CN104941998B - 钢轨直立轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢轨直立轧制方法，配置四辊万能轧机，内容包括：钢轨成品机架、精轧机架均采用四辊模式，采用立式结构配置单个孔型，水平轧辊为主传动辊，水平轧辊直径是立式轧辊直径的0.6～1.0倍，保证水平轧辊首先接触轧件；钢轨成品机架、精轧机架均配置一架轧边机E；轧件进入精轧机架前进行翻钢；在精轧机架，轧件轨头朝上直立轧制，并且精轧机架配合轧边机完成轧件轨高尺寸的精度控制；在成品机架，轧件在轧边机E完成切边后在UF万能立式精轧机中进行轧制，形成成品钢轨。本发明消除了现有技术存在的水槽影响、重力影响等缺点，改善了生产难度，提高了产品质量，能够有效降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢轨轧制方法，具体说，涉及一种钢轨直立轧制方法。
背景技术
如图1所示，是现有技术中四辊万能轧机轧制钢轨的示意图。四辊万能轧机的结构包括：第一腰部轧辊11、第二腰部轧辊12、底部轧辊13、顶部轧辊14。第一腰部轧辊11、第二腰部轧辊12为水平轧辊，分别位于轧件5的上部和下部；底部轧辊13、顶部轧辊14为立辊，分别位于轧件5的二侧。钢轨轧制过程中，轧件5在四辊万能轧机中呈卧倒状态进行轧制和形变，得到最终成品钢轨。
中国申请号200910160068.5的专利申请公开了一种钢轨生产方法，钢轨坯件依次进行轧制、冷却和矫直轧制条件包括设定待轧钢轨坯件的断面尺寸等于钢轨的断面尺寸与所述差值之和。在不增加设备的前提下，通过优化轧制工艺，实现轧制工序对矫直工序钢轨头尾几何尺寸变化的补偿控制，提高钢轨头尾几何尺寸的精度。
中国申请号201310659513.9的专利申请公开了一种钢轨轧制方法，通过加热炉将矩形坯加热，送往一、二架开坯机轧制，然后送至万能粗轧、中轧、精轧机组。本轧制方法应用于道岔钢轨的生产。
中国申请号201310040272.X的专利申请公开了一种紧凑式万能立式钢轨轧制方法，将轨形坯翻转为立式状态，随后进入紧凑式布置的往复式万能立式轧机组中。采用立式轧制钢轨，消除冷却水、自身重力等对钢轨成型的影响。
传统万能方式的缺点包括：上下表面温差大、重力影响上下轧辊磨损不一致、钢轨头部的辊道摩擦痕迹影响轮廓尺寸、重力影响导致钢轨扭转、钢轨上下腹腔不对称、冷却水加速降低钢轨上表面温度、高度方向轧机弹跳大，尺寸稳定性较差。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种钢轨直立轧制方法，消除了现有技术存在的水槽影响、重力影响等缺点，改善了生产难度，提高了产品质量，能够有效降低生产成本。
技术方案如下：
一种钢轨直立轧制方法，包括：
配置四辊万能轧机，内容包括：钢轨成品机架、精轧机架均采用四辊模式，采用立式结构配置单个孔型，水平轧辊为主传动辊，水平轧辊直径是立式轧辊直径的0.6～1.0倍，保证水平轧辊首先接触轧件；钢轨成品机架、精轧机架均配置一架轧边机E；
轧件进入精轧机架前进行翻钢；在精轧机架，轧件轨头朝上直立轧制，并且精轧机架配合轧边机完成轧件轨高尺寸的精度控制；
在成品机架，轧件在轧边机E完成切边后在万能立式精轧机UF中进行轧制，形成成品钢轨。
进一步：精轧孔型形成轨形后轧件翻转90度，在控制孔中规整形状稳定高度尺寸。
进一步：在精轧阶段，万能立式粗轧机UR和轧边机E往复轧制三道后，进入万能立式精轧机UF完成最后轧制，万能立式精轧机UF、UR万能立式粗轧机为四辊万能轧机。
进一步：四辊万能轧机中，第一腰部轧辊、第二腰部轧辊为立式轧辊，分别布置在轧件的左右两侧；底部轧辊、顶部轧辊为水平轧辊，分别布置在轧件的底部和顶部；在四辊万能轧机上，万能轧辊孔型配置时，水平轧辊用来轧制轨高，立式轧辊用来轧制轨腰；第一腰部轧辊、第二腰部轧辊、底部轧辊、顶部轧辊组成孔型，轧件轨底朝下轨头向上进入孔型，顶部轧辊和底部轧辊是主传动辊，对钢轨进行轧制，使钢轨直立离开轧机，进入下一道工序。
进一步：在轧制过程中，水平轧辊优先与轧件接触咬入。
进一步，咬入关系利用如下公示表示：
l_h、l_v、l_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的接触弧长；
R_h、R_v、R_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的轧辊半径；
dh_h、dh_v、dh_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的压下量；
由l_h〉l_v以及l_hf〉l_v可以得到：R_h/R_v>dh_v/dh_h和R_hf/R_v>dh_v/dh_hf；选取dh_h/dh_v、dh_hf/dh_v在1～1.7之间变化，得出R_h/R_v、R_hf/R_v相应值在0.6～1之间。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
1、本发明针对型钢万能轧机生产钢轨的传统方式进行改进，消除了现有技术存在的水槽影响，消除了冷却水积存的影响，使钢轨表面温度变化均匀。
2、本发明通过改变孔型在轧辊上的配置方式，消除了轧辊冷却水对温度的影响，轧辊冷却水均匀对称地流过钢轨的表面，不会只对一面产生影响。
3、本发明中钢轨直立离开轧机，克服了重力作用对钢轨成形的影响，改善了生产难度，提高了产品质量，使得钢轨头部不易产生擦伤和磨伤，并且左右轧辊磨损均匀，钢轨左右变形对称。
4、本发明的立式轧制，使钢轨高度稳定性提高，尺寸波动减小；可以增大钢轨头底的变形量，改善内部组织；便于检查钢轨腰部和轨头的表面质量，改善轧辊受力条件。
5、本发明的立式轧制能够降低轧辊消耗，有效降低生产成本，改善生产难度，提高产品质量，有效降低生产成本。
6、本发明的立式轧制采用水平辊主动、立辊被动的传动方式
7、本发明的立式轧制方式的坯料切齐端头后进入万能机架，水平轧辊直径和立辊轧辊直径比例保持在0.6～1.0，确保水平轧辊优先接触轧件。
附图说明
图1是现有技术中四辊万能轧机轧制钢轨的示意图；
图2是本发明中四辊万能轧机轧制钢轨的示意图；
图3是本发明中轧件与轧辊的咬入关系图；
图4是本发明中垂直辊与轧件咬入的几何关系图；
图5是本发明中水平辊与轧件咬入的几何关系图；
图6是本发明中轧件翻钢过程的示意图；
图7是本发明中精轧机架的轧制过程示意图；
图8是本发明中成品机架的轧制过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
步骤1：配置四辊万能轧机；
如图2所示，是本发明中四辊万能轧机轧制钢轨的示意图。
配置内容如下：
1、钢轨成品机架、精轧机架均采用四辊模式，采用立式结构配置单个孔型。
第一腰部轧辊21、第二腰部轧辊22为立式轧辊，分别布置在轧件5的左右两侧；底部轧辊23、顶部轧辊24为水平轧辊，分别布置在轧件5的底部和顶部。在四辊万能轧机上，万能轧辊孔型配置时，水平轧辊用来轧制轨高，立式轧辊用来轧制轨腰。第一腰部轧辊21、第二腰部轧辊22、底部轧辊23、顶部轧辊24组成孔型，轧件5轨底朝下轨头向上进入孔型，顶部轧辊24和底部轧辊23是主传动辊，对钢轨5进行轧制，使钢轨5直立离开轧机，进入下一道工序。
水平轧辊(底部轧辊23、顶部轧辊24)直径是立式轧辊(第一腰部轧辊21、第二腰部轧辊22)直径的0.6～1.0倍，保证水平轧辊首先接触轧件5。本发明中，水平轧辊为主传动辊；在轧制过程中，水平轧辊优先与轧件接触咬入。
如图3所示，是本发明中轧件与轧辊的咬入关系图。如图4所示，是本发明中垂直辊与轧件咬入的几何关系图。如图5所示，是本发明中水平辊与轧件咬入的几何关系图。
咬入关系利用如下公示表示：
l_h、l_v、l_hf表示水平轧辊、立辊、水平底辊的接触弧长；
R_h、R_v、R_hf表示水平轧辊、立辊、水平底辊的轧辊半径；
dh_h、dh_v、dh_hf表示水平轧辊、立辊、水平底辊的压下量；
由l_h〉l_v以及l_hf〉l_v可以得到：
R_h/R_v>dh_v/dh_h和R_hf/R_v>dh_v/dh_hf
本发明中，选取dh_h/dh_v、dh_hf/dh_v在1～1.7之间变化，得出R_h/R_v、R_hf/R_v相应值在0.6～1之间。
2、钢轨成品机架、精轧机架均配置一架轧边机E。
底部轧辊23、顶部轧辊24配合轧边机E，可以提高轨高尺寸精度。
步骤2：轧件进入精轧机架前进行翻钢；
如图6所示，是本发明中轧件翻钢过程的示意图。
当开坯机架轧制到最后一道时，先翻钢使轧件5直立，通过最后一孔送到精轧机架。翻钢消除了轨底面的凸度，提高了万能轧制的稳定性。
精轧孔型形成轨形(图6中的B)后轧件翻转90度，在控制孔(图6中的A)中规整形状稳定高度尺寸，有效保证成品钢轨的对成性和轧制过程的稳定性。
步骤3：在精轧机架，轧件轨头朝上直立轧制，并且精轧机架配合轧边机完成轧件轨高尺寸的精度控制；
直立轧制克服来轧辊冷却水的影响，轧辊冷却水均匀对称地流过轧件5的表面，使轧件5表面温度一致。
如图7所示，是本发明中精轧机架的轧制过程示意图；
在精轧阶段，轧件端头齐头后在万能立式粗轧机UR和轧边机E往复轧制三道后，进入万能立式精轧机UF完成最后轧制。万能立式精轧机UF、万能立式粗轧机UR都是四辊万能轧机。
步骤4：在成品机架，轧件5在轧边机E完成切边后在UF万能立式精轧机中进行轧制，形成成品钢轨。
如图8所示，是本发明中成品机架的轧制过程示意图。
在成品机架，进入UF万能立式精轧机之前先在轧边机E进行切边，切边后在UF万能立式精轧机中轧制形成成品钢轨。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种钢轨直立轧制方法，包括：
配置四辊万能轧机，内容包括：钢轨成品机架、精轧机架均采用四辊模式，采用立式结构配置单个孔型，水平轧辊为主传动辊，水平轧辊直径是立式轧辊直径的0.6～1.0倍，保证水平轧辊首先接触轧件，在轧制过程中，水平轧辊优先与轧件接触咬入；
l_h、l_v、l_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的接触弧长；
R_h、R_v、R_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的轧辊半径；
dh_h、dh_v、dh_hf表示水平头辊、立辊、水平底辊的压下量；
由l_h〉l_v以及l_hf〉l_v得到：R_h/R_v>dh_v/dh_h和R_hf/R_v>dh_v/dh_hf；选取dh_h/dh_v、dh_hf/dh_v在1～1.7之间变化，得出R_h/R_v、R_hf/R_v相应值在0.6～1之间；
钢轨成品机架、精轧机架均配置一架轧边机E；
轧件进入精轧机架前进行翻钢；在精轧机架，轧件轨头朝上直立轧制，并且精轧机架配合轧边机完成轧件轨高尺寸的精度控制；
在成品机架，轧件在轧边机E完成切边后在万能立式精轧机UF中进行轧制，形成成品钢轨。
2.如权利要求1所述钢轨直立轧制方法，其特征在于：在精轧阶段，万能立式粗轧机UR和轧边机E往复轧制三道后，进入万能立式精轧机UF完成最后轧制，万能立式精轧机UF和万能立式粗轧机UR为四辊万能轧机。
3.如权利要求1所述钢轨直立轧制方法，其特征在于：四辊万能轧机中，第一腰部轧辊、第二腰部轧辊为立式轧辊，分别布置在轧件的左右两 侧；底部轧辊、顶部轧辊为水平轧辊，分别布置在轧件的底部和顶部；在四辊万能轧机上，万能轧辊孔型配置时，水平轧辊用来轧制轨高，立式轧辊用来轧制轨腰；第一腰部轧辊、第二腰部轧辊、底部轧辊、顶部轧辊组成孔型，轧件轨底朝下轨头向上进入孔型，顶部轧辊和底部轧辊是主传动辊，对钢轨进行轧制，使钢轨直立离开轧机，进入下一道工序。
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