專利名稱：冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建材的生產(chǎn)工藝，尤其涉及冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝。
技術背景鋼板樁作為一種環(huán)保建材，其基本結構一是鋼制板樁，二是兩邊系鎖口結構，三是在地 里或水中構成墻壁。由于它結構特殊，因而具有獨特的優(yōu)點高強度、輕型、隔水性能好； 耐久性強，可重復使用；環(huán)保效果顯著，在施工中可大大減少取土量和混凝土的使用量，有 效保護土地資源等。因此鋼板樁的用途相當廣泛，比如在永久性結構建筑上，可用于建設碼 頭、船塢等；在臨時性結構物上，可用于封山、斷流等；在抗洪搶險上，可用于防洪、防塌 方等。目前我國的鋼板樁年消耗量僅為l萬噸左右，絕大部分為大規(guī)格的熱軋鋼板樁，并只 是用于建橋圍堰、船塢建設等工程；但在倉儲、水利工程、碼頭建設等行業(yè)，鋼板樁的使用 情況卻不盡人意。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國水域改造及臨江靠海地區(qū)的基礎建設將為 鋼板樁的應用提供廣闊的空間。鋼板樁根據(jù)其斷面形狀可主要分為U型、Z型、直線型三種，其中以U型鋼板樁的使用最 為普遍。目前厚度規(guī)格在12mm以上的鋼板樁主要采用熱軋法生產(chǎn)，而12mm以下的鋼板樁主要 采用冷彎法生產(chǎn)。2006年6月9日發(fā)表于"鋼構之窗"網(wǎng)站上的《中國鋼板樁市場現(xiàn)狀及前景 小探》 一文提到，國內出現(xiàn)了以武漢漢口軋鋼廠、廣州鋼管廠和南京萬潤為代表的冷彎鋼板 樁生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的U型冷彎鋼板樁主要應用在潛基坑中，因其成本較低，對熱軋鋼板樁 具有較強的替代性。如圖l，該U型鋼板樁由底板、腹板、鎖口3部分構成，其中鎖口部分的 形狀為帶鋼坯料彎曲180。所形成的圓弧形。由于生產(chǎn)工藝等因素的影響，該U型冷彎鋼板樁 的鎖口精度得不到控制，因此缺乏廣泛推廣應用的必要條件。該U型冷彎鋼板樁的生產(chǎn)采用 連續(xù)輥式冷彎機組，其工藝步驟為(1) 開巻將熱軋板巻打開形成帶鋼坯料；(2) 矯平將帶鋼坯料經(jīng)過起矯平作用的通用孔型使其表面平整；(3) 對焊用焊機將帶鋼坯料的頭部與已進入成型孔型的帶鋼尾部焊接在一起，從而 實現(xiàn)一次穿帶之后的連續(xù)生產(chǎn)；(4) 成型帶鋼坯料依次經(jīng)過冷彎成型機組中由多個相對轉動的輥片所組成的多組成 型孔型，發(fā)生分步彎曲變形，形成最終的斷面形狀； (5) 精整帶鋼坯料成型為最終斷面之后，再經(jīng)過1 3道與最終斷面孔型一致的孔型進行整形，以保證殘余應力釋放后產(chǎn)品斷面各處尺寸的精度；(6) 矯直帶鋼板坯料經(jīng)過精整之后，再經(jīng)過2道以上的起矯直作用的通用孔型，以避免或消除帶鋼坯料縱向彎曲或橫向彎曲；(7) 鋸切將帶鋼坯料切割成一定長度的U型冷彎鋼板樁成品。其中，在步驟(4)成型時所使用的冷彎成型機組是由多臺機架依次組成，每臺機架上均設置有一組由多個相對轉動的輥片所組成的成型孔型，帶鋼坯料每經(jīng)過一臺機架即發(fā)生一 個道次的彎曲變形。目前，成型孔型主要分為開式孔型和閉式孔型，開式孔型僅由多個相對 轉動的成型輥片所組成，帶鋼坯料通過開式孔型時成型輥片擠壓帶鋼坯料使帶鋼坯料的受壓部位彎曲變形；閉式孔型是在開式孔型的基礎上增加了定位限寬輥片，定位限寬輥片與成型 輥片共同圍成一個封閉的區(qū)域，帶鋼坯料通過閉式孔型時成型輥片擠壓帶鋼坯料使帶鋼坯料 的受壓部位彎曲變形，同時定位限寬輥片則限制帶鋼坯料在彎曲過程中的橫向位移。由于現(xiàn) 有生產(chǎn)冷彎鋼板樁的冷彎成型機組中的每臺機架上的成型孔型均采用開式孔型，而開式孔型 的成型輥片無法限制帶鋼坯料的橫向位移，尤其當帶鋼坯料彎曲角度超過90。時，帶鋼坯料 通過開式孔型彎曲變形后的尺寸精度無法保證，而冷彎鋼板樁鎖口的彎曲角度為180。，因 此也就難以控制帶鋼坯料彎曲后鎖口的尺寸精度；同時，帶鋼坯料在進行180。彎曲時，鎖 口圓弧外邊緣處的拉應變非常大，導致彎曲過程中極易開裂。 實用新型內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可保證冷彎鋼板樁鎖口尺寸精度的冷彎鋼板樁 的生產(chǎn)工藝。解決上述技術問題所使用的技術方案是冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，包括帶鋼坯料發(fā)生分 步彎曲變形的成型步驟，在帶鋼坯料的分步彎曲變形過程中，冷彎鋼板樁的鎖口的最終彎曲 變形采用閉式孔型彎曲形成。作為上述技術方案的進一步改進，冷彎鋼板樁的鎖口的最終彎曲變形依次采用多組閉式 孔型分多個道次彎曲形成。作為上述技術方案的優(yōu)選方案，在成型冷彎鋼板樁鎖口時，帶鋼坯料每道次的彎曲角度 為2° 30° 。作為上述技術方案的優(yōu)選方案，在成型冷彎鋼板樁鎖口時，帶鋼坯料每道次的彎曲角度 為22.5° 。作為上述技術方案的進一步改進，在成型冷彎鋼板樁鎖口時，帶鋼坯料先依次經(jīng)過多組 開式孔型彎曲成90。，再依次經(jīng)過多組閉式孔型彎曲成180。形成鎖口。作為上述技術方案的進一步改進，先對冷彎鋼板樁的鎖口進行加工成型，再對冷彎鋼板樁的底板和腹板進行加工成型。作為上述技術方案的進一步改進，冷彎鋼板樁依次通過多組開式孔型同時對底板和腹板進行加工成型。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明在成型冷彎鋼板樁鎖口的最終彎曲變形時使用了閉式 孔型，由于閉式孔型中的定位限寬輥片能夠限制帶鋼坯料在彎曲過程中的橫向位移，從而減 小了帶鋼坯料彎曲變形的不規(guī)則性，因此可以提高冷彎鋼板樁鎖口的加工精度；同時，帶鋼 坯料在18(T彎曲時，由于閉式孔型中定位限寬輥片的擠壓作用而部分抵消了鎖口圓弧外邊 緣處的內應力，使鎖口圓弧外邊緣處的拉應變減小，從而降低了鎖口彎曲時的開裂率；由于 冷彎鋼板樁的的底板和腹板同時成型，因此可以減少底板和腹板的彎曲道次，從而提高了生 產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。


圖1為U型冷彎鋼板樁的結構示意圖。圖2為帶鋼坯料道次1的彎曲示意圖。圖3為帶鋼坯料道次2的彎曲示意圖。圖4為帶鋼坯料道次3的彎曲示意圖。圖5為帶鋼坯料道次4的彎曲示意圖。圖6為帶鋼坯料道次5的彎曲示意圖。圖7為帶鋼坯料道次6的彎曲示意圖。圖8為帶鋼坯料道次7的彎曲示意圖。圖9為帶鋼坯料道次8的彎曲示意圖。圖10為帶鋼坯料道次9的彎曲示意圖。圖11為成型冷彎鋼板樁底板和腹板時的彎曲示意圖。圖中標記為鎖口l，腹板2，底板3，帶鋼坯料4，底板上成型輥片5a，底板下成型輥片 5b，腹板上成型輥片6a，腹板下成型輥片6b，鎖口上成型輥片7a，鎖口下成型輥片7b，鎖口 左成型輥片7c，鎖口上成型輥片8a，鎖口下成型輥片8b，鎖口左定位限寬輥片9a，鎖口右定 位限寬輥片9b，鎖口上成型輥片10a，鎖口左成型輥片10b，鎖口下定位限寬輥片lla，鎖口右 定位限寬輥片llb。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖IO，本發(fā)明的冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，包括帶鋼坯料4發(fā)生分步彎曲變形的成型步 驟，在帶鋼坯料4的分步彎曲變形過程中，冷彎鋼板樁的鎖口 1的最終彎曲變形采用閉式孔型 彎曲形成。如圖3 圖10，為了保證鎖口l加工精度，同時降低成型冷彎鋼板樁鎖口1時帶鋼坯料4的 開裂率，冷彎鋼板樁的鎖口l的最終彎曲變形依次采用多組閉式孔型分多個道次彎曲形成。由于帶鋼坯料4每道次的彎曲角度與帶鋼坯料的材質、厚度等因素有關，總體上以帶鋼 坯料4不產(chǎn)生縱向塑性變形為限，因此帶鋼坯料4每道次的彎曲角度一般設定在2。 30° 。 而為了在保證帶鋼坯料4不產(chǎn)生縱向塑性變形的基礎上盡量加大帶鋼坯料4每道次的彎曲角度 ，進而減少帶鋼坯料4彎曲成型的道次數(shù)量，在成型冷彎鋼板樁鎖口l時，帶鋼坯料4每道次 的彎曲角度為22.5。。如圖3 圖10所示，帶鋼坯料4從道次2開始彎曲變形，每道次在前面 各道次總共已彎曲的角度上彎曲22.5。(道次2總的彎曲角度為22.5。，道次3總的彎曲角度 為45° ，道次4總的彎曲角度為67.5。，道次5總的彎曲角度為90。，道次6總的彎曲角度為 112.5° ，道次7總的彎曲角度為135。，道次8總的彎曲角度為157.5。，道次9總的彎曲角度 為180° )，即每道次的彎曲角度均為22.5。，共分8個道次彎曲形成彎曲角為180。的鎖口 1。由于開式孔型的成型輥片無法限制帶鋼坯料4的橫向位移，尤其當帶鋼坯料4彎曲角度超 過90°時，帶鋼坯料4通過開式孔型彎曲變形后的尺寸精度無法保證，因此在成型冷彎鋼板 樁鎖口1時，帶鋼坯料4先依次經(jīng)過多組開式孔型彎曲成90。，再依次經(jīng)過多組閉式孔型彎曲 成180°形成鎖口l，從而最大限度的減少成型鎖口l所使用的閉式孔型的數(shù)量，以節(jié)省成本由于成型冷彎鋼板樁的底板3和腹板2所使用的輥片數(shù)量比成型冷彎鋼板樁鎖口 1使用的 輥片數(shù)量更多，因此先對冷彎鋼板樁的鎖口l進行加工成型，再對冷彎鋼板樁的底板3和腹板 2進行加工成型就可以減少冷彎鋼板樁在整個成型過程中所使用的輥片數(shù)量，從而節(jié)省成本為了減少冷彎鋼板樁的底板3和腹板2的成型道次，冷彎鋼板樁依次通過多組開式孔型同 時對底板3和腹板2進行加工成型。圖11所示為一組同時成型冷彎鋼板樁底板3和腹板2的開式 孔型，該組開式孔型由多個上下相對轉動的輥片所組成，其中底板上成型輥片5a和底板下成 型輥片5b用于成型冷彎鋼板樁的底板3，而腹板上成型輥片6a腹板下成型輥片6b用于成型冷 彎鋼板樁的腹板2。 實施例l圖2 圖10為成型冷彎鋼板樁鎖口1各道次的彎曲示意圖。其中，帶鋼坯料4從圖3 (道次 2)開始彎曲，每一道次的彎曲角度為22.5。，共分8個道次彎曲最終形成鎖口1。圖3 圖5 所示帶鋼坯料4每道次的彎曲采用的是現(xiàn)有的開式孔型，目的是將鋼坯料4彎曲到90。；圖6 為帶鋼坯料4彎曲到90。時的彎曲示意圖，此時開始采用閉式孔型對帶鋼坯料4進行彎曲，圖 6 圖10所示帶鋼坯料4每道次的彎曲采用的是閉式孔型最終彎曲形成冷彎鋼板樁的鎖口 1 。其中，帶鋼坯料4在0。 90°彎曲時，各道次的開式孔型均由多個相對轉動的成型輥片 所組成圖3、圖4中的成型輥片均為設置在帶鋼坯料4的上下兩側的平輥成型輥片，而圖5中 的成型輥片除了設置在帶鋼坯料4上下兩側的平輥成型輥片外，還包括設置在帶鋼坯料4左右 兩側的立輥成型輥片。圖5中的平輥成型輥片包括鎖口上成型輥片7a、鎖口下成型輥片7b， 而圖5中的立輥成型輥片為鎖口左成型輥片7c。帶鋼坯料4在90。 180°彎曲時，各道次的閉式孔型均由多個相對轉動的成型輥片和定 位限寬輥片組成圖9、圖10中的成型輥片和定位限寬輥片均為設置在的帶鋼坯料4的上下兩 側的平輥成型輥片和平輥定位限寬輥片，以圖10為例，圖10中的平輥成型輥片和平輥定位限 寬輥片包括鎖口上成型輥片8a，鎖口下成型輥片8b，鎖口左定位限寬輥片9a，鎖口右定位限 寬輥片9b;圖6 圖8中的成型輥片和定位限寬輥片除了設置在帶鋼坯料4的上下兩側的平輥 成型輥片和平輥定位限寬輥片以外，還包括設置在帶鋼坯料4左右兩側的立輥成型輥片和立 輥定位限寬輥片。以圖8為例，其中平輥成型輥片為鎖口上成型輥片10a，立輥成型輥片為鎖 口左成型輥片10b，平輥定位限寬輥片為鎖口下定位限寬輥片lla，立輥定位限寬輥片為鎖口 右定位限寬輥片llb。
權利要求
1.冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，包括帶鋼坯料(4)發(fā)生分步彎曲變形的成型步驟，其特征是在帶鋼坯料(4)的分步彎曲變形過程中，冷彎鋼板樁的鎖口(1)的最終彎曲變形采用閉式孔型彎曲形成。
2.如權利要求l所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，其特征是冷彎鋼板 樁的鎖口 (1)的最終彎曲變形依次采用多組閉式孔型分多個道次彎曲形成。
3.如權利要求2所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，其特征是在成型冷 彎鋼板樁鎖口 (1)時，帶鋼坯料(4)每道次的彎曲角度為2。 30° 。
4.如權利要求3所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，其特征是在成型冷 彎鋼板樁鎖口 (1)時，帶鋼坯料(4)每道次的彎曲角度為22.5。。
5.根據(jù)權利要求1 4中任意一項權利要求所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn) 工藝，其特征是在成型冷彎鋼板樁鎖口 (1)時，帶鋼坯料(4)先依次經(jīng)過多組開式孔型 彎曲成90° ，再依次經(jīng)過多組閉式孔型彎曲成180。形成鎖口 (1)。
6.根據(jù)權利要求1 4中任意一項權利要求所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn) 工藝，其特征是先對冷彎鋼板樁的鎖口 (1)進行加工成型，再對冷彎鋼板樁的底板(3) 和腹板(2)進行加工成型。
7.如權利要求6所述的冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，其特征是冷彎鋼板 樁依次通過多組開式孔型同時對底板(3)和腹板(2)進行加工成型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，提高了冷彎鋼板樁鎖口的加工精度。本發(fā)明的技術方案是冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝，包括帶鋼坯料發(fā)生分步彎曲變形的成型步驟，在帶鋼坯料的分步彎曲變形過程中，冷彎鋼板樁的鎖口的最終彎曲變形采用閉式孔型彎曲形成。由于成型冷彎鋼板樁鎖口時，閉式孔型中的定位限寬輥片能夠限制帶鋼坯料在彎曲過程中的橫向位移，從而可以提高冷彎鋼板樁鎖口的加工精度；同時，帶鋼坯料在180°彎曲時，由于閉式孔型中定位限寬輥片的擠壓作用使鎖口圓弧外邊緣處的拉應變減小，因此降低了鎖口彎曲時的開裂率。該冷彎鋼板樁的生產(chǎn)工藝可廣泛應用在多種冷彎鋼板樁的加工領域，尤其是U型冷彎鋼板樁的加工領域。
文檔編號E02D5/04GK101130956SQ20071020127
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權日2007年8月3日
發(fā)明者李俊洪, 王飛龍, 勇 鄧, 邱曉剛 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院