[发明专利]一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法

说明书

本发明公开了一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法，属于复合板成型技术领域。针对平面不锈钢/桥梁钢抗弯性能较低的问题。本发明通过采用纵波轧制不锈钢/桥梁钢复合板，得到一侧为纵波面，一侧为平面的不锈钢/桥梁钢复合板材，通过纵波轧制也可以协调异种金属因变形抗力不同引起金属塑性变形的差异，使轧制出的板材更平直。结合界面为波纹界面，加速结合界面硬化层和氧化层破裂，其结合强度得到了较大的提升。相比较于普通的平轧的平面不锈钢/桥梁钢复合板，抗弯、抗冲击、抗震、耐疲劳等性能大幅提升，在实际使用过程中能满足复杂环境的要求，减少了加强肋使用，减轻了构件的自重，是实现结构轻质化的重要途径。

技术领域

本发明属于复合板成型技术领域，具体涉及一种铁路桥梁用高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法。

背景技术

随着国家“八纵八横”铁路规划的实施，铁路桥梁以及公/铁路两用桥梁建设越来越多，为了增加桥梁的刚度以适应高速行车以及减轻桥梁自身重量，多采用加肋钢板整体桥面作为主要的受力构件。但由于钢桥面与混凝土或道砟会存在局部不贴合，易积水腐蚀的问题；同时受到道砟压轧、冲击作用，钢桥面成为整个桥梁结构耐久性设计的薄弱环节。

传统的油漆防腐寿命仅有6~10年，而喷涂工艺（喷涂各种涂料、锌等）防腐寿命约30~50年。因此，目前的桥梁钢不能满足铁路钢桥服役寿命100年的设计要求。而钢桥面防腐维护、修理和重涂势必需要相当长的时间，且需要中断运输，造成经济损失非常巨大。因此，铁路钢桥高可靠性、低维护成本和长寿命的设计对钢桥面结构的抗腐蚀和安全性能提出更高的要求。

不锈钢/桥梁钢复合板是在桥梁钢的表面附上一层不锈钢，它具有桥梁钢较强的强度和硬度的特点，又具有耐腐蚀、耐氧化、耐磨等不锈钢所具备的特点，从而显著提高桥面结构的抗腐蚀能力和使用寿命，实现现有防腐工艺方法无法达到的耐久性目标。目前不锈钢/桥梁钢复合板是通过平辊轧制形成冶金结合的整体，但是该方法得到的复合板其抗弯性能较差，尤其是在铁路桥梁中重载、冲击载荷作用下易发生弯曲变形，不利于铁路桥梁的安全。因此，迫切需要提出新型的制备装置和方法，通过成形改变复合板的几何形状，获得高抗弯性能。

发明内容

针对平面不锈钢/桥梁钢抗弯性能较低的问题，本发明提供了一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种高抗弯不锈钢/桥梁钢复合板的轧制装置，所用装置包括二辊轧机，所述轧机的上轧辊为异形纵波轧辊，下轧辊为平辊；针对异形纵波轧辊以辊面边缘的圆面和异形纵波轧辊轴线相交处的位置O为原点建立直角坐标系，轴线为x轴，辊身半径为y轴（方向垂直向上），

所述异形纵波轧辊的辊面分为三部分，中间部分为纵波面段，两侧为圆柱面段；

所述纵波面段的辊形曲线为正弦曲线，则异形纵波轧辊的辊面曲线表示为：

其中：A为纵波幅值，ω为纵波周期， 为纵波初相角；

所述纵波面段波峰处辊的半径为R1，纵波面段波谷处辊的半径为R2，所述圆柱面段处辊的半径为R3，且R3=（R1+R2）/2；h1为左侧圆柱面段的长度，h2为纵波面段的长度，h3为右侧圆柱面段的长度；(x，y)为该坐标系中任意一点的坐标。

进一步，异形纵波轧辊辊面的纵波面段范围为50%~60%，圆柱面段范围为50%~40%。该装置保证复合板轧后仅在中间纵波，两边为平面，便于桥梁施工中将多块不锈钢/桥梁钢复合板焊接在一起。

进一步，所述纵波面段的波纹垂直于轧辊的轴线，所述圆柱面段长度相同。

进一步，异形纵波轧辊中间段纵波的曲线类型还可以是余弦曲线、样条曲线、圆弧曲线、高次曲线、渐开线曲线。