鋼軌熱軋工藝流程

點擊數：41382015-06-16 20:57:08　來源: 新疆鋼軌加工_特鋼廠家_烏魯木齊鑫圣龍鋼材貿易有限公司

鋼軌的生產過程：

傳統的鋼軌生產工藝及先進的鋼軌生產工藝區別和特點    （1）傳統的鋼軌生產工藝及先進的生產工藝    傳統鋼軌的生產工藝為：平爐（轉爐）—→DH真空裝置—→澆鑄鋼錠—→均熱爐加熱—→初軋機開坯—→冷卻—→上料—→加熱爐二次加熱—→開坯機開坯—→粗軋—→精軋—→打印機—→緩冷—→冷卻—→矯直—→探傷—→補矯—→鋸頭鉆孔—→質量檢查—→發貨。    先進鋼軌生產工藝為：電爐或轉爐—→LF爐—→VD爐—→連鑄—→緩冷—→加熱—→高壓水除鱗—→一次開坯—→二次開坯—→萬能粗軋—→萬能中軋—→二次高壓水除鱗—→萬能精軋—→打印機—→冷卻—→矯直—→檢測中心（表面檢查、平直度測量、超聲波探傷）—→補矯—→鋸頭鉆孔—→質量檢查—→發貨。    各自的工藝特點如下：    傳統鋼軌生產工藝不能生產50m以上長尺鋼軌，先進的鋼軌生產工藝能生產100m以上長鋼軌；    傳統鋼軌生產工藝沒有除鱗設備，不能很好保證鋼軌表面質量，而先進的鋼軌生產工藝二次除鱗可保證鋼軌的表面質量；　　傳統鋼軌生產工藝加熱爐加熱的鋼坯溫度不均,造成一支鋼軌斷面尺寸的波動；成品斷面的對稱性不理想,軌高、底寬、腹高等尺寸控制精度不高；鋼軌腿端加工不好。先進的鋼軌生產工藝用萬能軋機生產鋼軌，可保證鋼軌的尺寸精度；　　先進的鋼軌生產工藝用萬能軋機生產鋼軌，表面質量好；　　先進的鋼軌生產工藝在冷床可實現鋼軌的預彎，減少矯后鋼軌的殘余應力；　　傳統鋼軌生產工藝改造前鋼軌矯直存在矯直盲區，端頭平直度、端頭扭轉較難控制，端頭扭轉要靠軋制工序進行控制。先進的鋼軌生產工藝實現了長尺矯直和長尺探傷，可減少矯直盲區和探傷盲區；　　先進的鋼軌生產工藝可以長尺交貨，從而可減少鐵路部門焊縫數量，增加行車安全感。　　孔型系統　　傳統的孔型系統一般是由一個梯形孔、三個帽形孔和五個軌形孔組成,為提高鋼軌的質量,改用了六個軌形孔,使實物質量得到改善，但仍不能滿足用戶需要。　　我國的鋼軌生產在2004年以前均采用上述二輥孔型軋制系統，但用該孔型軋制存在如下問題：　　軌頭踏面形狀難以保證。標準規定軌頭踏面形狀是由兩個或三個圓弧形成的,其圓弧半徑是定值,但在二輥的成品孔中,軌頭踏面處于成品孔的開口處,因此成品重軌的軌頭踏面是由自然展寬或有限的限制展寬而形成的，其形狀在溫度高時是平直的，在溫度低時呈曲率半徑較小的凸形。用新、舊孔型時踏面形狀也不同，一根鋼軌的高度不均時，其形狀也不同，總之用二輥孔型難以精確地保證鋼軌軌頭踏面形狀。 　　斷面形狀不對稱。用二輥孔型軋制重軌，從第一個軌形孔開始到最后一個成品孔，軋件都是在上下左右完全不對稱的變形條件下進行軋制的。特別是在成品孔中不對稱的變形條件，常使成品重軌的斷面形狀不對稱，為使軋出的重軌斷面形狀對稱，在成品孔中采用下壓軋制，或在車軋輥時使成品孔的上下腹高不同，或在設計孔型時使成品孔的軌底與腰部中切線不等于90°，上邊與腰部小于90°，下邊與腰部大于90°，以使出成品孔的軋件上下邊與腰部成90°的夾角，以便軋出較為對稱的鋼軌。但仍然有時由于某種原因使對稱程度超差。　　軌高和軌底的精度較差。軌高尺寸取決于軌頭的局部自然展寬，而自然展寬量取決于溫度、成品孔的壓下量、軋輥表面狀態。軌底尺寸不僅取決于成品孔的腰部壓下量，還取決于成品前孔軌底部分的開口邊和閉口邊的厚度，在軋制過程中，上述因素是變化的，為保證尺寸精度要靠正確的調整，稍有不慎，就會有超差出現。　　軌頭和軌底的加工量小，尺寸精度差。進第一個軌形孔的軋件寬度小于成品孔的寬度，軋件的軌底與軌頭部分、特別是軌底面與軌頭踏面直接的壓下量很小，正因為這樣，凡使用二輥孔型軋重軌的廠家都一樣，軌腰的質量遠高于軌頭和軌底，軌腰的機械性能也優于軌頭和軌底。重軌的平直度較差。因為成品孔是在軌頭處開口，軌頭踏面處于自然展寬，而影響展寬的諸因素中沿重軌長度方向有差異，結果導致在重軌長度方向的軌高也有差異，這種差異使重軌踏面平直度較差。　　總之，用二輥孔型軋重軌，由于其軋制條件和變形條件在客觀上的限制，必然出現上述問題，雖然可以通過各種方法與措施減輕，但不能完全消除，有的問題甚至無法減輕，這不僅影響鋼軌的生產，更影響鋼軌的使用。
　　先進鋼軌生產工藝的孔型系統　　首先將矩形坯或方坯軋成近似鋼軌外形的帽形，一般在軋成帽形的過程中變形是不均勻的，金屬在軋輥的切楔作用下被強迫寬展形成寬而厚的腿部。為盡量減少不均勻變形，通常采用3～5個帽形孔，帽形孔配置在二輥可逆開坯機上。粗軋軌形孔也多配置在二輥可逆軋機上，軋件在粗軋軌形孔中變形，并逐漸接近成品鋼軌斷面尺寸。初具軌形的軋件在萬能孔中其腰部承受萬能軋機上下水平輥的切楔作用，其頭部和腿部的外側承受萬能軋機立輥側壓垂直作用。為確保鋼軌頭和底的寬度和側面形狀，還要在軋邊機的立軋孔內，對其軌頭和軌底側面進行立軋加工。這樣的孔型系統可以保證鋼軌從粗軋孔到成品孔軋件的變形是均勻的、對稱的，各部分金屬的延伸也接近相同，這就大大提高了鋼軌斷面尺寸的精度和外形的規范。　　目前常用的萬能軋機有兩種布置形式，一種為：一架開坯機價、一架中間機架（均為二輥式）、一架萬能可逆機架（U1）、一架可逆軋邊機架(E1側移形)、一架萬能可逆機架(U2)、一架軋邊機架（E2）、一架萬能成品機架(UF)；另一種為：一架開坯機架、一架中間機架（均為二輥式）、一架萬能可逆機架（UR）、一架可逆軋邊機架(側移形E)、一架萬能成品機架（UF與UR相同）。    第一種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機架的軋機上軋制十個道次（第一機架，五個孔型，七個道次；第二機架，三個孔型，三個道次），隨后在U1-E1機架上的三個可逆道次，軋制過程中軋邊機架E1進行側移，在U2-E2機組上軋一個道次，在UF機架上為半萬能成品道次。萬能軋機的總延伸系數為2.5。    第二種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機架的軋機上軋制十二道次（第一機架，五個孔型，七個道次；第二機架，四個孔型，五個道次），在U-E機架上軋制三個可逆道次，軋邊機E作側移，在U-E-UF軋制一個半萬能道次。萬能軋機的總延伸系數為2.0。    萬能軋制法有下列優點：    軋輥消耗低：軋鋼時的軋輥消耗為1kg/t鋼軌，軋輥磨損慢，允許軋制的作業時間長；少換輥；在水平輥上可以使用能更換的熱裝輥環；磨損的軋輥易車修，可將寬孔型車成窄孔型，減少軋輥的儲備量。    導衛裝置設計簡單，易于安裝。    軋輥孔型設計簡單，只要稍微調整一下軋輥的位置就可以利用同一孔型軋制不同規格的鋼軌。    生產率高：由于斷面尺寸穩定，通過調整軋輥位置就可以補償軋輥的磨損，可以單獨調整軋輥的位置來調整軋件尺寸，如軌高、軌底寬度和厚度、軌腰厚度、軌頭厚度。    表面質量好：由于軋件四面均有壓力，整個斷面都受直接壓下，特別是在精軋階段，鋼軌表面質量好。    由于軋輥和軋件之間的摩擦損失比傳統孔型的摩擦損失低，并有可能進行孔型潤滑，故所需軋制動力較低。    投資少，生產費用低，既能軋制鋼軌，又能軋制Ｈ型鋼。    鋼軌的萬能軋制原理    在萬能軋制工藝開發之前，所有的鋼軌都是在傳統的二或三輥式軋機上軋制的。具有一對立輥和一對水平輥的萬能軋機只用來軋制工字鋼。用萬能軋機軋輥和軋邊機軋輥在鋼軌整個斷面上所施加的鍛壓作用要比老式的、傳統工藝軋制鋼軌時所得到的鍛壓作用好。在傳統軋制工藝中，典型的單向壓力不是直接施加在軌頭或軌底。相反，在萬能軋制中，壓力是直接而且主要是壓縮軌頭和軌底，同時整個斷面的壓力處于良好的平衡狀態。    萬能軋制包含在萬能軋機和與之毗連的軋邊機中交替地加工成型金屬。在萬能軋機中，在控制軌腰、軌底和軌頭厚度的同時，在四個垂直方向上給軋件施加了大的壓下量。延伸系數相當大，每道次在1.25～1.4之間變化。軋邊機主要是用來控制軌底的整個寬度和軌頭側面及魚尾板腹部的形狀。    在一架半萬能軋機上得到最后的鋼軌形狀，此半萬能軋機在軌底一側有一個立輥，而兩個水平軋輥只在軌腰和軌頭側面上施加一輕微的直接壓力。    CS箱形緊湊萬能機架    為滿足用戶的需求，德國SMS-DEMAG公司開發了CCS緊湊式萬能機架，其機架的特點為：    1) 具有自動精確調整軋輥功能；    2) 成品的尺寸公差波動小；    3) 在軋制過程可以改變機架的位置；    4) 裝輥可自動找零位；    5) 軋輥輥縫精確的預設定；    6) 有過載保護裝置；    7) 軋輥輥縫能自動控制；    8) 壓下系統比電動機械壓下系統更有效；    9) 低的維修費用；    10)換輥時間短，只用25分鐘。    使用這種軋機可帶來的經濟優點為：    1) 適合于大型廠；    2) 可增加年產量；    3) 生產計劃可靈活多樣；    4) 適合于小批量生產；    5) 可改善產品質量；    6) 較小的投資費用；    7) 可減少軋輥投資。
    用萬能孔型系統生產出的鋼軌無論從幾何尺寸、表面質量均比二輥孔型系統生產出的鋼軌質量要好，特別是幾何尺寸（對稱性、軌頭踏面形狀）。    鋼軌生產廠家要根據具體情況選擇不同的軋機布置形式。萬能軋機的第一種布置形式（七機架）與第二種布置形式（五機架）相比，生產出的鋼軌幾何尺寸、表面質量要好；但從經濟的角度看，第一種布置形式需用的資金較第二種布置形式要多，而且第一種布置形式需要的場地要大。合理的工藝，先進的設備，合理的孔型系統，能生產出高質量的產品。目前我國的鋼軌生產廠家相繼對鋼軌生產線進行了改造并生產出了質量高的長尺鋼軌，使我國鋼軌生產趕上了世界先進水平，為我國鐵路運輸事業的發展做出了貢獻。