專利名稱：：電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用h型鋼及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼及其制備工藝,屬于H型鋼
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：鐵路電氣化是中國鐵路發(fā)展的最終目標(biāo)。電氣化鐵路工程又稱為"四電工程"，包括"接觸網(wǎng)"、"變電"、"信號"、"通信"，其中以接觸網(wǎng)作為鐵路電氣化工程的主構(gòu)架。接觸網(wǎng)主要包含以下幾方面l.基礎(chǔ)構(gòu)件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)；2.基礎(chǔ)安裝結(jié)構(gòu)件，主要作用是連接接觸網(wǎng)導(dǎo)線和基礎(chǔ)構(gòu)件；3.接觸網(wǎng)導(dǎo)線，作用是傳輸電流給電力機車；4.其他輔助構(gòu)件，包括回流線、附加懸掛等。接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路，主要由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。其中，接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上，其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機車。所述支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其它建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串，棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設(shè)備。所述定位裝置包括定位管和定位器，其功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。所述支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。我國接觸網(wǎng)中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱，基礎(chǔ)是對鋼支柱而言的，即鋼支柱固定在下面的鋼筋混凝土制成的基礎(chǔ)上，由基礎(chǔ)承受支柱傳給的全部負(fù)荷，并保證支柱的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱與基礎(chǔ)制成一個整體，下端直接埋入地下。支柱是接觸網(wǎng)中最基本、應(yīng)用最廣泛的支撐設(shè)備，用來承受接觸懸掛與支持設(shè)備的負(fù)荷。接觸網(wǎng)支柱，按其使用材質(zhì)分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼支柱兩大類。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱，簡稱為鋼筋混凝土支柱采用高強度的鋼筋，在制造時預(yù)先使鋼筋產(chǎn)生拉力，它比普通鋼筋混凝土支柱在同等容量情況下節(jié)省鋼材、強度大、支柱輕等優(yōu)點。鋼筋混凝土支柱本身是一個整體結(jié)構(gòu)，不需另制基礎(chǔ)。鋼支柱以角鋼焊成架結(jié)構(gòu)，具有支柱較輕、強度高、抗碰撞、安裝運輸方便等優(yōu)點。根據(jù)安裝使用地點不同，鋼柱的型號規(guī)格及外形結(jié)構(gòu)也不同。接觸網(wǎng)支柱按其在接觸網(wǎng)中的作用可分為中間支柱、轉(zhuǎn)換支柱、中心支柱、錨柱、定位支柱道岔支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱及橋梁支柱等幾種。近年來，隨著電氣化鐵路新建和改造速度的加快，開始出現(xiàn)采用國標(biāo)H型鋼做鐵路接觸網(wǎng)支柱的趨勢。中國實用新型CN2637242(申請?zhí)?3266628.4)公開了一種鋼管混凝土接觸網(wǎng)支柱，是一種由鋼管和混凝土組合構(gòu)成的中空筒體，其外部設(shè)有一鋼管，所述鋼管內(nèi)設(shè)有由膨脹纖維混凝土離心構(gòu)成的環(huán)狀混凝土，該環(huán)狀混凝土的外周緣與該鋼管的內(nèi)壁面均勻地緊密貼合設(shè)置。該實用新型提出的鋼管混凝土接觸網(wǎng)支柱克服了公知技術(shù)存在的缺陷，可適應(yīng)各種氣候環(huán)境條件，具有較大的容量、剛度和耐久性的；可同時承受60-150KNTn的垂直于線路方向的懸掛彎矩和承受30m/s的順線路方向的風(fēng)荷載，因此，提高了支柱的承載能力，且外觀平順光滑，無裂縫，改善了產(chǎn)品的質(zhì)量；且在同等容量、且滿足強度、剛度的條件下，較公知接觸網(wǎng)支柱的截面小。中國實用新型CN2501958(申請?zhí)?1264169.3)公開了一種特型橫腹桿式預(yù)應(yīng)力混凝土接觸網(wǎng)支柱，由混凝上、預(yù)應(yīng)力鋼筋、箍筋及構(gòu)造鋼筋組成，其中，所述特型橫腹桿式預(yù)應(yīng)力混凝土接觸網(wǎng)支柱內(nèi)部沿橫截面的高度邊緣，即工字型截面的翼緣邊緣設(shè)有預(yù)應(yīng)力鋼筋，所述支柱上設(shè)置有孔洞，孔洞的短邊直線段長度小于50mm，所述支柱的地面高度為8.2到9.2米，在所述預(yù)應(yīng)力混凝土接觸網(wǎng)支柱下端設(shè)有固定部。該實用新型提出的支柱提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及使用壽命，隨鐵路路基的各種情況，對支柱柱身進行有效的固定，以滿足施工現(xiàn)場的使用要求。中國實用新型CN2038524(申請?zhí)?8200437.9)公開了一種適合于電氣化鐵道用組合式接觸網(wǎng)支柱。該接觸網(wǎng)支柱由支柱、底盤、斜拉索、托盤、主枕和配重支架組成。該組合式接觸網(wǎng)支柱重量輕、易搬運、操作簡便，特別適合于電氣化鐵路區(qū)段搶修接觸網(wǎng)支柱事故時使用，還適合于線路上各種復(fù)雜地形如山區(qū)、橋梁等地方使用。目前，已在電氣化鐵路上使用的接觸網(wǎng)支柱除格構(gòu)式鋼柱外均為混凝土支柱，即環(huán)形等徑預(yù)應(yīng)力混凝土接觸網(wǎng)支柱和橫腹桿式預(yù)應(yīng)力混凝土接觸網(wǎng)支柱，這種支柱由于受多種因素的影響，加上混凝土本身的特性，其表面易于產(chǎn)生裂縫，并且，隨著時間的推移，這種裂縫會越來越大，這對支柱的耐久性極為不利。公知的混凝土接觸網(wǎng)支柱，在突發(fā)性事故或斷線等情況下，會折斷或損壞，必須更換修復(fù)后才能使用。此外，公知的混凝土支柱自重大，運輸、安裝較為困難，如在橋上使用，還將會帶來不必要的附加載荷。且公知的格構(gòu)式鋼柱體積大、占用空間多，美觀性較差，不能滿足新型鐵路的需要。中國實用新型專利CN2419123(申請?zhí)?0209725.7)公開了一種H型鋼柱，包括柱身和法蘭盤，其中，所述H型鋼柱的柱身為H型型鋼，柱身腹板上設(shè)有圓孔，所述柱身的底部設(shè)有由法蘭盤，所述接觸網(wǎng)支柱的外表面設(shè)有防護層。本實用新型可適用于不同線路，可滿足各種容量及長度的需要。由于是鋼柱，其重量輕、生產(chǎn)工藝簡單、易于加工，便于施工，因本實用新型的表面進行了防腐的涂鋅(鋁)或鍍鋅處理，有效地提高了鋼柱的耐久性。上述專利文件所述的H型鋼柱所采用的H型鋼為普通的國標(biāo)規(guī)格H型鋼，通過不同使用條件的載荷計算證明，國標(biāo)規(guī)格H型鋼X方向和Y方向的慣性矩、抗彎模數(shù)等力學(xué)參數(shù)并不適合作接觸網(wǎng)支柱，在保證某個方向使用載荷要求的前提下，另一方向上往往不能滿足規(guī)定的載荷要求，或者比載荷要求高出許多，造成材料的浪費。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了達(dá)到既滿足電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱承載要求，又節(jié)省材料的目的，提供一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼及其制備工藝。本發(fā)明所用的術(shù)語解釋1.國標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)；Q235B,鋼種成分表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2.德標(biāo)德國標(biāo)準(zhǔn)。德標(biāo)DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德標(biāo)DIN1025-4中IPB(V)240T。橫截面尺寸及理論重量如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>3.歐標(biāo)歐洲標(biāo)準(zhǔn)。歐標(biāo)EN10034，尺寸允許偏差如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>>10~<20±1.5>20~<40±2,0>40~<60±2,5>60±3.0<6.5+1.5一0.5>6.5~<10+2.0_1.0>IO-<20+2.5-1.5>20~<30+2.5-2.0>30~<40±2.5>40~<60±3.0>60±4.0圖2翼緣斜度國標(biāo)和歐標(biāo)計算方法不同，國標(biāo)是k，歐標(biāo)是k+k'此處統(tǒng)一換算成國標(biāo)計算方法kh《1100.75h>110l%b,最人3.25mm適用于左右、上下大彎曲彎曲度80<h《1800.3L180<h《3600.15Lh〉3600.1L圖3中心偏差b《110±2.5(t<4Q且寬度大于110<h"25±3.5200)h>325±5發(fā)明概述通常H型鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)在煉鋼、軋鋼環(huán)節(jié)都是采用一個體系的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，例如，鋼種成分執(zhí)行歐標(biāo)，鋼材的尺寸規(guī)格、允許偏差也執(zhí)行歐標(biāo)。本發(fā)明打破了這一模式，H型鋼采用的鋼種成分、產(chǎn)品尺寸和允許偏差采用不同體系的標(biāo)準(zhǔn)，例如鋼種成分執(zhí)行國標(biāo)，尺寸規(guī)格執(zhí)行德標(biāo)，尺寸允許偏差執(zhí)行歐標(biāo)。一個產(chǎn)品在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)執(zhí)行不同體系的標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)上尚未見報道，為此，本發(fā)明進行了生產(chǎn)工藝模式的創(chuàng)新，確保生產(chǎn)的順利實施和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。發(fā)明詳述本發(fā)明根據(jù)產(chǎn)品的使用條件和承載情況計算H型鋼X、Y方向上的慣性矩和抗彎、抗扭截面模數(shù)，設(shè)計H型鋼截面的高度、寬度、腹板厚度和翼緣厚度，并進行強度校核和模擬試驗，最后根據(jù)使用性能確定了如下技術(shù)方案-一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼，其特征在于，H型鋼鋼種成分、產(chǎn)品尺寸和允許偏差采用不同體系的標(biāo)準(zhǔn)，鋼種成分為國標(biāo)Q235B，尺寸規(guī)格按德標(biāo)DIN1025-2中6IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德標(biāo)DIN1025-4中IPB(V)240T,尺寸允許偏差采用歐標(biāo)EN10034。通過比較,采用國標(biāo)Q235B鋼種的力學(xué)性能滿足使用條件要求,采用德標(biāo)DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300和1025-4中IPB(V)240T規(guī)格分別滿足不同用途的線桿的使用要求，采用歐標(biāo)EN10034中的H型鋼尺寸允許偏差能夠滿足使用精度的要求。一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼的制備方法，包括鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、連鑄、軋制、空冷、矯直，其特征在于，1)鐵水預(yù)脫硫后根據(jù)國標(biāo)Q235B鋼種要求的成分，進行轉(zhuǎn)爐冶煉；然后進行LF精煉；2)精煉后進入近終型異型坯連鑄工序，制得H型近終型連鑄坯料；3)連鑄坯料采用冷裝方式或熱裝方式入爐，加熱到指定溫度出爐，溫度范圍1180-1280'C，然后進行高壓水除鱗(除去氧化鐵皮)；4)除完鱗的坯料用輥道送至粗軋機和精軋機組，軋制產(chǎn)品規(guī)格執(zhí)行德標(biāo)DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德標(biāo)DIN1025-4中IPB(V)240T，軋制產(chǎn)品的精度按照歐標(biāo)EN10034進行控制；5)軋制完畢的軋件產(chǎn)品上冷床進行空冷，當(dāng)軋件冷至10(TC以下后，進矯直機進行矯直，最后，將軋件切定尺寸。本發(fā)明根據(jù)接觸網(wǎng)支柱的載荷分布及大小情況，結(jié)合中國不同地區(qū)、不同使用條件進行計算，設(shè)計出符合國內(nèi)電氣化鐵路使用要求的接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼，使其無論X方向、還是Y方向上的慣性矩、抗彎模數(shù)等力學(xué)參數(shù)均能達(dá)到承載要求，且不會造成材料的浪費，給電氣化鐵路設(shè)計部門的接觸網(wǎng)支柱選型提供了方便，也為電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱的生產(chǎn)單位和部門節(jié)省了成本。圖1是歐標(biāo)EN10034尺寸標(biāo)示圖。圖2是歐標(biāo)EN10034翼緣斜度標(biāo)示圖。圖3是歐標(biāo)EN10034中心偏差標(biāo)示圖。圖4是本發(fā)明實施例1、2產(chǎn)品形狀及尺寸標(biāo)示圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做迸一步說明，但不限于此。實施例1:(1)國標(biāo)Q235B某一具體鋼種成分表，鋼種等級C%Si%Mn%P%S%Q235B0.150.240.400.0140.012(2)制備工藝鐵水預(yù)脫硫后根據(jù)國標(biāo)Q235B鋼種要求的成分，采用120噸轉(zhuǎn)爐冶煉；為了保證鋼質(zhì)的純凈度和鋼水成分穩(wěn)定性，采用LF精煉，使鋼種成分充分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；精煉完畢后進入近終型異型坯連鑄工序，生產(chǎn)出H型近終型(接近成品形狀)連鑄坯料；坯料采用冷裝方式或熱裝方式入爐，加熱到指定溫度出爐，進行高壓水除鱗，除完鱗的坯料用輥道送至粗軋機和精軋機組，軋制產(chǎn)品規(guī)格執(zhí)行德國標(biāo)準(zhǔn)DIN1025-2，產(chǎn)品的精度按照歐標(biāo)7EN10034控制，軋制完畢軋件上冷床進行空冷。當(dāng)軋件冷至IOO'C以下后，進矯直機進行矯直，使由于空冷引起的變形得到矯正。最后，將軋件切定尺、收集。產(chǎn)品形狀如圖4所示。產(chǎn)品性能如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Wx=1800cm3，W尸657cm3,在滿足鐵路宏觀橫截面尺寸最大不超過300,的前提下，國標(biāo)H型鋼中根本沒有如此大抗彎模數(shù)的規(guī)格。而IPB(V)240T能夠完全滿足使用環(huán)境X、Y方向上的載荷要求，同時，兩個方向上抗彎系數(shù)的配比也能很好滿足載荷要求。權(quán)利要求1.一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼，其特征在于，H型鋼鋼種成分、產(chǎn)品尺寸和允許偏差采用不同體系的標(biāo)準(zhǔn)，鋼種成分為國標(biāo)Q235B，尺寸規(guī)格按德標(biāo)DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德標(biāo)DIN1025-4中IPB(V)240T，尺寸允許偏差采用歐標(biāo)EN10034。2.—種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼的制備方法，包括鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、連鑄、軋制、空冷、矯直，其特征在于，1)鐵水預(yù)脫硫后根據(jù)國標(biāo)Q235B鋼種要求的成分，進行轉(zhuǎn)爐冶煉；然后進行LF精煉；2)精煉后進入近終型異型坯連鑄工序，制得H型近終型連鑄坯料；3)連鑄坯料采用冷裝方式或熱裝方式入爐，加熱到指定溫度出爐，溫度范圍11801280°C，然后進行高壓水除鱗；4)除完鱗的坯料用輥道送至粗軋機和精軋機組，軋制產(chǎn)品規(guī)格執(zhí)行德標(biāo)DIN1025-2中IPB240、IPB260、IPB280、IPB300之一或德標(biāo)DIN1025-4中IPB(V)240T，軋制產(chǎn)品的精度按照歐標(biāo)EN10034進行控制；5)軋制完畢的軋件產(chǎn)品上冷床進行空冷，當(dāng)軋件冷至10(TC以下后，進矯直機進行矯直，最后，將軋件切定尺寸。全文摘要本發(fā)明涉及一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼及其制備工藝。H型鋼鋼種成分、產(chǎn)品尺寸和允許偏差采用不同體系的標(biāo)準(zhǔn)，在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)執(zhí)行不同體系的標(biāo)準(zhǔn)確保生產(chǎn)的順利實施和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。本發(fā)明根據(jù)接觸網(wǎng)支柱的載荷分布及大小情況，設(shè)計出符合國內(nèi)電氣化鐵路使用要求的接觸網(wǎng)支柱專用H型鋼，使其無論X方向、還是Y方向上的慣性矩、抗彎模數(shù)等力學(xué)參數(shù)均能達(dá)到承載要求，且不會造成材料的浪費。文檔編號C22C33/04GK101255773SQ200810014489公開日2008年9月3日申請日期2008年3月17日優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日發(fā)明者婕張,袁鵬舉,霍喜偉申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司