09和板樁坯C09的幾何形狀。
[0069]輥縫輪廓ClO被視為純矯直的輥縫，在其中矯直了腹板16的彎曲預(yù)成型件16。9、第一凸緣12的彎曲預(yù)成型件12,以及第二凸緣14的彎曲預(yù)成型件14μ，從而使如圖2所示的板樁坯C09具有如圖5所示的Z形截面板樁10的最終幾何形狀。
[0070]現(xiàn)在參考圖2，將更詳細(xì)地描述輥縫輪廓C09和板樁坯C09的幾何形狀。參考數(shù)字70表示上輥26的中心線，參考數(shù)字72表示下輥28的中心線。將輥的中心線70、72定義為輥26、28圍繞其旋轉(zhuǎn)的線，S卩，通過(guò)輥的兩個(gè)支承軸頸的中心的線。用箭頭E(CC)表示兩條中心線70、72之間的垂直距離。按照定義，上輥26和下輥28的標(biāo)稱直徑Dnom等于定義的距離E(CC)(為了節(jié)省空間，在圖2中，用僅在輥26、28的中心線70、72開(kāi)始的箭頭來(lái)表示輥徑)。
[0071]在圖2看，可注意到，將板樁坯C09軋制成上輥26和下輥28限定的六個(gè)凹槽，即:
[0072]I)上輥26中的第一凹槽42Q9:其中軋制第一轉(zhuǎn)角18的預(yù)成型件18Q9和腹板16的彎曲預(yù)成型件Ietl9的鄰接的第一部分^ci9 ;在其中，上輥26具有小于Dnom的最小直徑Dmin(URGl);并且，在其中，下輥28具有與上輥26中的第一凹槽42Q9的凹形形狀配合的凸出形狀；
[0073]2)下輥28中的第一凹槽46μ:在其中軋制第二轉(zhuǎn)角20的預(yù)成型件20Μ和腹板16的彎曲預(yù)成型件Ietl9的鄰接的第二部分44?^ ;在其中，下輥28具有小于Dnom的最小直徑Dmin(LRGl);并且，在其中，上輥26具有與下輥28中的第一凹槽46Q9的凹形形狀配合的凸出形狀；
[0074]3)下輥28中的第二凹槽52Q9:其與上輥26中的第一凹槽42Q9水平相鄰；在其中軋制腹板16的彎曲預(yù)成型件16Μ的第三部分48?^的第一彎曲部分(即波谷)；在其中，下輥28具有稍微小于Dnom的最小直徑Dmin (LRG2);并且，在其中，上輥26具有與下輥28中的第二凹槽52μ的凹形形狀配合的凸出形狀；
[0075]4)上輥26中的第二凹槽54Q9:其與下輥28中的第一凹槽46Q9水平相鄰；在其中軋制腹板16的彎曲預(yù)成型件16μ的第三部分48*5的第二彎曲部分(即波谷)；在其中，上輥26具有稍微小于Dnom的最小直徑Dmin(URG2);并且，在其中，下輥28具有與上輥26中的第二凹槽54μ的凹形形狀配合的凸出形狀；
[0076]5)下輥28中的第三凹槽56Q9:其水平相鄰于上輥26中的第一凹槽42Q9 ;在其中軋制鉤形耦接裝置22 ;在其中，下輥28具有小于Dnom的最小直徑Dmin(LRG3);并且，在其中，上棍26具有與穿入第三凹槽56Q9中的環(huán)形腔室(ring-shaped cavity)的第一環(huán)形焊珠58μ配合的凸出形狀，以在其中形成鉤形連接裝置22 ;并且
[0077]6)上輥26中的第三凹槽60Q9:其水平相鄰于下輥26中的第一凹槽46Q9 ;在其中軋制爪形耦接裝置24 ;在其中，上輥26具有小于Dnom的最小直徑Dmin(URG3);在其中，上輥26具有環(huán)形凹陷，在其中具有第二環(huán)形焊珠(ring-shaped bead) 6209,以在其中形成爪形耦接裝置24 ;并且，在其中，下輥26具有配合的凸出形狀以形成爪形耦接裝置24的大體上平的背(substantially flat back)。
[0078]從左到右，連續(xù)的形成輥縫輪廓C09的六個(gè)凹槽如下:(1)下輥28中的第三凹槽5609 ；⑵上輥26中的第一凹槽42。9 ； (3)下輥28中的第二凹槽52。9 ； (4)上輥26中的第二凹槽54。9 ； (5)下輥28中的第一凹槽46。9 ;以及(6)上輥26中的第三凹槽60Q9。
[0079]將進(jìn)一步注意:Dmin(LRG1)大約等于 Dmin (URG1) ；Dmin (LRG2)大于 Dmin(LRGl)；并且，Dmin(LRG3)大約等于 Dmin(LRGl)。類似地，Dmin(URG2)大于 Dmin(URGl);并且，Dmin (URG3)大約等于 Dmin (URG1)。
[0080]通過(guò)參考矩形74 (在圖2中用虛點(diǎn)線繪制)，進(jìn)一步示出了所提出的輥縫輪廓的布局。此矩形74的寬度w是輥縫輪廓的總體水平寬度，高度h是輥縫輪廓的總體垂直高度，即:
[0081 ] h = Emin(CC)-[Dmin(URG1)-Dmin(LRG1)]/2
[0082]其中，Emin(CC)是上輥26和下輥28的中心線之間的最小垂直距離，S卩，當(dāng)上棍26和下棍28最接近時(shí)(在板樁還穿過(guò)棍縫輪廓幾次且在連續(xù)穿過(guò)(the successivepasses)之間減小輥縫輪廓的高度的情況下)。中性軋制平面50是矩形74的中心平面。
[0083]此矩形74的形狀的特征可能在于其寬高比w/h。在圖2所示的實(shí)例中，此比率大約是5。在US 5，671，630中公開(kāi)的方法中，相同的比率小于3，這意味著，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)方法，對(duì)于相同的可用軋制寬度，輥中的凹槽比本文所提出的新方法更深。
[0084]將理解，由于使用具有總共六個(gè)相鄰凹槽56^42^52^54^46,6(^的輥縫輪廓，所以可直接在中性軋制平面50的附近軋制板樁坯C09的個(gè)別部分(以及板樁坯C04至C08的任何一個(gè)的那些部分)，即，輥26、28中不需要深凹槽。由此可見(jiàn)，輥26、28的初始最小直徑可以更大；即，在輥的最小直徑減小超過(guò)限制值之前，通常可修復(fù)(reworked)輥縫輪廓。當(dāng)與在US 5,671,630中公開(kāi)的方法相比時(shí)，本文提出的方法允許獲得大約80mm的最小直徑的輥。此外，輥中的不太深的凹槽還會(huì)產(chǎn)生更小的軋制力矩，并沿著輥縫輪廓產(chǎn)生更均勻的表面速度，即，產(chǎn)生更小的輥面的機(jī)械磨損。最后，和所提出的輥縫輪廓一樣，具有大量圓角的凹槽在輥中也會(huì)產(chǎn)生更小的應(yīng)力?？偠灾?，通過(guò)所提出的方法，輥磨損得更慢，并且，進(jìn)行更少地必須修復(fù)，但是，由于更大的最小直徑的原因，甚至?xí)热魏斡糜谲堉芞形截面板樁的現(xiàn)有技術(shù)方法更經(jīng)常地修復(fù)。因此，通過(guò)所提出的方法，可大幅度增加輥的總使用壽命。
[0085]將進(jìn)一步理解，由于六個(gè)相鄰凹槽56、42、52、54、46、60的原因，可在輥之間非常好地引導(dǎo)板樁坯，這便于與其他板狀皮一起軋制耦接裝置(板樁坯不太可能橫向地偏離)。
[0086]所提出的方法的另一明顯優(yōu)點(diǎn)是，可能從相對(duì)薄的板坯開(kāi)始軋制Z形截面板樁。
[0087]為了便于矯直腹板16的彎曲預(yù)成型件Ietl9，下輥28中的第二凹槽52Μ的深度和上輥26中的第二凹槽54Q9的深度優(yōu)選地沒(méi)有下輥28中的第一凹槽46Q9的深度和上輥26中的第一凹槽42μ的深度那么重要。在附圖所示的實(shí)例中，具有以下關(guān)系，例如:
[0088][Dnom-Dmin(URG2)] < 0.2.[Dnom-Dmin(URGl)]
[0089]并且
[0090][Dnom-Dmin(LRG2)] < 0.2.[Dnom-Dmin(LRGl)]。
[0091]如可在圖2中看到的，下輥28中的第二凹槽52Q9和上輥26中的第二凹槽54Q9具有凹形彎曲的底面76、78，而下輥28中的第一凹槽46Q9和上輥26中的第一凹槽42Q9中的底面是大體上圓柱形的表面，至少在軋制轉(zhuǎn)角18、20的預(yù)成型件ISci9JOci9的直接鄰域(directneighbourhood)中是圓柱形表面。
[0092]在上輥26的第一凹槽46Q9中，利用中心在上輥26的中心線70上的圓柱形參考面，外側(cè)面由限定大約67°的角度α I的錐形面形成，內(nèi)側(cè)面由限定大約55°的角度α 2的錐形面形成，圓柱形參考面位于。類似地，在下輥28的第一凹槽46?^中，利用中心在下輥28的中心線72上的圓柱形參考面，外側(cè)面由限定大約67°的角度α I的錐形面形成，內(nèi)側(cè)面由限定大約55°的角度α2的錐形面形成。典型地，α?的范圍是55°至75°，優(yōu)選地，60°至70°，α 2的范圍是45°至65°，優(yōu)選地，50°至60°。
[0093]腹板16的彎曲預(yù)成型件16Q9的第三部分48Q9具有大體上傾斜90°的字母“S”的形狀，形成波谷和波峰。將波谷與波峰連接的“S”形部件的中央部分，形成大約25°的角度β (典型地，β的范圍是10°至40°，優(yōu)選地，20°至30° )。
[0094]第一凸緣12的預(yù)成型件Utl9具有大體上稍微傾斜至右側(cè)的字母“J”的形狀，其中，裝配有鉤形耦接裝置22的預(yù)成型件22μ的字母“J”的下分支的等價(jià)物，大體上平行于中性平面50延伸。第二凸緣14的預(yù)成型件Htl9具有大體上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)大約180°的字母“J”的形狀，其中，裝配有爪形耦接裝置24的預(yù)成型件24?^的字母“J”的下分支的等價(jià)物，大體上平行于中性平面50延伸。如上所述，在中性軋制平面50的下方軋制鉤形耦接裝置22的預(yù)成型件22Q9，其中，Dmin(LRG3)大體上等于Dmin (LRGl);并且，在中性軋制平面50的上方軋制爪形耦接裝置24的預(yù)成型件24Q9，其中，Dmin(URG3)大體上等于Dmin(URGl)。還將注意，預(yù)成型件22?^已經(jīng)具有鉤形耦接裝置22的最終形狀，并且，預(yù)成型件24μ已經(jīng)具有爪形耦接裝置24的最終形狀。然而，由于凸緣12和14的彎曲預(yù)成型件Utl9和Htl9的原因，耦接裝置22、24的方向還不是最終的。
[0095]在圖6中示出了根據(jù)本發(fā)明的輥縫和板樁坯的另一實(shí)施方式。此實(shí)施方式與圖2的實(shí)施方式的區(qū)別在于，在上輥26中的第一凹槽42Q9和下輥28中的第一凹槽46Q9之間的間隔“I”中，下輥28的直徑首先減小，直到其大約等于標(biāo)稱直徑Dnom，然后，在其再次減小之前，在下輥28的一定長(zhǎng)度上保持恒定。上輥26的直徑在此間隔I中以互補(bǔ)的方式變化。這意味著，主要在上輥26的大體上圓柱形的部分和下輥28的大體上圓柱形的部分之間(接近于中性軋制平面)形成腹板的彎曲預(yù)成型件16Μ的中間截面104。由于在大體上圓柱形的輥截面之間至少部分地軋制腹板的彎曲預(yù)成型件16Μ的中間截面104的事實(shí)，需要更小的垂直空間來(lái)軋制腹板的預(yù)成型件；即，兩個(gè)輥的最小直徑可能比軋制Z形板樁的任何現(xiàn)有技術(shù)方法的兩個(gè)輥的最小直徑更大。將注意，替代如圖6所示將一個(gè)中間階梯(oneintermediate step)軋制成腹板的彎曲預(yù)成型件16,還可將幾個(gè)中間階梯軋制成腹板的彎曲預(yù)成型件16μ。
[0096]現(xiàn)在，參考圖3和圖4描述板樁坯C09的矯直。在圖3中，可在由上矯直輥26’和下矯直輥28’限定的輥縫的入口處識(shí)別參考圖2描述的板樁坯C09 (垂直截面Is與上矯直輥26’和下矯直輥28’的中心線未對(duì)準(zhǔn))，其中，將板樁坯示出為當(dāng)它進(jìn)入到與矯直輥26’、28’第一次接觸時(shí)的位置。在圖4中，將完成的Z形截面板樁10示出為，處于由上矯直輥26’和下矯直輥28’限定的輥縫的出口處(在此圖4中，垂直截面包含上矯直輥26’和下矯直輥28’的中心線)。
[0097]下矯直輥28’包括(見(jiàn)圖3和圖4):用于容納矯直的板樁的第一耦接裝置22的凹槽84 ;第一錐形截面86，在圖4中，其在此內(nèi)側(cè)的大體上總寬度上與矯直的板樁的第一凸緣12的內(nèi)側(cè)接觸；第二錐形截面88，在圖4中，其在此腹板16的大體上總寬度上與矯直的板樁的腹板16的一側(cè)接觸；以及第三錐形截面90，在圖4中，其在此外側(cè)的大體上總寬度上與矯直的板樁的第二凸緣14的外側(cè)接觸。
[0098]上矯直輥26’包括:第一錐形截面92，在圖4中，其在此外側(cè)的大體上總寬度上與矯直的板樁的第一凸緣12的外側(cè)接觸；第二錐形截面94，在圖4中，其在腹板16的大體上總寬度上與矯直的板樁的腹板的另一側(cè)接觸；第三錐形截面96，在圖4中，其在此內(nèi)側(cè)的大體上總寬度上與矯直的板樁的第二凸緣14的內(nèi)側(cè)接觸；以及用于容納矯直的板樁的第二耦接裝置24的凹槽98。
[0099]因此，將注意，上矯直輥26’和下矯直輥28’的幾何形狀主要由最終的Z形截面板樁10的幾何形狀來(lái)決定。
[0100]在上矯直輥26’和下矯直輥28’之間導(dǎo)入板樁坯C09之前，將其圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)，使得腹板16的波狀預(yù)成型件16μ的大體上平的第一部分64μ和66*5分別與上矯直輥26’的第二錐形截面94的圓錐母線大體上平行和下矯直輥28’的第二錐形截面88的圓錐母線(cone generator)大體上平行。在本情況中，例如，已將板樁還圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)大約12°的角度，該縱向軸線通過(guò)由第一凸緣12的J形預(yù)成型件12μ限定的凸出轉(zhuǎn)角。
[0101]在圖3中，與矯直輥26’、28’第一次接觸；即，在開(kāi)始矯直之前在輥縫C10內(nèi)將板樁坯C09示出。第一凸緣12的彎曲預(yù)成型件12Q9取決于相對(duì)(against)下矯直輥28’的第一錐形截面86上的凸出轉(zhuǎn)角部分。腹板16的波狀預(yù)成型件16?^取決于相對(duì)下矯直輥28’的第二錐形截面88上的大體上平的第二部分66,上矯直輥26’利用腹板16的波狀預(yù)成型件16?^的大體上平的第一部分64?^處的第二錐形截面94以及利用在第二凸緣14的彎曲預(yù)成型件14?^的凸出轉(zhuǎn)角部分處的其第三錐形截面96，與板樁坯C09接觸。將注意，將腹板16的波狀預(yù)成型件16μ的波谷100和波峰102布置在形成于下矯直輥28’的第二錐形截面88和上矯直輥26’的第二錐形截面94之間的輥縫輪廓中，而不與后者接觸。這是可能的，因?yàn)椋缟纤?，在輥縫輪廓C09中，下輥28中的第二凹槽52Q9的深度和上輥26中的第二凹槽54Q9的深度遠(yuǎn)沒(méi)有下輥28中的第一凹槽46Q9的深度和上輥26中的第一凹槽42Q9的深度那么重要。將理解，至少在波狀腹板16μ的初始矯直過(guò)程中波谷100和波峰102不接觸矯直輥26’、28’的事實(shí)，非常有助于此矯直操作。
[0102]可能只在一次穿過(guò)中執(zhí)行在輥縫輪廓ClO中矯直板樁坯C10。在矯直過(guò)程中，朝著容納第一耦接裝置22μ的凹槽84，沿著下矯直輥28’的錐形截面86引導(dǎo)第一凸緣12的彎曲預(yù)成型件12μ的凸出轉(zhuǎn)角部分。類似地，朝著容納第二耦接裝置24?^的凹槽98，沿著上矯直輥26’的第三錐形截面96引導(dǎo)第二凸緣14的彎曲預(yù)成型件Htl9的凸出轉(zhuǎn)角部分。同時(shí)，第一轉(zhuǎn)角18和第二轉(zhuǎn)角20的預(yù)成型件IStl9JOtl9的開(kāi)口角α ’增加，其一開(kāi)始大于90°，但是仍小于Z形截面板樁中的相應(yīng)的開(kāi)口角。朝著上矯直輥26’的錐形截面92，沿著上矯直輥26’的第二錐形截面94引導(dǎo)腹板16的波狀預(yù)成型件16Μ的大體上平的第一部分64。9。類似地，朝著下矯直輥28’的第三錐形截面，沿著下矯直輥28’的第二錐形截面88引導(dǎo)腹板16的波狀預(yù)成型件16μ的大體上平的第二部分66,
[0103]圖3示出了離開(kāi)由矯直輥26’，28’限定的輥縫的矯直的Z形板樁。腹板16、第一凸緣12和第二凸緣14現(xiàn)在是平的，并且，位于凹槽84、98中的耦接裝置22、24相對(duì)于第一凸緣12和第二凸緣14具有其最終的方向。凸緣端和耦接裝置22、24之間的連接位于接近所述中性軋制平面50的地方。
[0104]在腹板16的預(yù)成型件Ieci9的矯直過(guò)程中，點(diǎn)A和B (其是轉(zhuǎn)角18，20的中心)之間的距離增加大約14%。類似地，耦接裝置的外端面上的點(diǎn)C和D之間的距離增加大約12%。最后，輥縫輪廓ClO和C09的總水平寬度w之間的比率是大約1.2。
[0105]將理解，所提出的方法對(duì)于軋制Z形截面板樁特別有利，其中，腹板16的厚度t2小于凸緣12、14的厚度tl，和/或其中，轉(zhuǎn)角18、20通過(guò)腹板16和/或凸緣12、14的局部額外厚度來(lái)外部和/或內(nèi)部增強(qiáng)。
[0106]參考符號(hào)列表
[0107](在以下列表中，“i”表示基于用于識(shí)別輥縫輪廓或在此輥縫輪廓中軋制的板樁的預(yù)成型件的參考標(biāo)號(hào)而形成的下標(biāo))
[0108]10 Z形截面板樁Wi 16的預(yù)成型件
[0109]12 第一凸緣18 第一轉(zhuǎn)角
[0110]12i 12的預(yù)成型件Wi 18的預(yù)成型件
[0111]14 第二凸緣20 第二轉(zhuǎn)角20
[0112]Hi 14的預(yù)成型件20i 20的預(yù)成型件
[0113]16 傾斜的直腹板22 鉤形耦接裝置
[0114]50 中性軋制平面28 下輥
[0115]52i 28中的第二凹槽 28’下矯直輥
[0116]54i 26中的第二凹槽 30 異形坯
[0117]56i 28中的第三凹槽 32 30的腹板
[0118]58i 26的第一環(huán)形焊珠 34 水平面
[0119]60i 26中的第三凹槽 36 板坯
[0120]62i 26的第二環(huán)形焊珠 38 36的水平對(duì)稱平面
[0121]64i 40i的大體上平的部分40i與18鄰接的16的第一部分
[0122]66i M1的大體上平的部分
[0123]42j 26的第一凹槽
[0124]70 26的中心線
[0125]44i與20鄰接的16的第二部分
[0126]7228的中心線
[0127]74圖2中的矩形46i 28的第一凹槽
[0128]22i22的預(yù)成型件48i 16的第三部分
[0129]24爪形耦接裝置76t 52i中的底面
[0130]24,24的預(yù)成型件78i 5七中的底面
[0131]26上輥80i 42i*的底面
[0132]26’上矯直輥82i 46i中的底面
[0133]84用于22的28’中的凹槽
[0134]8628’的第一錐形截面
[0135]8828’的第二錐形截面
[0136]9028’的第三錐形截面
[0137]9226’的第一錐形截面
[0138]9426’的第二錐形截面
[0139]9626’的第三錐形截面
[0140]98用于24的26’中的凹槽
[0141]100波谷
[0142]102波峰
[0143]104腹板的彎曲預(yù)成型件的中間截面
【權(quán)利要求】
1.一種用于軋制Z形截面板樁的方法，所述Z形截面板樁具有第一凸緣(12)、與所述第一凸緣(12)大體上平行的第二凸緣(14)、傾斜腹板(16)、將所述腹板(16)連接至所述第一凸緣(12)的第一轉(zhuǎn)角(18)、將所述腹板(16)連接至所述第二凸緣(14)的第二轉(zhuǎn)角(20)，其中，各個(gè)所述轉(zhuǎn)角具有大于90°的開(kāi)口角α ;其中，所述方法包括以下步驟: -在由包括有槽上輥(26)和有槽下輥(28)的至少一個(gè)輥對(duì)限定的連續(xù)輥縫中軋制所述腹板(16)的彎曲預(yù)成型件，其中: 在所述上輥(26)的第一凹槽(42)中形成所述第一轉(zhuǎn)角(18)的預(yù)成型件和所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件的鄰接的第一部分，并且 在所述下輥(28)的第一凹槽(46)中形成所述第二轉(zhuǎn)角(20)的預(yù)成型件和所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件的鄰接的第二部分；并且 -隨后在上矯直輥(26’ )和下矯直輥(26’ )之間矯直所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件； 其特征在于: 至少在形成所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件的最后輥縫中，所述下輥(28)的直徑在所述上輥(26)中的所述第一凹槽(42)與所述下輥(26)中的所述第一凹槽(46)之間的間隔中以不連續(xù)的方式減小，并且所述上輥(26)的直徑在所述間隔中以互補(bǔ)的方式增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件的位于所述第一部分與所述第二部分之間的第三部分，至少部分地形成于所述下輥(28)的第二凹槽(52)中并且至少部分地形成于所述上輥(26)的第二凹槽(54)中，或者部分地形成于所述上輥(26)和所述下輥(28)的大體上圓柱形部分之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: 輥對(duì)中的各個(gè)輥(26，28)的標(biāo)稱直徑(Dnom)被定義為所述輥對(duì)的輥(26，28)的中心線(70,72)之間的最小垂直距離(E(CC))； 所述下輥(28)在其第二凹槽(52)中的最小直徑(Dmin (LRG2))小于所述下輥(28)的標(biāo)稱直徑(Dnom)并且大于所述下輥(28)在其第一凹槽(46)中的最小直徑(Dmin(LRGl))；和/或 所述上輥(26)在其第二凹槽(54)中的最小直徑(Dmin (URG2))小于所述上輥(26)的標(biāo)稱直徑(Dnom)并且大于所述上輥(26)在其第一凹槽(42)中的最小直徑(Dmin (URGl))。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果: Dmin(URGl)是所述上輥(26)在其第一凹槽(42)中的最小直徑； Dmin (URG2)是所述上輥(26)在其第二凹槽(54)中的最小直徑； Dmin(LRGl)是所述下輥(28)在其第一凹槽(46)中的最小直徑； Dmin(LRG2)是所述下輥(28)在其第二凹槽(52)中的最小直徑；并且 Dnom是所述上輥(26)的標(biāo)稱直徑和所述下輥(28)的標(biāo)稱直徑； 那么:
[Dnom-Dmin(URG2)] < k.[Dnom-Dmin(URGl)] 和/或
[Dnom-Dmin(LRG2)] < k.[Dnom-Dmin(LRGl)] 其中，k小于I，優(yōu)選地，k小于或等于0.5，并且在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，k等于0.2。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，如果: Dmin(UR)是所述上輥(26)的最小直徑； Dmin(LR)是所述下輥(28)的最小直徑；并且 E(CC)是所述上輥(26)的中心線(70)和所述下輥(28)的中心線(72)之間的最小垂直距離；并且 w是所述輥縫的輪廓的寬度； 那么:
{w/ [E (CC) - (Dmin (UR) +Dmin (LR)) /2]} >3.5
并且優(yōu)選地
{w/ [E (CC) - (Dmin (UR) +Dmin (LR)) /2]} > 4。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 在所述上輥(26)的所述第一凹槽(42)和/或所述下輥(28)的所述第一凹槽(46)中，底面(80，82)由大體上圓柱形表面形成；和/或在根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法的所述上輥(26)的所述第二凹槽(54)和/或所述下輥(28)的所述第二凹槽(52)中，底面(76，78)由凹形彎曲表面形成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 分別在所述上輥(26)的所述第一凹槽(42)、所述下輥(28)的所述第一凹槽(46)中，外側(cè)面由分別與以所述上輥(26)的中心線和所述下輥(28)的中心線為中心的圓柱形參考表面限定55°至75°的范圍內(nèi)的角度α I的錐形面形成；和/或在根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法中，分別在所述上輥(26)的所述第一凹槽(42)、所述下輥(28)的所述第一凹槽(46)中，內(nèi)側(cè)面由分別與以所述上輥(26)的中心線和所述下輥(28)的中心線為中心的圓柱形參考表面限定45°至65°的范圍內(nèi)的角度的錐形面形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2和從屬于權(quán)利要求2的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中: 在橫截面中，所述腹板(16)的所述彎曲預(yù)成型件的所述第三部分(48)具有傾斜90°、形成波谷(100)和波峰(102)的大體上字母“S”的形狀。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中: 中性軋制平面被定義為與輥對(duì)的所述上輥和所述下輥(26，28)的中心線(70，72)平行并且位于所述平行線(70，72)之間的距離的一半處的平面； 所述第一凸緣(12)沿著其自由端具有第一耦接裝置(22)，優(yōu)選地，具有鉤形耦接裝置，其中，在所述中性軋制平面(50)的下方軋制所述第一耦接裝置(22)的預(yù)成型件，其中，所述下輥(28)在此區(qū)域中的最小直徑(Dmin (LRG3))大于或等于所述下輥(28)在其第一凹槽(46)中的最小直徑(Dmin(LRGl));和/或 所述第二凸緣(14)沿著其自由端具有第二耦接裝置(24)，優(yōu)選地，具有爪形耦接裝置，其中，在所述中性軋制平面(50)的上方軋制所述第二耦接裝置(24)的預(yù)成型件，其中，所述上輥(26)在此區(qū)域中的最小直徑(Dmin (URG3))大于或等于所述上輥(26)在其第一凹槽(42)中的最小直徑(Dmin (URGl))。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在最終矯直步驟之前，軋制的所述預(yù)成型件包括: 所述第一凸緣(12)的彎曲預(yù)成型件，在橫截面中具有稍微向右傾斜的大體上字母“J”的形狀，其中，字母“J”的下分支的等價(jià)物優(yōu)選地裝配有第一耦接裝置(22)，優(yōu)選所述第一耦接裝置(22)是鉤形耦接裝置； 所述第二凸緣(14)的彎曲預(yù)成型件，在橫截面中具有大體上字母“J”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°的形狀，其中，字母“J”的下分支的等價(jià)物優(yōu)選地裝配有第二耦接裝置(24)，優(yōu)選所述第二耦接裝置(24)是爪形耦接裝置； 所述第一轉(zhuǎn)角(18)的預(yù)成型件，具有大于90°的開(kāi)口角(α ’)，但是仍小于所述第一轉(zhuǎn)角(18)最終在Z形截面板樁中的角度； 所述第二轉(zhuǎn)角(20)的預(yù)成型件，具有大于90°的開(kāi)口角(α ’)，但是仍小于所述第一轉(zhuǎn)角(18)最終在所述Z形截面板樁中的角度；以及 所述腹板(16)的波狀預(yù)成型件，包括:與所述第一轉(zhuǎn)角(18)的所述預(yù)成型件連接的大體上平的第一部分(64)，至少包括一個(gè)波谷(100)和一個(gè)波峰(102)的中央部分(48)，以及與所述第二轉(zhuǎn)角(20)的所述預(yù)成型件連接的大體上平的第二部分(66)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述矯直的步驟在上矯直輥(26’)與下矯直輥(28’ )之間進(jìn)行，其中: 所述下矯直輥(28’ )包括: -凹槽(84)，用于容納矯直的所述板樁的所述第一耦接裝置(22)； -第一錐形截面(86)，用于進(jìn)入到在內(nèi)側(cè)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述第一凸緣(12)的內(nèi)側(cè)接觸； -第二錐形截面(88)，用于進(jìn)入到在所述腹板(16)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述腹板(16)的一側(cè)接觸；以及 -第三錐形截面(90)，用于進(jìn)入到在外側(cè)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述第二凸緣(14)的外側(cè)接觸； 所述上矯直棍(26’ )包括: -第一錐形截面(92)，用于進(jìn)入到在所述外側(cè)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述第一凸緣(12)的所述外側(cè)接觸； -第二錐形截面(94)，用于進(jìn)入到在所述腹板(16)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述腹板(16)的另一側(cè)接觸； -第三錐形截面(96)，用于進(jìn)入到在所述內(nèi)側(cè)的基本整個(gè)寬度上與所述矯直的板樁的所述第二凸緣(14)的所述內(nèi)側(cè)接觸；以及 -凹槽(98)，用于容納所述矯直的板樁的所述第二耦接裝置(24)； 其中，當(dāng)在所述上矯直輥(26’)與所述下矯直輥(28’)之間導(dǎo)入待矯直的所述預(yù)成型件時(shí): -所述第一凸緣(12)的所述彎曲預(yù)成型件首先取決于相對(duì)所述下矯直輥(26’ )的所述第一錐形截面(86)的凸轉(zhuǎn)角部分； -所述腹板(16)的所述波狀預(yù)成型件首先取決于相對(duì)所述上矯直輥(26’ )的所述第二錐形截面(94)的大體上平的第一部分(64)，并且取決于相對(duì)所述下矯直輥(26’)的所述第二錐形截面(88)的大體上平的第二部分(66)，其中，將所述至少一個(gè)波谷(100)和一個(gè)波峰(102)布置在所述下矯直輥(26’ )的所述第二錐形截面(88)和所述上矯直輥(26’ )的所述第二錐形截面(94)之間形成的所述輥縫輪廓中，而不接觸后者；并且 -所述第二凸緣(14)的所述彎曲預(yù)成型件首先取決于相對(duì)所述上矯直輥(26’ )的所述第三錐形截面(96)的凸轉(zhuǎn)角部分。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中: 在將所述軋制的預(yù)成型件導(dǎo)入下矯直輥(28’)與上矯直輥(26’)之間之前，將所述軋制的預(yù)成型件圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)范圍在5°和45°之間的角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中: 用于所述上矯直輥(26’ )和所述下矯直輥(28’ )的中性軋制平面(50)被定義為與兩個(gè)矯直輥的中心線(70，72)平行并且位于所述中心線(70，72)之間的距離的一半處的平面；并且 所述凸緣(12，14)和所述耦接裝置(22，24)之間的連接定位于接近所述中性軋制平面(50)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或從屬于權(quán)利要求11的前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)在所述下矯直輥(28’ )和所述上矯直輥(26’ )之間導(dǎo)入所述預(yù)成型件時(shí): -朝著容納所述第一耦接裝置(22)的所述凹槽(84)，沿著所述下矯直輥(26’)的所述第一錐形截面(86)引導(dǎo)所述第一凸緣(12)的所述彎曲預(yù)成型件的所述凸轉(zhuǎn)角部分； -朝著容納所述第二耦接裝置(24)的所述凹槽(98)，沿著所述上矯直輥(26’)的所述第三錐形截面(96)引導(dǎo)所述第二凸緣(14)的所述彎曲預(yù)成型件的所述凸轉(zhuǎn)角部分； -朝著所述上矯直輥(26’)的所述第一錐形截面(92)，沿著所述上矯直輥(26’)的所述第二錐形截面(94)引導(dǎo)所述腹板(16)的所述波狀預(yù)成型件的所述大體上平的第一部分(64);并且 -朝著所述下矯直輥(26’)的所述第三錐形截面(90)，沿著所述下矯直輥(26’)的所述第二錐形截面(88)引導(dǎo)所述腹板(16)的所述波狀預(yù)成型件的所述大體上平的第二部分(66);并且 將所述至少一個(gè)波谷(100)和所述至少一個(gè)波峰(102)初始布置在所述下矯直輥(26’)的所述第二錐形截面(88)與所述上矯直輥(26’)的所述第二錐形截面(94)之間形成的所述輥縫輪廓的入口中，而不與所述錐形截面(88，94)接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，如果: AB是矯直之前的軋制的預(yù)成型件中的所述第一轉(zhuǎn)角(18)的預(yù)成型件的中心A與所述第二轉(zhuǎn)角(20)的預(yù)成型件的中心B之間的距離；并且 A’ B’是最終板樁中所述第一轉(zhuǎn)角(18)的中心A’與所述第二轉(zhuǎn)角(20)的中心B’之間的距離； 那么，比率A’ B’ /AB介于1.05與1.25之間的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B21B1/082GK104364024SQ201280071567
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2012年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月2日
【發(fā)明者】阿洛伊塞·埃梅斯, 弗蘭喬斯·羅比內(nèi) 申請(qǐng)人:安賽樂(lè)米塔爾研發(fā)有限公司