CN103381425B - 一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，在所述钢轨的生产线上，钢坯通过加热炉内时放置在所述加热炉的加热炉垫块上，该加热炉垫块上形成有凸包，并且使得所述钢坯与所述凸包的对应处形成凹坑，所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述凹坑形成为所述轧痕，其特征在于，该方法包括：检测步骤：检测所述轧痕在所述钢轨的头部或底部上的位置；调整步骤：调整所述钢坯装入所述加热炉中的装载步距，使得在将所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述钢坯上形成有所述凹坑的部分处于所述钢轨的腰部。本发明能够通过调整钢坯装入加热炉内的装载步距，将钢轨的头部或底部的轧痕消除。

Description

一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法

技术领域

本发明涉及轧钢领域，具体地，涉及一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法。

背景技术

在钢轨生产中，钢坯需要由加热炉进行加热进而轧制成钢轨。在使用步进式加热炉加热钢坯时，钢坯通过布置在水梁上的加热炉垫块支撑，垫块与钢坯的接触面为长方形(例如200mm×50mm)，加热炉垫块的材质一般为Co₂O等，具有耐磨、耐压和耐高温的特性。

由于加热炉中的温度很高，加热炉垫块形成氧化铁皮并逐渐堆积，从而造成钢轨的轧制缺陷，该缺陷严重影响钢轨表面质量甚至使得钢轨报废。由于加热炉内温度高达1350度，没有任何工具能在加热炉工作状态下将堆积在加热炉垫块表面的氧化铁皮减少。目前只能采用加热炉停产3-4天的方法以清除氧化铁皮，但是这样会严重影响产能；同时，清除后的加热炉垫块在1-2个月之内又会出现上述问题。

另外，钢坯在加热炉中要经历预热、加热和均热三个阶段，钢坯温度从室温达到1300度左右，当钢坯温度达到900度左右时便开始氧化，钢坯表面的氧化铁皮随着加热温度和加热时间的延长越来越厚。在钢坯向前运动过程中，由于步进梁的上升或下降形成的振动会使钢坯表层部分松动的氧化铁皮脱落，又由于钢轨用钢的化学成份中Si和Mn的含量高，两种元素与氧结合形成的氧化物呈玻璃状，这种玻璃状的氧化物掉在垫块上，并将垫块的氧化铁皮的间隙缝合，氧气无法从缝隙中进入对氧化铁皮进行继续氧化，从而粘性强的FeO无法转变成松脆的Fe₂O₃，在钢坯的挤压和水梁的振动中无法从垫块上脱落，粘在垫块上形成阻力从而将下一个钢坯上的氧化铁皮“蹭掉”并堆积在原有的氧化铁皮的表面上并不断叠加，上述加热炉垫块上的氧化物的堆积大部分出现在温度高、氧化铁皮厚的均热段或靠近均热段的加热段部分。

不断堆积在加热炉垫块上的多层氧化铁皮，在垫块上形成一个具有一定硬度和高温韧性的凸包，当钢坯压在垫块的凸包上时，在钢坯对应位置便形成凹坑。当凹坑的大小达到一定程度时，将该钢坯轧制成钢轨后，在钢轨上便会出现轧制缺陷——轧痕。

发明内容

本发明的目的是提供一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，该方法能够通过调整钢坯装入加热炉内的装载步距，将钢轨的头部或底部的轧痕消除。

为实现上述目的，在本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，在所述钢轨的生产线上，钢坯通过加热炉内时放置在所述加热炉的加热炉垫块上，该加热炉垫块上形成有凸包，并且使得所述钢坯与所述凸包的对应处形成凹坑，所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述凹坑形成为所述轧痕，并且，该方法包括：

检测步骤：检测所述轧痕在所述钢轨的头部或底部上的位置；

调整步骤：调整所述钢坯装入所述加热炉中的装载步距，使得在将所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述钢坯上形成有所述凹坑的部分处于所述钢轨的腰部。

优选地，其中，在所述检测步骤中，测量在所述轧痕所在的所述钢轨的垂直断面上，所述轧痕与所述钢轨的腰部的靠近该轧痕的一端的距离a1以及所述轧痕与所述钢轨的腰部的远离该轧痕的一端的距离a2；并且其中，所述调整步骤包括：(a)测量所述钢轨的高度b以及所述钢坯的沿该钢坯在所述加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，a1×B/b≤A≤a2×B/b；(c)若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧，则将所述装载步距增大A，若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧的相对侧，则将所述装载步距减小A。

优选地，其中，在所述检测步骤中，测量在所述轧痕所在的所述钢轨的垂直断面上，所述轧痕与所述钢轨的垂直中心线的距离a；并且其中，所述调整步骤：(a)测量所述钢轨的高度b以及所述钢坯的沿该钢坯在所述加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，A＝a×B/b；(c)若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧，则将所述装载步距增大A，若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧的相对侧，则将所述装载步距减小A。

优选地，其中，在所述调整步骤中，调整所述钢坯装入所述加热炉中的装载步距，使得在将所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述钢坯上形成有所述凹坑的部分处于所述钢轨的腰部的中心部分。

优选地，该方法在所述调整步骤之后还包括：

核查步骤：在调整所述装载步距后，连续轧制2～5支所述钢轨，检查并且确认位于所述钢轨的头部或底部的所述轧痕已经消除。

在本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，根据调整钢坯装入加热炉中的装载步距，使得加热炉垫块上的凸包与钢坯的相对位置改变，从而使钢坯上的凹坑形成在钢坯形成为钢轨的腰部的部分，由于钢轨的腰部的压下系数较大，因而所述凹坑在钢轨的腰部形成的轧疤较小或不形成轧疤，这样钢轨不产生轧痕或产生的轧痕在许可范围内，从而使钢轨符合生产标准。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是加热炉中的钢坯的垂直断面图；

图2是由图1中的钢坯轧制出的钢轨的垂直断面图，其中，根据本发明的一种实施方式检测轧痕在钢轨上的位置。

图3是由图1中的钢坯轧制出的钢轨的垂直断面图，其中，根据本发明的另一种实施方式检测轧痕在钢轨上的位置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作具体说明的情况下，钢轨的“垂直断面”是指沿钢轨的长度方向的垂直断面。

根据本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，钢轨的头部或底部的轧痕是由加热炉垫块所造成的，具体地，在钢轨的生产线上，钢坯通过加热炉内时放置在加热炉的加热炉垫块上，该加热炉垫块上形成有凸包，并且使得钢坯与该凸包的对应处形成凹坑，待钢坯轧制成钢轨后，所述凹坑形成为轧痕，本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法包括：

检测步骤：检测所述轧痕在钢轨的头部或底部上的位置；

调整步骤：调整钢坯装入加热炉中的装载步距，使得在将钢坯轧制成钢轨后，钢坯上形成有凹坑的部分处于钢轨的腰部。

在本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，根据调整钢坯装入加热炉中的装载步距，使得加热炉垫块上的凸包与钢坯的相对位置改变，具体地，是使加热炉垫块上的凸包位于钢坯被轧制成钢轨的腰部的部分。

由于钢轨的横截面的头部、腰部或底部部位从钢坯轧到钢轨的压下系数(钢坯的高度与钢轨的头部、腰部或底部的厚度的比值)不一样，因而形成轧痕的大小也不一样。钢坯上同样大小的凹坑在压下系数大的钢轨的腰部形成的轧痕很小甚至没有，而在钢轨的头部或底部上形成的轧痕则较大。因此，当使用根据发明的方法轧制钢轨时，虽然钢坯被轧制成钢轨的腰部的部分会形成有凹坑，但是由于将钢坯轧制成钢轨后，钢轨的头部、腰部或底部的压下系数差异较大，因而，钢坯上同样大小的凹坑在压下系数大的钢轨的腰部形成的轧疤远小于在压下系数小的钢轨的头部或底部形成的轧疤，甚至该凹坑在钢轨的腰部不会形成为缺陷。因此，对于在钢轨的头部和底部产生的轧疤过大而使钢轨不达标时，使用该方法后钢轨不产生轧痕或者产生的轧痕在许可范围内，从而使钢轨符合生产标准。

图2是由图1中的钢坯轧制出的钢轨的垂直断面图，其中，根据本发明的一种实施方式检测轧痕在钢轨上的位置。如图2所示，根据本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法的一种实施方式，在所述检测步骤中，测量在轧痕所在的钢轨的垂直断面上，轧痕与钢轨的腰部的靠近该轧痕的一端的距离a1以及轧痕与钢轨的腰部的远离该轧痕的一端的距离a2；并且其中，调整步骤包括：(a)测量钢轨的高度b以及钢坯的沿该钢坯在加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，a1×B/b≤A≤a2×B/b；(c)若轧痕在钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的钢坯的出炉侧，则将装载步距增大A，若轧痕在钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的钢坯的出炉侧的相对侧，则将装载步距减小A。

依据轧钢的公知常识可知，钢坯在沿其在加热炉中的运动方向上和轧制成的钢轨的高度方向是相对应的，因此，按照钢坯和钢轨的长度比例B/b计算得到的调整值A即为将凹坑移至钢坯的轧制的钢轨腰部的部分的距离。上述的实施方式中，只需进行测量和计算便可确定装载步距的调整值，操作简单、快捷。

并且，优选地，根据本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，在所述调整步骤中，调整钢坯装入加热炉中的装载步距，使得在将钢坯轧制成钢轨后，钢坯上形成有凹坑的部分处于钢轨的腰部的中心部分。

图3是由图1中的钢坯轧制出的钢轨的垂直断面图，其中，根据本发明的另一种实施方式检测轧痕在钢轨上的位置。如图3所示，作为一种优选实施方式，本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法中，在所述检测步骤中，测量在轧痕所在的钢轨的垂直断面上，轧痕与钢轨的垂直中心线的距离a；并且其中，调整步骤包括：(a)测量钢轨的高度b以及钢坯的沿该钢坯在加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，A＝a×B/b；(c)若轧痕在钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的钢坯的出炉侧，则将装载步距增大A，若轧痕在钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的钢坯的出炉侧的相对侧，则将装载步距减小A。

该优选实施方式中，以钢轨的垂直中心线为基准进行测量，将装载步距调整A后，相当于将轧痕的位置移动至钢轨的腰部的中心处，相对于第一种实施方式，简化了测量步骤并且也提高了可靠性。

此外，根据本发明的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，其中，在调整步骤之后还包括核查步骤，该检查步骤包括在调整装载步距后，连续轧制2～5支钢轨，检查并且确认位于钢轨的头部或底部的轧痕已经消除。

下面结合附图通过实施例对本发明的进行进一步的说明。图1是加热炉中的钢坯的垂直断面图；图2是由图1中的钢坯轧制出的钢轨的垂直断面图。图1中，箭头p为钢坯在加热炉中的运动方向，圆圈部分为钢坯的凹坑。图2中的圆圈部分为钢轨的轧疤。用380mm×280mm(垂直断面为380mm×280mm)钢坯轧制60kg/m重轨，钢坯采用平装方式装炉(即使380mm的边位于钢轨的运输辊道上)，钢坯的装载步距为500mm，轧痕位于钢轨的头部，并且钢坯靠近出炉侧的位置轧制成钢轨的头部。具体步骤包括：

检测步骤：测量在轧痕所在的钢轨的垂直断面上，轧痕与钢轨的垂直中心线的距离a，测得a＝58mm，

调整步骤：(a)测量钢轨的高度b以及钢坯的沿该钢坯在加热炉中的运动方向的长度B，测得b＝176mm，B＝380mm；(b)计算装载步距的调整值A，A＝a×B/b＝58×380/176＝125.27mm，为了方便操作，调整值A取整；(c)轧痕在钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的钢坯的出炉侧，因此，将装载步距增大125mm，即将钢坯的装载步距增大至500+125＝625mm。

核查步骤：连续轧制3支钢轨，检查后发现调整步距后位于钢轨的头部或底部的轧痕已经消除。

本发明仅需调整钢坯的装载步距便可消除钢轨的头部或底部的轧痕，使用该方法后，可以延长加热炉垫块上氧化铁皮的清除周期，保证加热炉较长时间连续作业，从而有利于钢轨产能的提高。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.一种消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，在所述钢轨的生产线上，钢坯通过加热炉内时放置在所述加热炉的加热炉垫块上，该加热炉垫块上形成有凸包，并且使得所述钢坯与所述凸包的对应处形成凹坑，所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述凹坑形成为所述轧痕，其特征在于，该方法包括：

检测步骤：检测所述轧痕在所述钢轨的头部或底部上的位置；

调整步骤：调整所述钢坯装入所述加热炉中的装载步距，使得在将所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述钢坯上形成有所述凹坑的部分处于所述钢轨的腰部；

其中，在所述检测步骤中，测量在所述轧痕所在的所述钢轨的垂直断面上，所述轧痕与所述钢轨的腰部的靠近该轧痕的一端的距离a1以及所述轧痕与所述钢轨的腰部的远离该轧痕的一端的距离a2；并且其中，所述调整步骤包括：(a)测量所述钢轨的高度b以及所述钢坯的沿该钢坯在所述加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，a1×B/b≤A≤a2×B/b；(c)若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧，则将所述装载步距增大A，若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧的相对侧，则将所述装载步距减小A；

或者，其中，在所述检测步骤中，测量在所述轧痕所在的所述钢轨的垂直断面上，所述轧痕与所述钢轨的垂直中心线的距离a；并且其中，所述调整步骤包括：(a)测量所述钢轨的高度b以及所述钢坯的沿该钢坯在所述加热炉中的运动方向的长度B；(b)计算装载步距的调整值A，A＝a×B/b；(c)若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧，则将所述装载步距增大A，若所述轧痕在所述钢轨上的位置对应于轧制该钢轨的所述钢坯的出炉侧的相对侧，则将所述装载步距减小A。

2.根据权利要求1所述的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，其中， 在所述调整步骤中，调整所述钢坯装入所述加热炉中的装载步距，使得在将所述钢坯轧制成所述钢轨后，所述钢坯上形成有所述凹坑的部分处于所述钢轨的腰部的中心部分。

3.根据权利要求1所述的消除钢轨的头部或底部的轧痕的方法，其中，该方法在所述调整步骤之后还包括：

核查步骤：在调整所述装载步距后，连续轧制2～5支所述钢轨，检查并且确认位于所述钢轨的头部或底部的所述轧痕已经消除。