本发明涉及热轧型钢成型领域，具体为一种帽型钢轧制方法及帽型钢。
背景技术：
当前，铁路货车中的敞篷车、篷车和客车等车型底架中梁均由两根乙字钢拼焊成帽形后置于底架的中间作为承载的中梁，而焊接增加了工序，焊缝易腐蚀，焊后需要矫直，为保证强度，需要增大厚度，成本相应增加。随着我国经济的发展，火车的进一步提速，对铁路用钢也提出了更高的要求。如果采用直接热轧帽型钢的成形工艺，将会避免焊接所产生的缺陷，还可以降低成本，节约工时，并且可以减重，因此该生产工艺具有巨大的经济效益和社会效益。
热轧帽型钢，由于孔型的轧槽过深，不均匀变形加剧，轧辊的强度受到影响，且产品截面宽度大，有限的辊身长度上可加工的孔型数减少，同时变形区加大导致轧制力增加，孔型设计和工艺布置难度大。随着产品形状的复杂性，弯曲圆弧越多，产品宽高比越大，产品生产过程中所需的轧制力增大。采用热轧一次成型时，导致在同一断面上产生不同的功，此时就会产生内部消耗，由于承载力过大，装辊轴、万向节以及速比分配箱等设备备件的寿命大大缩短。
由于帽型钢内外八个角都是直角，轧制时难以咬入和脱槽，对孔型设计和热轧工艺提出了很高的要求。受生产工艺和装备限制，目前国内外型钢厂均无法轧制帽型钢，如何降低帽型钢生产工艺的设计难度成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
目前，已有专利技术中，例如公开号为cn110142292a、cn110475623a、cn108160705a，以及公告号为cn1608759b的发明专利，分别尝试了钢板桩和槽钢不同的轧制方法，但均无帽型钢下腿的轧制方法和孔型；再如公开号为cn104438490a，名称为帽型钢成型方法的发明专利中，公开的是一种用带钢轧制帽型钢的方法，而带钢是窄长形钢板，不能满足钢厂通过坯料生产帽型钢的需求；因此，急需一种帽型钢轧制方法及帽型钢来解决这个问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种帽型钢轧制方法及帽型钢，以解决现有技术无法满足钢厂通过坯料生产帽型钢的需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种帽型钢轧制方法，轧制的工艺流程包括：加热→高压水除鳞→开坯粗轧→往复式连轧→冷却→矫直；其中轧制孔型按道次顺序至少包括波浪形的扁平弧形预切分孔、呈m形的几式切分孔、几式精轧孔和热轧成品孔，几式切分孔、几式精轧孔和热轧成品孔的中部具有弧形段，弧形段两端对称设有上腿部和下腿部，上腿部上端与弧形段的一端相交成一夹角，下腿部设于上腿部远离弧形段的一侧下端且与上腿部相交成一夹角；从几式切分孔到热轧成品孔的上腿部与中部弧形段的夹角以及上腿部侧壁斜度按道次顺序逐渐减小。
优选的，轧制孔型按道次顺序包括扁平弧形预切分孔k11、扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k9、几式切分孔k8和几式切分孔k7五个粗轧道次，几式精轧孔k6、几式精轧孔k5和几式精轧孔k4三个中轧道次，以及几式精轧孔k3、几式预成型孔k2和热轧成品孔k1三个精轧道次；热轧成品孔呈“凸”字去掉下部竖横竖剩下的笔画形状。
优选的，原料采用280mm×550mm矩形钢坯；粗轧道次轧制速度为2.3～3.4m/s，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为104mm，延伸率为1.187；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为36mm，延伸率为1.162；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.157；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.150；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.291；中轧道次轧制速度为1.8～3.0m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.294；几式精轧孔k5轧制时压下量为13.1mm，延伸率为1.240；几式精轧孔k4轧制时压下量为9.1mm，延伸率为1.304；精轧道次轧制速度为2.9～4.5m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.3mm，延伸率为1.287；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.6mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为2.9mm，延伸率为1.216，扁平弧形预切分孔k11各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-11：10-80mm，80-110°，β2-11：10-100mm，110-140°，β3-11：10-100mm，90-110°，β4-11：20-150mm，135-165°，β5-11：10-100mm，100-130°，β6-11：10-100mm，140-160°，β7-11：10-100mm，115-145°，β8-11：10-80mm，110-140°，β9-11：10-80mm，70-90°；扁平弧形预切分孔k10各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：10-100mm，100-130°，β2-10：10-100mm，95-120°，β3-10：10-100mm，70-100°，β4-10：50-250mm，140-170°，β6-10：10-100mm，110-135°，β7-10：10-100mm，110-135°，β8-10：40-150mm，120-150°，β9-10：10-100mm，70-90°；几式切分孔k9和几式切分孔k8各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：10-200mm，135-165°，β3-9：10-100mm，60-90°，β4-9：50-250mm，120-150°，β5-9：10-100mm，80-100°，β6-9：10-100mm，85-110°，β7-9：10-50mm，100-120°，β8-9：10-150mm，120-150°，β9-9：10-150mm，80-100°；几式切分孔k7各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：20-120mm，130-165°，β3-7：10-100mm，60-90°，β6-7：10-100mm，85-115°，β7-7：10-50mm，60-90°，β9-7：20-200mm，90-120°，θ1-7：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k6各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：10-200mm，145-175°，β3-6：10-100mm，65-95°，β6-6：10-100mm，75-105°，β7-6：5-20mm，65-95°，β9-6：50-250mm，100-130°，θ1-6：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k5各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：10-200mm，155-175°，β3-5：10-100mm，65-95°，β6-5：10-100mm，75-105°，β7-5：5-20mm，65-95°，β9-5：50-250mm，100-130°，θ1-5：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k4各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：30-150mm，155-175°，β3-4：5-50mm，65-95°，β6-4：5-60mm，75-100°，β7-4：5-10mm，65-95°，β9-4：50-300mm，110-140°，θ1-4：200-600mm，150-175°，θ2-4：10-100mm，150-170°；几式精轧孔k3各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：50-250mm，160-175°，β3-3：5-50mm，65-95°，β6-3：5-50mm，70-95°，β7-3：1-8mm，80-90°，β9-3：200-400mm，120-150°，θ1-3：400-800mm，160-175°；几式预成型孔k2各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：5-40mm，70-98°，β6-2：5-40mm，70-98°，β7-2：1-5mm，70-95°，β9-2：400-800mm，140-160°；热轧成品孔k1各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：5-30mm，70-100°，β6-1：5-30mm，70-100°，β7-1：1-5mm，70-100°，β9-1：600-1200mm，145-170°。
优选的，原料采用1000mm×280mm板坯；粗轧道次轧制速度为1.8～3.2m/s，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为59mm，延伸率为1.200；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为46mm，延伸率为1.191；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.042；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.161；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.285；中轧道次轧制速度为2.0～3.5m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.327；几式精轧孔k5轧制时压下量为13mm，延伸率为1.263；几式精轧孔k4轧制时压下量为9mm，延伸率为1.305；精轧道次轧制速度为2.6～4.2m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.2mm，延伸率为1.296；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.5mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为3.0mm，延伸率为1.212；扁平弧形预切分孔k11和k10各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：40mm，111°，β2-10：50mm，107.3°，β3-10：85mm，92.7°，β4-10：230mm，157°，β6-10：80mm，130.8°，β7-10：32mm，130.8°，β8-10：80mm，133.5°，β9-10：90mm，86°；几式切分孔k9和几式切分孔k8各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：75mm，150.1°，β3-9：68mm，80°，β4-9：200mm，138°，β5-9：32mm，88°，β6-9：55mm，103.6°，β7-9：24mm，121.9°，β8-9：60mm，137.2°，β9-9：120mm，94°；几式切分孔k7各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：80mm，154.9°，β3-7：55mm，80.1°，β6-7：46mm，105.5°，β7-7：18mm，79.9°，β9-7：150mm，108°；几式精轧孔k6各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：90mm，160°，β3-6：42mm，81°，β6-6：42mm，92°，β7-6：15mm，81°，β9-6：180mm，118°，θ1-6：150mm，165°；几式精轧孔k5各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：90mm，164°，β3-5：30mm，78.8°，β6-5：32mm，82.1°，β7-5：8mm，82°，β9-5：200mm，126°，θ1-5：200mm，166°；几式精轧孔k4各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：84.5mm，164°，β3-4：25mm，84°，β6-4：29.5mm，92°，β7-4：6mm，84°，β9-4：250mm，152°，θ1-4：400mm，169°，θ2-4：50mm，163°；几式精轧孔k3各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：173mm，163°，β3-3：20mm，84.5°，β6-3：23.5mm，91°，β7-3：4mm，78.6°，β9-3：300mm，159°，θ1-3：600mm，173°；几式预成型孔k2各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：18.8mm，90°，β6-2：18.8mm，90°，β7-2：2.5mm，85.5°，β9-2：600mm，160°；热轧成品孔k1各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：15.2mm，90°，β6-1：15mm，90°，β7-1：2mm，88.3°，β9-1：900mm，170°。
优选的，加热采用步进梁式加热炉，保证加热炉均热段温度控制在1200～1280℃，钢坯表面无明显的炉底管黑印，并保证均热段时间≥22分钟。
优选的，高压水除鳞中除鳞机的工作水压≥16mpa，保证钢坯的氧化铁皮去除干净，钢坯运行速度0.5～2.5m/s。
在上述任一方案中优选的，轧制孔型在扁平弧形预切分孔之前还包括箱型孔k12，通过箱型孔k12将原料加工成适合扁平弧形预切分孔的钢坯。
本发明还提供了另一技术方案，一种帽型钢，包括水平的腰部，其两端分别对称设置有竖直的直腿和水平的平腿，直腿垂直于腰部，平腿垂直于直腿且位于直腿远离腰部的一侧。
优选的，帽型钢的平腿上端与直腿的圆角半径r2＝15mm，平腿上端与直腿外壁夹角α2＝90°±0.5°；直腿内壁与腰部内壁的圆角半径r1＝15mm，直腿内壁与腰部内壁的夹角α1＝90°±0.5°。
优选的，帽型钢的高度h＝310±2mm，内宽b1＝350±2mm；平腿长度b2＝125±3mm，厚度t3＝18±1mm，平腿远离直腿一端的上圆角半径r3＝7mm，下圆角半径r4＝2mm；直腿厚度t2＝12±1mm，腰部厚度t1＝12±1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该帽型钢轧制方法，通过热轧和轿直两个阶段对帽型钢进行一次成型，有效提高生产效率和轧制稳定性，降低工艺设计难度，减小了轧辊设备的损耗。
2、该帽型钢轧制方法，采用扁平弧形预切分孔便于轧件形状的缓和平滑过渡，使弧形切分孔与随后几式孔对轧件腰部和直腿部形成侧压，配合大的侧壁斜度使轧件腰部金属随变形流向直腿部，为减轻中精轧孔型的磨损和稳定轧制创造了条件。
3、该帽型钢轧制方法，几式切分孔、几式精轧孔以及几式预成型孔孔型的上腿部与水平段夹角和侧壁斜度按道次顺序逐渐减小，从切分孔到控制孔采用了大弯腰的孔型系统，以保证各孔能顺利咬入和脱槽，便于腰部和腿部得到很好的加工。
4、该帽型钢采用一次成型的轧制工艺，结构科学合理，使用安全方便，操作简便，切分平稳，易于咬入和脱槽，整套孔型系统不易缠辊，轧辊磨损小，轧辊寿命长，有利于提高产量，使用本帽型钢制作的铁路车辆中梁，避免了用两块乙字钢拼接可能产生的焊接缺陷，减少了切割和焊接工序，避免了焊缝易腐蚀，为保证强度需增大厚度，导致成本相应增加的缺陷，减少检修频次，提高了车辆的使用寿命，简化了生产工序，降低了生产成本，并且可以减重，具有巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的帽型钢成品结构示意图；
图2为本发明的扁平弧形预切分孔的一种实施方式的结构示意图；
图3为本发明的几式切分孔的一种实施方式的结构示意图；
图4为本发明的几式精轧孔的一种实施方式的结构示意图；
图5为本发明的热轧成品孔的一种实施方式的结构示意图；
图6为本发明的实施例1和3中所有轧制孔型的结构示意图；
图7为本发明的实施例1和3中k11道次轧孔形状示意图；
图8为本发明的实施例1、3和4中k10道次轧孔形状示意图，同时也是实施例4中k11道次轧孔形状示意图；
图9为本发明的实施例1、3和4中k9和k8道次轧孔形状示意图；
图10为本发明的实施例1、3和4中k7道次轧孔形状示意图；
图11为本发明的实施例1、3和4中k6道次轧孔形状示意图；
图12为本发明的实施例1、3和4中k5道次轧孔形状示意图；
图13为本发明的实施例1、3和4中k4道次轧孔形状示意图；
图14为本发明的实施例1、3和4中k3道次轧孔形状示意图；
图15为本发明的实施例1、3和4中k2道次轧孔形状示意图；
图16为本发明的实施例1、3和4中k1道次轧孔形状示意图；
图17为本发明的实施例4中所有轧制孔型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种帽型钢轧制方法，轧制工艺流程包括：加热→高压水除鳞→开坯粗轧→往复式连轧→冷却→矫直；
加热可以采用步进梁式加热炉，并且加热炉均热段温度最好控制在1200～1280℃，确保钢坯表面无明显的炉底管黑印，并保证均热段时间≥30分钟，本实例中优选的≥33分钟；
高压水除鳞中除鳞机的工作水压宜不低于16mpa，保证钢坯的氧化铁皮去除干净，钢坯运行速度可控制在0.5～2.5m/s，本实例中优选为1.5～2m/s；
轧制时，轧孔按道次顺序至少包括波浪形的扁平弧形预切分孔(如图2所示)、几式切分孔(如图3所示)、几式精轧孔(如图4所示)和热轧成品孔(如图5所示)，几式切分孔、几式精轧孔和热轧成品孔的中部具有弧形段，弧形段两端对称设有上腿部和下腿部，上腿部上端与弧形段的一端相交成一夹角，下腿部设于上腿部远离弧形段的一侧下端且与上腿部相交成一夹角；从几式切分孔到热轧成品孔的上腿部与中部弧形段的夹角以及上腿部侧壁斜度按道次顺序逐渐减小，孔型逐渐由m形变为接近“几”形；扁平弧形预切分孔便于轧件形状的缓和平滑过渡，扁平弧形预切分孔与几式切分孔对轧件腰部和直腿部形成侧压，配合大的侧壁斜度使轧件腰部金属随变形流向直腿部，为减轻中精轧孔型的磨损和稳定轧制创造条件；
在本较优的实施例中，轧制原料采用280mm×550mm矩形钢坯，为以后成型展宽提供了有利条件；如图6所示，本实施例中轧制孔型按道次顺序包括扁平弧形预切分孔k11、扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k9、几式切分孔k8和几式切分孔k7五个粗轧道次，几式精轧孔k6、几式精轧孔k5和几式精轧孔k4三个中轧道次，以及几式精轧孔k3、几式预成型孔k2和热轧成品孔k1三个精轧道次，其中几式预成型孔k2与几式精轧孔k3相近，也具备弧形段、上腿部和下腿部的结构；粗轧道次轧制速度为2.3～3.4m/s，尽量将压下量和不均匀变形分配在粗轧，在粗轧延伸孔强迫展宽，以满足切深孔对坯料宽度的要求，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为104mm，延伸率为1.187；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为36mm，延伸率为1.162；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.157；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.150；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.291；中轧道次轧制速度为1.8～3.0m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.294；几式精轧孔k5轧制时压下量为13.1mm，延伸率为1.240；几式精轧孔k4轧制时压下量为9.1mm，延伸率为1.304；精轧道次轧制速度为2.9～4.5m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.3mm，延伸率为1.287；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.6mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为2.9mm，延伸率为1.216；生产中根据工艺要求，可微调压下量和导卫；
本实施例中，较优的各孔型的设计可以参照图6-16，具体的，扁平弧形预切分孔k11(见图7)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-11：10-80mm，80-110°，β2-11：10-100mm，110-140°，β3-11：10-100mm，90-110°，β4-11：20-150mm，135-165°，β5-11：10-100mm，100-130°，β6-11：10-100mm，140-160°，β7-11：10-100mm，115-145°，β8-11：10-80mm，110-140°，β9-11：10-80mm，70-90°；扁平弧形预切分孔k10(见图8)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：10-100mm，100-130°，β2-10：10-100mm，95-120°，β3-10：10-100mm，70-100°，β4-10：50-250mm，140-170°，β6-10：10-100mm，110-135°，β7-10：10-100mm，110-135°，β8-10：40-150mm，120-150°，β9-10：10-100mm，70-90°；几式切分孔k9和几式切分孔k8孔型相同(见图9)，各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：10-200mm，135-165°，β3-9：10-100mm，60-90°，β4-9：50-250mm，120-150°，β5-9：10-100mm，80-100°，β6-9：10-100mm，85-110°，β7-9：10-50mm，100-120°，β8-9：10-150mm，120-150°，β9-9：10-150mm，80-100°；几式切分孔k7(见图10)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：20-120mm，130-165°，β3-7：10-100mm，60-90°，β6-7：10-100mm，85-115°，β7-7：10-50mm，60-90°，β9-7：20-200mm，90-120°，θ1-7：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k6(见图11)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：10-200mm，145-175°，β3-6：10-100mm，65-95°，β6-6：10-100mm，75-105°，β7-6：5-20mm，65-95°，β9-6：50-250mm，100-130°，θ1-6：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k5(见图12)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：10-200mm，155-175°，β3-5：10-100mm，65-95°，β6-5：10-100mm，75-105°，β7-5：5-20mm，65-95°，β9-5：50-250mm，100-130°，θ1-5：150-450mm，150-170°；几式精轧孔k4(见图13)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：30-150mm，155-175°，β3-4：5-50mm，65-95°，β6-4：5-60mm，75-100°，β7-4：5-10mm，65-95°，β9-4：50-300mm，110-140°，θ1-4：200-600mm，150-175°，θ2-4：10-100mm，150-170°；几式精轧孔k3(见图14)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：50-250mm，160-175°，β3-3：5-50mm，65-95°，β6-3：5-50mm，70-95°，β7-3：1-8mm，80-90°，β9-3：200-400mm，120-150°，θ1-3：400-800mm，160-175°；几式预成型孔k2(见图15)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：5-40mm，70-98°，β6-2：5-40mm，70-98°，β7-2：1-5mm，70-95°，β9-2：400-800mm，140-160°；热轧成品孔k1(见图16)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：5-30mm，70-100°，β6-1：5-30mm，70-100°，β7-1：1-5mm，70-100°，β9-1：600-1200mm，145-170°；需说明的是，图7-16中未标出部分为直线段或平滑曲线过度或按需调整，中部弧形段的下部圆弧未标出处可以采用与上部同心的圆弧，也可以按需调整；采用大弯腰孔型系统，可以保证各孔能顺利咬入和脱槽，使腰部和腿部得到很好的加工；采取大斜度式孔型，保证轧制稳定，易于使轧件脱槽充分保证腿部和腰部形状和尺寸；
冷却一般可采用辊道传输到冷床进行冷却；矫直可以采用九辊悬臂式矫直机，要满足适当的横截面弯曲度；矫直后，产品检验过程中，表面不得有裂纹、结疤、起皮、发纹、折叠和夹杂等缺陷，经检验无缺陷方可包装入库。
另外，轧制孔型在扁平弧形预切分孔之前还可以包括箱型孔k12，通过箱型孔k12将原料加工成适合扁平弧形预切分孔的钢坯，如果不是使用类似本实例中的矩形钢坯，通过箱型孔k12也能够很好的使用本方法。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于，轧制孔型按道次顺序包括扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k7、几式精轧孔k5、几式精轧孔k3和热轧成品孔k1，各道次之间还可加入其它孔型道次，总道次数也无需控制在11个或12个，生产者可以按需调整；但是原则上仍要满足，从几式切分孔到热轧成品孔的上腿部与中部弧形段的夹角以及上腿部侧壁斜度按道次顺序逐渐减小。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于，加热炉均热段温度控制在1220～1280℃，高压水除鳞中除鳞机的工作水压≥20.5mpa；
在实施例1的基础上，扁平弧形预切分孔k11各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-11：40mm，93.9°，β2-11：40mm，125.9°，β3-11：60mm，96.7°，β4-11：100mm，150.8°，β5-11：45mm，118.3°，β6-11：60mm，153.3°，β7-11：50mm，130.3°，β8-11：40mm，128.7°，β9-11：25mm，77°；
扁平弧形预切分孔k10各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：40mm，112.9°，β2-10：50mm，108.8°，β3-10：60mm，89.2°，β4-10：180mm，160°，β6-10：50mm，123.1°，β7-10：40mm，123.1°，β8-10：80mm，133.6°，β9-10：28mm，87°；
几式切分孔k9和几式切分孔k8各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：68mm，150°，β3-9：48mm，75°，β4-9：140mm，137°，β5-9：32mm，93°，β6-9：45mm，98°，β7-9：24mm，118°，β8-9：60mm，137°，β9-9：45mm，94°；
几式切分孔k7各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：80mm，155°，β3-7：40mm，77°，β6-7：42mm，102.6°，β7-7：18mm，77°，β9-7：82.5mm，108°，θ1-7：300mm，163°；
几式精轧孔k6各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：73.7mm，160°，β3-6：40mm，78°，β6-6：42mm，89°，β7-6：10mm，78°，β9-6：127mm，118°，θ1-6：300mm，164°；
几式精轧孔k5各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：90mm，164°，β3-5：30mm，78.8°，β6-5：37mm，90°，β7-5：8mm，78.8°，β9-5：173.5mm，126°，θ1-5：300mm，166°；
几式精轧孔k4各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：84.5mm，164°，β3-4：25mm，78.3°，β6-4：29.5mm，89°，β7-4：6mm，78.3°，β9-4：188mm，166°，θ1-4：400mm，170°，θ2-4：50mm，164°；
几式精轧孔k3各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：173mm，163°，β3-3：20mm，80°，β6-3：23.5mm，88°，β7-3：4mm，74°，β9-3：290mm，134°，θ1-3：600mm，173°；
几式预成型孔k2各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：18.8mm，87.5°，β6-2：18.8mm，87.5°，β7-2：2.5mm，83°，β9-2：600mm，160°；
热轧成品孔k1各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：15mm，90°，β6-1：15mm，90°，β7-1：2mm，87.5°，β9-1：900mm，170°。
实施例4：
本实施例与实施例1的不同之处在于，采用1000mm×230mm板坯作为原料；加热时均热段温度控制在1200～1280℃，均热段时间≥30分钟；高压水除鳞中除鳞机的工作水压≥19mpa，钢坯运行速度1.2～2.2m/s；由于1000mm×230mm板坯的高度较高，不适合直接进行轧制，所以先采用箱型孔使其降低高度并依情况消除双鼓形，将其加工成适合扁平弧形预切分孔的钢坯；
请参阅图17，在本实施例中，轧制孔型按道次顺序包括扁平弧形预切分孔k11、扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k9、几式切分孔k8和几式切分孔k7五个粗轧道次，几式精轧孔k6、几式精轧孔k5和几式精轧孔k4三个中轧道次，以及几式精轧孔k3、几式预成型孔k2和热轧成品孔k1三个精轧道次；其中k11和k10道次中的扁平弧形预切分孔相同，且均与图8所示孔型相近，k9和k8道次中的几式切分孔相同，且均与图9所示孔型相近，k7孔型与图10所示相近，k6孔型与图11所示相近，k5孔型与图12所示相近，k4孔型与图13所示相近，k3孔型与图14所示相近，k2孔型与图15所示相近，k1孔型与图16所示相近，故以下采用图8-16所标注处描述各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角：
扁平弧形预切分孔k11和k10各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：40mm，111°，β2-10：50mm，107.3°，β3-10：85mm，92.7°，β4-10：230mm，157°，β6-10：80mm，130.8°，β7-10：32mm，130.8°，β8-10：80mm，133.5°，β9-10：90mm，86°；
几式切分孔k9和几式切分孔k8各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：75mm，150.1°，β3-9：68mm，80°，β4-9：200mm，138°，β5-9：32mm，88°，β6-9：55mm，103.6°，β7-9：24mm，121.9°，β8-9：60mm，137.2°，β9-9：120mm，94°；
几式切分孔k7各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：80mm，154.9°，β3-7：55mm，80.1°，β6-7：46mm，105.5°，β7-7：18mm，79.9°，β9-7：150mm，108°；
几式精轧孔k6各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：90mm，160°，β3-6：42mm，81°，β6-6：42mm，92°，β7-6：15mm，81°，β9-6：180mm，118°，θ1-6：150mm，165°；
几式精轧孔k5各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：90mm，164°，β3-5：30mm，78.8°，β6-5：32mm，82.1°，β7-5：8mm，82°，β9-5：200mm，126°，θ1-5：200mm，166°；
几式精轧孔k4各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：84.5mm，164°，β3-4：25mm，84°，β6-4：29.5mm，92°，β7-4：6mm，84°，β9-4：250mm，152°，θ1-4：400mm，169°，θ2-4：50mm，163°；
几式精轧孔k3各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：173mm，163°，β3-3：20mm，84.5°，β6-3：23.5mm，91°，β7-3：4mm，78.6°，β9-3：300mm，159°，θ1-3：600mm，173°；
几式预成型孔k2各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：18.8mm，90°，β6-2：18.8mm，90°，β7-2：2.5mm，85.5°，β9-2：600mm，160°；
热轧成品孔k1各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：15.2mm，90°，β6-1：15mm，90°，β7-1：2mm，88.3°，β9-1：900mm，170°；
本实施例中，粗轧道次轧制速度为1.8～3.2m/s，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为59mm，延伸率为1.200；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为46mm，延伸率为1.191；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.042；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.161；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.285；中轧道次轧制速度为2.0～3.5m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.327；几式精轧孔k5轧制时压下量为13mm，延伸率为1.263；几式精轧孔k4轧制时压下量为9mm，延伸率为1.305；精轧道次轧制速度为2.6～4.2m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.2mm，延伸率为1.296；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.5mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为3.0mm，延伸率为1.212；生产中根据工艺要求，可微调压下量和导卫。
实施例5：
请参阅图1，一种帽型钢，采用本发明的方法一次成型，包括水平的腰部3，其两端分别对称设置有竖直的直腿2和水平的平腿1，直腿2垂直于腰部3，平腿1垂直于直腿2且位于直腿2远离腰部3的一侧；帽型钢材质可以为普碳钢、低合金钢或耐候钢等，具体的可以采用q450nqr1耐候钢。
本实施例中帽型钢的平腿1上端与直腿2的圆角半径r2＝15mm，平腿1上端与直腿2外壁夹角α2＝90°±0.5°；直腿2内壁与腰部3内壁的圆角半径r1＝15mm，直腿2内壁与腰部3内壁的夹角α1＝90°±0.5°；进一步地，帽型钢的高度h＝310±2mm，内宽b1＝350±2mm；平腿1长度b2＝125±3mm，厚度t3＝18±1mm，平腿1远离直腿2一端的上圆角半径r3＝7mm，下圆角半径r4＝2mm；直腿2厚度t2＝12±1mm，腰部3厚度t1＝12±1mm。
本实施例的帽型钢结构科学合理，使用安全方便，操作简便，切分平稳，易于咬入和脱槽，使用本帽型钢制作的铁路车辆中梁，避免了乙字钢的切割和焊接轿直，简化了生产工序，降低了生产成本；热轧一次成型，避免了用两块乙字钢拼接可能产生的焊接缺陷，有效防止裂纹，减少检修频次，利于提高车辆的使用寿命。
由本实施例5也可以看出，本发明的前4个实施例中较为重要的一个孔型，是最后一个轧制道次的热轧成品孔(见图16)，其呈“凸”字去掉下部竖横竖剩下的笔画形状，也类似“几”字形，又形似帽子，由于经过该道次轧制后，即要进行其他工艺流程，故该孔型将直接影响最终产品的结构和形状，通常该孔型的上腿部为直板状，中部的弧形段和下腿部为接近直板的曲面，这样利于矫直成型，但也不排除上腿部曲面、全为直板状或弯曲向上等，其思路是最终能够获得如图1所示的帽型钢；但由于热轧成品孔不是控制孔(图中两端开口较狭窄的属于控制孔，例如图3，但图2、4和5均不是控制孔)，故其前一控制孔，例如几式预成型孔k2或几式精轧孔k3，则起到了控制最终产品结构和形状的作用。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内；例如，通过不同尺寸的钢坯原料显然可以获得与本发明帽型钢尺寸不同的型钢；再例如，通过调整孔型系统尺寸，也可以获得平腿1、直腿2和腰部3比例不同于本发明的帽型钢；又如，对扁平弧形预切分孔k11、扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k9、几式切分孔k8、几式切分孔k7、几式精轧孔k6、几式精轧孔k5、几式精轧孔k4、几式精轧孔k3、几式预成型孔k2和热轧成品孔k1这些孔型的各处半径和角度调整，甚至在外形上改变，尤其是扁平弧形预切分孔可以较大改动，这是由于轧钢领域的特殊性造成的。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
1.一种帽型钢轧制方法，其特征在于，轧制的工艺流程包括：加热→高压水除鳞→开坯粗轧→往复式连轧→冷却→矫直；其中轧制孔型按道次顺序至少包括波浪形的扁平弧形预切分孔、呈m形的几式切分孔、几式精轧孔和热轧成品孔，几式切分孔、几式精轧孔和热轧成品孔的中部具有弧形段，弧形段两端对称设有上腿部和下腿部，上腿部上端与弧形段的一端相交成一夹角，下腿部设于上腿部远离弧形段的一侧下端且与上腿部相交成一夹角；从几式切分孔到热轧成品孔的上腿部与中部弧形段的夹角以及上腿部侧壁斜度按道次顺序逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：所述轧制孔型按道次顺序包括扁平弧形预切分孔k11、扁平弧形预切分孔k10、几式切分孔k9、几式切分孔k8和几式切分孔k7五个粗轧道次，几式精轧孔k6、几式精轧孔k5和几式精轧孔k4三个中轧道次，以及几式精轧孔k3、几式预成型孔k2和热轧成品孔k1三个精轧道次；所述热轧成品孔呈“凸”字去掉下部竖横竖剩下的笔画形状。
3.根据权利要求2所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：原料采用280mm×550mm矩形钢坯；所述粗轧道次轧制速度为2.3～3.4m/s，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为104mm，延伸率为1.187；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为36mm，延伸率为1.162；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.157；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.150；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.291；中轧道次轧制速度为1.8～3.0m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.294；几式精轧孔k5轧制时压下量为13.1mm，延伸率为1.240；几式精轧孔k4轧制时压下量为9.1mm，延伸率为1.304；精轧道次轧制速度为2.9～4.5m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.3mm，延伸率为1.287；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.6mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为2.9mm，延伸率为1.216；
扁平弧形预切分孔k11(见图7)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-11：10-80mm，80-110°，β2-11：10-100mm，110-140°，β3-11：10-100mm，90-110°，β4-11：20-150mm，135-165°，β5-11：10-100mm，100-130°，β6-11：10-100mm，140-160°，β7-11：10-100mm，115-145°，β8-11：10-80mm，110-140°，β9-11：10-80mm，70-90°；
扁平弧形预切分孔k10(见图8)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：10-100mm，100-130°，β2-10：10-100mm，95-120°，β3-10：10-100mm，70-100°，β4-10：50-250mm，140-170°，β6-10：10-100mm，110-135°，β7-10：10-100mm，110-135°，β8-10：40-150mm，120-150°，β9-10：10-100mm，70-90°；
几式切分孔k9和几式切分孔k8(见图9)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：10-200mm，135-165°，β3-9：10-100mm，60-90°，β4-9：50-250mm，120-150°，β5-9：10-100mm，80-100°，β6-9：10-100mm，85-110°，β7-9：10-50mm，100-120°，β8-9：10-150mm，120-150°，β9-9：10-150mm，80-100°；
几式切分孔k7(见图10)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：20-120mm，130-165°，β3-7：10-100mm，60-90°，β6-7：10-100mm，85-115°，β7-7：10-50mm，60-90°，β9-7：20-200mm，90-120°，θ1-7：150-450mm，150-170°；
几式精轧孔k6(见图11)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：10-200mm，145-175°，β3-6：10-100mm，65-95°，β6-6：10-100mm，75-105°，β7-6：5-20mm，65-95°，β9-6：50-250mm，100-130°，θ1-6：150-450mm，150-170°；
几式精轧孔k5(见图12)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：10-200mm，155-175°，β3-5：10-100mm，65-95°，β6-5：10-100mm，75-105°，β7-5：5-20mm，65-95°，β9-5：50-250mm，100-130°，θ1-5：150-450mm，150-170°；
几式精轧孔k4(见图13)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：30-150mm，155-175°，β3-4：5-50mm，65-95°，β6-4：5-60mm，75-100°，β7-4：5-10mm，65-95°，β9-4：50-300mm，110-140°，θ1-4：200-600mm，150-175°，θ2-4：10-100mm，150-170°；
几式精轧孔k3(见图14)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：50-250mm，160-175°，β3-3：5-50mm，65-95°，β6-3：5-50mm，70-95°，β7-3：1-8mm，80-90°，β9-3：200-400mm，120-150°，θ1-3：400-800mm，160-175°；
几式预成型孔k2(见图15)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：5-40mm，70-98°，β6-2：5-40mm，70-98°，β7-2：1-5mm，70-95°，β9-2：400-800mm，140-160°；
热轧成品孔k1(见图16)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：5-30mm，70-100°，β6-1：5-30mm，70-100°，β7-1：1-5mm，70-100°，β9-1：600-1200mm，145-170°。
4.根据权利要求2所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：原料采用1000mm×280mm板坯；所述粗轧道次轧制速度为1.8～3.2m/s，扁平弧形预切分孔k11轧制时压下量为59mm，延伸率为1.200；扁平弧形预切分孔k10轧制时压下量为46mm，延伸率为1.191；几式切分孔k9轧制时压下量为36mm，延伸率为1.042；几式切分孔k8轧制时压下量为20mm，延伸率为1.161；几式切分孔k7轧制时压下量为23mm，延伸率为1.285；中轧道次轧制速度为2.0～3.5m/s，几式精轧孔k6轧制时压下量为19mm，延伸率为1.327；几式精轧孔k5轧制时压下量为13mm，延伸率为1.263；几式精轧孔k4轧制时压下量为9mm，延伸率为1.305；精轧道次轧制速度为2.6～4.2m/s，几式精轧孔k3轧制时压下量为5.2mm，延伸率为1.296；几式预成型孔k2轧制时压下量为3.5mm，延伸率为1.267；热轧成品孔k1轧制时压下量为3.0mm，延伸率为1.212；
扁平弧形预切分孔k11和扁平弧形预切分孔k10(见图8)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-10：40mm，111°，β2-10：50mm，107.3°，β3-10：85mm，92.7°，β4-10：230mm，157°，β6-10：80mm，130.8°，β7-10：32mm，130.8°，β8-10：80mm，133.5°，β9-10：90mm，86°；
几式切分孔k9和几式切分孔k8(见图9)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-9：75mm，150.1°，β3-9：68mm，80°，β4-9：200mm，138°，β5-9：32mm，88°，β6-9：55mm，103.6°，β7-9：24mm，121.9°，β8-9：60mm，137.2°，β9-9：120mm，94°；
几式切分孔k7(见图10)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-7：80mm，154.9°，β3-7：55mm，80.1°，β6-7：46mm，105.5°，β7-7：18mm，79.9°，β9-7：150mm，108°；
几式精轧孔k6(见图11)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-6：90mm，160°，β3-6：42mm，81°，β6-6：42mm，92°，β7-6：15mm，81°，β9-6：180mm，118°，θ1-6：150mm，165°；
几式精轧孔k5(见图12)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-5：90mm，164°，β3-5：30mm，78.8°，β6-5：32mm，82.1°，β7-5：8mm，82°，β9-5：200mm，126°，θ1-5：200mm，166°；
几式精轧孔k4(见图13)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-4：84.5mm，164°，β3-4：25mm，84°，β6-4：29.5mm，92°，β7-4：6mm，84°，β9-4：250mm，152°，θ1-4：400mm，169°，θ2-4：50mm，163°；
几式精轧孔k3(见图14)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β1-3：173mm，163°，β3-3：20mm，84.5°，β6-3：23.5mm，91°，β7-3：4mm，78.6°，β9-3：300mm，159°，θ1-3：600mm，173°；
几式预成型孔k2(见图15)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-2：18.8mm，90°，β6-2：18.8mm，90°，β7-2：2.5mm，85.5°，β9-2：600mm，160°；
热轧成品孔k1(见图16)各处圆弧半径及圆弧两端切线夹角如下，β3-1：15.2mm，90°，β6-1：15mm，90°，β7-1：2mm，88.3°，β9-1：900mm，170°。
5.根据权利要求1所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：所述加热采用步进梁式加热炉，保证加热炉均热段温度控制在1200～1280℃，钢坯表面无明显的炉底管黑印，并保证均热段时间≥22分钟。
6.根据权利要求1所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：所述高压水除鳞中除鳞机的工作水压≥16mpa，保证钢坯的氧化铁皮去除干净，钢坯运行速度0.5～2.5m/s。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种帽型钢轧制方法，其特征在于：所述轧制孔型在扁平弧形预切分孔之前还包括箱型孔k12，通过箱型孔k12将原料加工成适合扁平弧形预切分孔的钢坯。
8.由权利要求1至7任意一项所述的轧制方法制成的一种帽型钢，其特征在于：包括水平的腰部(3)，其两端分别对称设置有竖直的直腿(2)和水平的平腿(1)，直腿(2)垂直于腰部(3)，平腿(1)垂直于直腿(2)且位于直腿(2)远离腰部(3)的一侧。
9.根据权利要求8所述的一种帽型钢，其特征在于：所述帽型钢的平腿(1)上端与直腿(2)的圆角半径r2＝15mm，平腿(1)上端与直腿(2)外壁夹角α2＝90°±0.5°；直腿(2)内壁与腰部(3)内壁的圆角半径r1＝15mm，直腿(2)内壁与腰部(3)内壁的夹角α1＝90°±0.5°。
10.根据权利要求9所述的一种帽型钢，其特征在于：所述帽型钢的高度h＝310±2mm，内宽b1＝350±2mm；平腿(1)长度b2＝125±3mm，厚度t3＝18±1mm，平腿(1)远离直腿(2)一端的上圆角半径r3＝7mm，下圆角半径r4＝2mm；直腿(2)厚度t2＝12±1mm，腰部(3)厚度t1＝12±1mm。
技术总结