建筑用冷彎大規(guī)格厚壁方矩形鋼管的成型工藝與性能
方矩形鋼管生產(chǎn)線的主要工藝特點(diǎn)
冷彎方矩形鋼管的傳統(tǒng)成形工藝是在常溫下先將熱軋鋼卷板通過多架成形機(jī)組逐步軋成圓管，隨后通過整形機(jī)組再將圓管軋成方管，被稱作“間接成方”工藝， 傳統(tǒng)輥彎成型工藝采用定彎點(diǎn)位置變彎曲弧度法完成管坯角部成型，適用于軋制中小規(guī)格產(chǎn)品。
用這種工藝軋制 “三高一超”方矩管，會(huì)暴露出其固有缺陷。有于該工藝彎曲過程中的軋輥?zhàn)饔昧κ冀K集中于一點(diǎn)，過分的應(yīng)力集中往往在厚壁（12.7mm 以上）型材彎曲過程中出現(xiàn)顯微裂紋，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致開裂。有這種缺陷的產(chǎn)品用于建筑鋼結(jié)構(gòu)后果嚴(yán)重。對(duì)日本阪神大地震中斷裂方矩管立柱的研究表明，角部微裂紋是引發(fā)方矩管斷裂的主要原因。
同時(shí)由于不同壁厚產(chǎn)品的成型彎曲弧度不同，軋輥通用性受到限制。工藝所的大規(guī)格冷彎方矩形鋼管采用了先進(jìn)的 “直接成方”生產(chǎn)工藝，即在常溫下將熱軋鋼卷板直接軋成方矩形。
彎曲孤度變彎點(diǎn)位置成型工藝
工藝所采用了彎曲弧度變彎點(diǎn)位置成型工藝。這種工藝采用一個(gè)彎曲半徑，各道次的彎曲受力點(diǎn)在彎曲部位逐漸變化，最終完成整個(gè)成型過程。由于施力點(diǎn)不斷變化，產(chǎn)品成型自然平滑，有效解決了厚壁高強(qiáng)產(chǎn)品的角部微裂紋問題。工藝所在前期預(yù)研中采用這種工藝對(duì)壁厚8mm以上產(chǎn)品作成型試驗(yàn)，效果良好。同時(shí)，固定的軋輥彎曲弧度為軋輥的通用性和在線快速換輥創(chuàng)造了條件，更換規(guī)格時(shí)的換輥時(shí)間可以從24小時(shí)至26小時(shí)縮短為2到3小時(shí)。
原料邊部特殊處理技術(shù)
厚壁產(chǎn)品的原料邊部處理質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)管坯良好成型的關(guān)鍵因素之一。國(guó)外較普遍采用銑邊機(jī)作原料邊部處理，以保證邊部質(zhì)量和符合工藝要求的幾何形狀。銑邊機(jī)價(jià)格昂貴，單機(jī)價(jià)格在1200萬美元以上，且維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)行成本都很高。工藝所采用專用刨邊機(jī)對(duì)原料作特殊邊部處理，待原料進(jìn)入成型機(jī)組后，在翅片成型孔（finpass）通過加大擠壓力，將邊部處理到合適形狀，確保焊接擠壓力。這樣的安排能在滿足工藝要求的前提下，將設(shè)備投資降低到銑邊機(jī)的1/15，運(yùn)行成本也只是銑邊機(jī)的1/5。
旋轉(zhuǎn)鋸切技術(shù)
工藝所大規(guī)格冷彎型鋼生產(chǎn)線采用旋轉(zhuǎn)鋸切設(shè)備，保證了產(chǎn)品的定尺精度，精定尺精度為0-5mm，同時(shí)保持了大規(guī)格冷彎型鋼產(chǎn)品端部平整，有效地解決了端部毛刺嚴(yán)重的問題。