[发明专利]用于热轧Z形截面板桩的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种用于热轧Z形截面板桩的方法。 

背景技术

钢板桩是设置有互锁系统的长结构截面，该互锁系统允许建造连续挡土墙。最常用的板桩截面是：Z形截面、U形截面、Ω形截面、平腹板截面(flat-web sections)、以及H或双T形截面。 

Z形截面板桩包括第一凸缘、与第一凸缘大体上平行的第二凸缘、倾斜腹板(inclined web)、将腹板与第一凸缘连接的第一转角、将腹板与第二凸缘连接的第二转角，其中，各转角具有大于90°的开口角(opening angle)α，优选地，在110°至140°的范围内。凸缘的纵向缘通常装配有用于互锁目的的耦接装置(coupling means)。与其他板桩截面截然相反，Z形截面板桩没有对称平面。 

在本领域中众所周知的是，通过热轧工艺，从板坯开始，或者，最近从异形坯(beam blanks)开始来制造Z形截面板桩。例如，在以下文献中公开了用于热轧Z形截面板桩的不同方法：US 4,291,564、EP 0284827 A2、EP 0890395 A1、DE 2529405 A、JP 4/288903 A和US-A-5,671,630。 

US-A-5,671,630公开了一种用于从异形坯轧制这种Z形截面板桩的方法。根据此方法，用弯曲的腹板和凸缘的预成型件轧制板桩的预成型件(preform，预成型体)。弯曲的腹板的预成型件包括：两个腹板/凸缘过渡 截面，其是平行于轧制平面的大体上平的截面；中间截面，其是与轧制平面限定大约60°的角度的大体上平的截面；以及两个连接弓，将腹板/凸缘过渡截面与倾斜的中间截面连接。凸缘的大体上“J”形的预成型件允许在接近中性轧制平面(neutral rolling plane)的地方轧制耦接装置。在最后轧制的步骤中，将弯曲的腹板和凸缘的预成型件矫直，以形成最终的Z形截面板桩。 

在本领域中众所周知的是，用于轧制Z形截面板桩的有槽轧辊具有相对短的使用寿命。由于在其截面中不存在镜面对称，所以，必须在上辊的深槽中制造Z形截面板桩的一侧，并在下辊的深槽中制造另一侧。这种极端(extreme)的辊缝轮廓导致辊面被迅速磨损，并且，对它们修复的可能性相当有限。其还会增加辊断裂的风险。 

因此，需要有一种用于轧制Z形截面板桩的方法，其中，辊(rolls)具有较长的使用寿命，且不太容易出现辊断裂。 

发明内容

本发明提出了一种用于热轧Z形截面板桩的方法，Z形截面板桩具有第一凸缘、与第一凸缘大体上平行的第二凸缘、倾斜腹板、将腹板与第一凸缘连接的第一转角、将腹板与第二凸缘连接的第二转角，其中，每个转角具有大于90°的开口角α，优选地，在110°至140°的范围内。所提出的方法包括以下步骤：(1)在由包括有槽上辊和有槽下辊的至少一个辊对限定的连续辊缝中轧制腹板的弯曲预成型件，其中，在上辊的第一凹槽中形成第一转角的预成型件和腹板的弯曲预成型件的邻接的第一部分，其中，后者具有例如其最小直径，并且，在下辊的第一凹槽中形成第二转角的预成型件和腹板的弯曲预成型件的邻接的第二部分，其中，后者具有例如其最小直径；并且(2)随后在上矫直辊和下矫直辊之间矫直腹板的弯曲预成型件。根据本发明的一个方面，至少在轧制腹板的弯曲预成型件的最后的辊缝中，下辊的直径在上辊中的第一凹槽和下辊中的第一凹槽之间的间 隔(interval)中以不连续的方式减小，并且，上辊的直径以互补的方式增加。以不连续的方式减小意味着下辊的直径并不连续减小，即所涉及的间隔中存在下辊的中间部分，其中，初始减小的直径保持基本恒定和/或其中，在其再次减小之前增加。换句话说，在上辊中的第一凹槽和下辊中的第一凹槽之间的间隔中，例如，下辊的直径以阶梯状的方式，和/或以波状的方式减小。由此可见，需要更小的垂直空间来轧制腹板的预成型件；即，两个辊的最小直径可能比轧制Z形板桩的任何现有技术方法的直径大。因此，在辊的最小直径减小超过限制值之前，可更频繁地修复辊缝轮廓。此外，辊中的不太深的凹槽还会产生更小的轧制力矩，并沿着辊缝轮廓产生更均匀的表面速度，即，导致辊表面的机械磨损更小。总而言之，通过所提出的方法，辊磨损地较慢，并且，必须进行修复的次数更少，但是，由于更大的最小直径的原因，会甚至比任何用于轧制Z形截面板桩的现有技术方法更通常地修复。最后但并非最不重要的，辊中的不太深的凹槽也会减小辊断裂的危险。因此，通过所提出的方法，可大幅度增加辊的预期总使用寿命。最后，将进一步理解，所提出的方法允许使用相对薄的板坯作为用于轧制Z形截面板桩的初始产品。