下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
H型钢是由工字钢发展起来的，当时这种工字钢大多数是在二辊或三辊式轧机上采用孔型法轧制生产的，但由于翼缘窄小，不适合做柱型或桩型构件，且翼缘有斜面不利于构件连接。在1850～1860年间，发明了万能轧机，并用一架万能轧机作精轧机生产出了平行翼缘工字钢和中等尺寸的宽翼缘工字钢。
1902年卢森堡阿尔贝德厂（Arbed）建造了第一套万能轧机，轧出了较宽翼缘工字钢，但其翼缘仍为斜面。1908年美国伯利恒公司建成了第一套宽翼缘工字钢厂，1914年德国建设了培因工字钢厂。此后到1955年，全世界宽翼缘工字钢厂数量尚不多，发展较缓慢，宽翼缘工字钢仍大多用作梁型结构，但其翼缘较宽、内外表面平行，在工程中应用显示出较大的优势。1958年在欧洲煤钢联营的国家范围内发展了一种新系列，即平行翼缘工字钢—IPE系列，其翼缘平行，截面形状像英文字母“H”字形，故随后人们统称之为H型钢。
60年代以后，随着世界钢铁工业的发展， H型钢在世界各国普遍受到重视，大多数工业发达国家的钢铁行业都积极筹建H型钢厂。在这期间， H型钢厂数量激增， H型钢翼缘更宽，产品大型化，发展了HE系列宽翼缘H型钢，产品有梁型、柱型及桩型等类型，德、法、英、美、日等国先后颁布各自H型钢产品标准，形成各自H型钢产品系列。德国、法国H型钢产品属HE系列；英国、美国H型钢为英制产品，英国有梁型UB系列和柱型UC系列，美国H型钢规格数量较多，为W系列和M系列；日本H型钢分为梁柱型系列和桩型系列，它是在欧美系列基础上，考虑品种规格数量在工程中应用的覆盖率而形成的H型钢系列，其特点是品种规格数量较为适中，既便于H型钢生产组织，也有利于工程应用的设计选型。在工程应用方面，各国都依据本国产品系列制订H型钢设计规范和设计手册，积极推动了H型钢在工程中的应用及生产发展。在工艺装备上，普遍采用由开坯机、万能轧机和轧边机作为粗轧机组及万能精轧机组成的轧机机组生产H型钢，产品尺寸精度和外观质量均得到较大的提高。至70年代中期， H型钢生产的工艺装备和工艺技术、品种系列及应用技术都得到了很大的发展，全世界共建起H型钢轧机60余套，年产量超过 1000 万吨。
70年代中期以来，随着钢材市场趋向饱和， H型钢的发展逐步转向新技术开发。产品方面，出现了加重型、特大型和轻型H型钢，如欧洲（EN）标准的HL特大型品种和HE—AA轻型系列，英钢联生产的UC356×406规格单重为1086 kg/m的重型H型钢，品种范围及应用范围更广。1980年日本川崎公司开始研究腹板外高一定的H型钢生产方法，开发出了腹板外高一定的H型钢新产品，到1989年底新技术投入实用应用。工艺装备上，万能轧机发展为组合式和紧凑型轧机，采用两架万能粗轧机和一架轧边机或一架万能粗轧机、一架轧边机和一架万能精轧机组成的三架可逆连轧机组，应用计算机实现轧钢自动化，使用液压AGC（辊缝自动控制）、液压动态轴向调整、优化锯切、长尺冷却和矫直、控轧控冷等技术，1990年卢森堡阿尔贝德公司开发了QST技术——H型钢轧后淬火—自回火控制冷却工艺，可生产高强度H型钢。原料由钢锭和初轧坯发展为连铸板坯，连铸异型坯及近终形连铸坯。
目前世界上H型钢轧机及生产排行前五名的国家分别为日本、美国、前西德、英国及前苏联。
美国现有万能轧机17套。1954年生产H型钢250万吨，1968年增加到580万吨。以后的产量很不稳定，现有年产量约在 360 万吨左右。
日本现有万能轧机19套，80年代产量基本维持在400～600万吨，1990年曾达到777万吨。目前日本是H型钢生产产量最高的国家。
前西德在1970年前后若干年， H型钢的产量波动在135万吨上下，以后下降较大，1988年产量约为67万吨，合并后的德国现有万能轧机6套。
英国现有万能轧机6套，1968年H型钢的产量为162万吨，但以后的产量亦有较大程度的下降。
除上述外，生产H型钢的还有法国等其它一些国家。目前世界上共有70多套万能轧机，年产量约超过 1000 万吨。
国内H型钢生产起步较晚，在马鞍山钢铁股份有限公司建设万能轧机之前，系列轧制H型钢产品生产尚属空白。马钢于80年代初期就开始考虑建设H型钢生产线，1988年马钢公司开始对630轧机进行技术改造，1991年12月底试轧成功高度200 mm以下的H型钢。1992年6月，马钢提出万能型钢轧机项目询价书，该项目筹备工作开始，经1993年商务及技术谈判，最终由德国曼内斯曼德马格萨克公司（MDS）作为总承包商，并与德国西门子公司（SIEMENS）、美国依泰姆公司（ITAM）以及国内的第二重型机械厂、杨州冶金设备制造厂和马钢机械制造公司等厂家合作，提供加热炉、轧机及精整等机械和电器设备以及技术和设计。1993年3月国家正式批准马钢万能轧机项目，该项目进入工厂设计、施工、安装建设阶段，至1998年6月马钢H型钢生产线开始试轧，标志我国自行筹建的第一条H型钢生产线建成。其间，鞍山第一轧钢厂、莱芜钢铁股份有限公司也相继筹建了轧制H型钢生产线。
马钢万能型钢轧机项目的一期规模为60万吨/年，第二期工程将达到100万吨/年，可生产梁型、柱型、桩型等系列的H型钢，品种范围为H200～700 mm，亦可生产角钢、槽钢、钢板桩、球扁钢、 L型钢、 T型钢和工字钢等型钢，依据国标GB/T11263—98 《热轧H型钢和剖分T型钢》，可生产高度H700 mm以下各品种规格的H型钢，在H型钢生产行业中属中大型H型钢生产线。采用异型坯轧制H型钢，亦可采用板坯或矩形坯轧制H型钢。采用了辊系换辊技术，使用二辊辊系可在万能轧机上轧制生产普通型钢，亦可用万能轧制法生产圆角槽钢。
马钢H型钢生产线，加热炉为步进梁式加热炉，可加热异型坯、板坯及矩形坯等各种坯料。万能轧机为辊系换辊组合式，闭口开轭式机架，万能粗轧机组为两架万能轧机和一架轧边机构成的三机架可逆连轧机组，轧机布置为1—3—1式，即一架开坯机、三机架粗轧机组和一架万能精轧机，是目前世界上最先进的轧机技术之一，可实现控制轧制技术，与控制冷却技术的组合使用，可轧制生产高强度H型钢产品。优化锯切系统和热锯精确定位系统可保证定尺锯切和锯切精度。矫直机为7/9辊可变节距辊式矫直机和压力矫；堆垛机和打包机将成品堆垛打包，垛包重5～10吨。全线实现计算机自动控制，马钢H型钢生产线其工艺装备具有90年代国际先进水平。
鞍山第一轧钢厂中型断面热轧H型钢生产线，于1997年7月热负荷试车，1998年开始批量生产。该项目是国家八五期间经国家计委、国家经贸委批准的重点技改项目，总投资近4亿人民币，设计年生产能力30万吨，可生产高度150～500 mm的宽（HW）、中（HM）、窄（HN）翼缘规格H型钢及大型工字钢、剖分T型钢。其H型钢生产设备及工艺主要特点有：超大开口度开坯机及具有快速全辊条换辊的高刚度万能轧机；板坯切分工艺和消除产品应力的“立冷”工艺；具有90年代水平生产工艺、电气控制技术；产品质量符合国家标准。
莱芜钢铁股份有限公司利用亚洲开发银行贷款建设的中型车间，主要生产高度400 mm以下的H型钢。主机设备由日本新日铁公司提供，全线设备实现计算机自动控制和管理，工艺装备水平达到目前国际先进水平，年产高精度H型钢50万吨。
上述三厂家建成投产后，我国热轧H型钢年生产能力可超过100万吨，自产系列规格可达 74 种，加上网络配货供应等营销策略，可以满足国内工程应用的要求。
（一）规格类型
根据土木建筑等工程应用的条件， H型钢截面规格标准一般包含以下三个类型：
1.梁型H型钢——主要为窄翼缘（HN系列）H型钢规格，其宽高比约为1 ∶ 3.3～1 ∶ 2 ，有良好的抗弯承载性能，其截面高度可为 100～1100 mm 。
2.柱型H型钢——主要为宽翼缘（HW系列）及中宽翼缘（HM系列）H型钢规格，其宽高比为1 ∶ 1.6～1 ∶ 1.0，因而弱轴的回转半径相对较大，具有更好的承压性能。其截面高度可为 100～600 mm 。
3.桩型H型钢——为桩用（HP系列）H型钢，其宽高比为1 ∶ 1 ，截面高度可为200～500 mm，其绝大多数规格的腹板与翼缘厚度相同。
（二）H型钢产品标准概况
H型钢生产和使用的特点是系列化，这使得H型钢品种规格形成不同的标准体系。全世界H型钢产品标准大致可分为四个体系，即欧洲、英美、日本和原苏联各成一个体系。欧洲有代表性的标准是欧洲Euronorm19、 Euromorm53标准，法国NFA45标准，德国DIN1025标准，德标及法标产品同属欧标产品系列。90年代欧洲标准扩充H型钢产品系列， IPE梁型系列扩充了IPEA80—600和IPE080—600子系列，并增设了大型梁IPE750品种： HE系列扩充了HEAA100—1000轻型系列和HL1000—1100特大型品种，并且HE600品种以上各增设两个加重型细致规格；欧洲标准的特征是H400以下品种尺寸的递增量为20 mm，个别品种为30mm和 40 mm ， H400—600 品种尺寸的递增量为 50 mm ， H700 以上品种尺寸的递增量为 100mm； IPE系列范围为H80—750， H160以下每个品种有两个细致规格， H180以上每个品种有三个细致规格， H750 品种有四个细致规格，每个品种仅有一种宽度规格，宽高比为 1 ∶ 1.7～1 ∶ 2.9； HE/HL系列范围为H100—1100，每个品种有四个细致规格， HE600以上还有两个加重型细致规格，每个品种仅有一种宽度规格， HE300以下宽高比约为1 ∶ 1， HE300以上宽度规格均为300 mm， HL品种的宽度规格为400 mm； IPE系列19个品种、53个规格， HE系列有 26 个品种、119 个规格，共计 45 个品种、172 个规格。
美国和英国标准的H型钢为英制产品，美国ASTM A6/A6M标准有W、 M和HP三个子系列，所规定的H型钢规格尺寸比较齐全，超过300个。英国BS4标准有UB梁型、 UC柱型和UP桩型三个子系列。美标W系列范围为W4'—W40'（102—1016 mm），英标UB系列范围UB8'—UB36 '（203—914 mm），两个系列H18 '（H457 mm）以上品种递增量为 3'（76 mm）， H18 '（H457 mm）以下品种递增量为 2 '（51 mm）； UB系列每个品种有 2～5 个细致规格，且有 2～3 个宽度规格， W系列品种细致规格数量多，最多有 16 个， W8 '以上品种有3～5个宽度规格。90年代英美两国都修订了H型钢标准， ASTM A6/A6M—1995标准对原W系列的细致规格和宽度规格进行了压缩，品种范围增加到H1100，并增设了HD柱型系列，修改了HP系列； BS4—1993标准减少了原UB系列的部分品种宽度规格。两国H型钢标准多考虑到与欧洲标准的协调性，目前欧洲和英、美标准已具有相互交叉和相互补充性。
日本JISG3192标准规定的是梁柱型H型钢。该系列H型钢品种范围为H100—900，H100—200品种递增量为25 mm， H200—500品种递增量为50mm， H500以上品种递增量为100 mm ，除H400 × 400 品种有 8 个细致规格外， H600 以下每个品种 1～3 个细致规格、2～3 个宽度规格， H700 以上每个品种 2～3 个细致规格、1 个宽度规格，计 33 个品种、62 个规格。 JISA5526-88国家标准规定的是桩型H型钢，品种范围为HP200—500。两个系列共有72个规格。与欧洲标准相比，品种规格数少，宽度规格数多，但无特大型品种和加重型规格。
原苏联生产的H型钢按TY14-2-24-72技术条件有191个规格，26020-83国家标准有91个规格。
我国于1989年在尚无H型钢产品并无生产线的情况下，曾制定了轧制H型钢的国家标准GB11263-89，并正式颁布实行。该标准共有122个规格，分为窄缘H型钢（HZ），宽缘H型钢（HK）和H型钢桩（HU）三个系列，规格范围为HZ80-HZ600、 HK100-HK900和HU200HU500。但由于此标准制定以来一直无厂家生产H型钢系列产品，也失去了该标准实施的意义。直至1996年，结合马钢、鞍山一轧、莱钢等厂家筹建轧制H型钢生产线，由冶金部标准信息院组织冶金部建筑研究总院、马鞍山钢铁股份有限公司及鞍山市第一轧钢厂等单位酝酿该标准的修订工作，并于1998年修订完成了新的H型钢产品国家标准GB/T11263-98 《热轧H型钢和剖分T型钢》。新国标是在参照国外同类产品标准，并结合我国工程建设应用的经验，考虑合理应用范围，便于生产、设计，规格避免过多，优化系列等原则基础上修订的，包括了宽翼缘（HW系列，截面高度100～400 mm）、中翼缘（HM系列，截面高度150～500mm）、窄翼缘（HN系列，截面高度 100～700 mm）及桩（HP系列，截面高度 200～400mm）等四个系列，共74种规格，现已颁布实行，具体规格可见第二章。