[发明专利]一种横纵双向可变厚度钢板及其制备方法

说明书

一种横纵双向可变厚度钢板及其制备方法，该钢板的厚度沿宽度方向即横向和长度方向即纵向均为可变化的；钢板垂直于轧制方向的横截面为直角梯形或若干直角梯形与长方形组合，形成横向差厚面；钢板的任一横向差厚面，最大板厚与最小板厚之差即厚度差不超过20mm，最大板厚与最小板厚之比即差厚比是恒定的，且不超过3:1；厚度差与钢板宽度之比即横向差厚率不超过1:200；钢板平行于轧制方向的纵截面即纵向差厚面为直角梯形；钢板的任一纵向差厚面上，最大板厚与最小板厚之差即厚度差不超过20mm；最大板厚与最小板厚之比即差厚比是恒定的，且不超过3:1；厚度差与钢板长度之比即纵向差厚率不超过1:400。本发明钢板可通过现有设备经济地、批量地生产。

技术领域

本发明涉及宽厚钢板生产技术，特别涉及一种横纵双向可变厚度钢板及其制备方法，适用于造船、桥梁、建筑、能源、化工行业中的各类差厚钢板。

背景技术

工业生产和日常生活中，宽厚钢板广泛地应用在造船、桥梁、建筑、能源、化工等行业之中。

众所周知，宽厚钢板通常都是平板，即在钢板的长度方向或宽度方向上，板厚总是恒定的，钢板的任意一个垂直于长度方向或宽度方向的横截面都恒定为一个长方形。然而，在某些情况下，钢板所承受的载荷沿着钢板长度方向上或宽度方向上的分布却往往不是恒定的，而是逐渐增加或逐渐减小的，因此，设计者常常希望宽厚钢板的厚度也不是恒定的，而是根据载荷的分布规律，沿着长度方向和宽度方向，板厚能够相应地逐渐增加或逐渐减小。换而言之，设计者常常希望垂直于钢板宽度方向和长度方向的横截面不是一个长方形，而是直角梯形或其他异型截面。

上述长度方向和/或宽度方向可变厚度的钢板称之为差厚钢板。实际工业生产和日常生活中常见的是单向差厚钢板，即：要么是沿长度方向(即沿轧制方向)厚度可变的钢板，称之为纵向差厚钢板；要么是沿宽度方向(即沿垂直于轧制方向)厚度可变的钢板，称之为横向差厚钢板。实际工业生产和日常生活中很少见到沿横向和纵向厚度均可变的双向差厚钢板。

采用差厚钢板，最直接的好处是可以节省钢的使用量。然而，节省钢材使用量还不是设计者选用差厚钢板的最主要动机，其最主要的动机在于减少钢板的自重。在某些工程中，钢板轻量化的意义巨大。由于现有宽厚板轧机及热处理设备条件下，单向差厚钢板(主要是纵向差厚钢板)的轧制生产工艺相对成熟，因此，单向差厚钢板得到了较多的应用。典型的应用场合有：某些大型船舶上的差厚船体钢板、大型桥梁上的钢梁、大型水闸闸门用钢板、大型储罐罐壁用壁板、大型风力发电塔座用钢板等待，都出现了单向差厚钢板的工业应用实例。

然而，除了单向差厚钢板之外，工程应用中实际上还存在着横向和纵向两个纬度载荷同时逐渐增加或逐渐减小的情况，因此，实际工程中上也存在着横、纵双向可变厚度的钢板(即双向差厚钢板)的设计需求。遗憾的是，在现有技术中，尚无一种可批量地、经济地生产双向差厚钢板的制备方法可以使上述设计需求得到满足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种横纵双向可变厚度钢板及其制备方法，可通过现有设备，经济地、批量地生产出所述的厚度沿宽度方向和长度方向均可变化的宽厚钢板。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种横纵双向可变厚度钢板，该钢板的厚度沿宽度方向即横向和长度方向即纵向均为可变化的；其中，钢板垂直于轧制方向的横截面为直角梯形或若干个直角梯形与长方形组合，形成横向差厚面；钢板的任一横向差厚面，最大板厚与最小板厚之差即厚度差不超过20mm，最大板厚与最小板厚之比即差厚比是恒定的，且不超过3:1；厚度差与钢板宽度之比即横向差厚率不超过1:200；钢板平行于轧制方向的纵截面即纵向差厚面为直角梯形；钢板的任一纵向差厚面上，最大板厚与最小板厚之差即厚度差不超过20mm；最大板厚与最小板厚之比即差厚比是恒定的，且不超过3:1；厚度差与钢板长度之比即纵向差厚率不超过1:400。

优选的，所述钢板全板的厚度差不超过30mm，差厚比不超过5:1，最小厚度在10mm以上，最大厚度在50mm以下。