CN105665444A - 用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种万能孔型结构，尤其是公开了一种用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，属于型钢轧制生产设备设计制造技术领域。提供一种能有效改善轧制过程中的半成品钢轨对称度的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构。所述万能孔型结构包括由E1、U2、E2以及UF轧辊构成的至少四个道次的轧制孔，在由E1轧辊构成的E1型轧制孔的腿尖的外侧尖角处设置有向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度在2°～10°之间。

Description

用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构
技术领域
本发明涉及一种万能孔型结构，尤其是涉及一种用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，属于型钢轧制生产设备设计制造技术领域。
背景技术
现有的常规孔型结构：在钢轨万能孔型轧制过程中，轧制过程的孔型开口处属于金属自然流动区域，此部位的金属量通常采用不同道次的孔型的开口与闭口交叉布置的方式来减小金属自然流动对尺寸的影响，如图1a～图图1c所示。通常情况下，UF成品孔型的开口端设计在两腿尖及轨头冠状处；而U2E2连轧机组以及U1E1连轧机组的孔型结构均由两部分组成：即万能轧机的U型轧制孔和轧边机的E型轧制孔。在U型轧制孔中的开口设置在轨腿尖部及轨头两侧；在E型轧制孔中的开口设置在钢轨底部及轨头顶面。由于在各组连轧机组中均相邻的布置有U型轧制孔和E型轧制孔，这样可以通过不同道次的孔型的开口与闭口交叉布置的方式来减小金属自然流动对尺寸的影响。但是，现有的这种连轧机组孔型交叉布置的设计也存在一些不可克服的问题：
即钢轨在轧制过程中由于进钢冲击、轧辊位置窜动、温度变化、张力变化等原因会造成钢轨规格头尾差距较大，其中轨高规格、底宽及对称规格影响最大。原因是成品孔型轨头顶部及轨腿尖部是开口孔型，金属处于自由宽展状态。所有的万能孔型在腿尖处及轨头两侧，如图1c所示，在各种孔型结构中由于E轧机设计时腿尖处孔型深入量大，钢轨底部开口造成对腿尖金属的限制作用有限，E轧机腿根部的宽度尺寸虽然对金属的轧制伸入性能有所改善，但对于腿尖部位的金属量改变不大，金属以宽展的形式将金属量变换在腿尖的厚度方向，再经过下一道次厚度方向的轧制，腿尖金属量又回到轨底宽度方向，造成万能孔型对轨底部宽度的控制能力减弱，造成通长方向上轨底宽度及对称上波动变化较大，变化量最大可以达1.2mm。
而对称度出现差异对钢轨使用性能的影响主要是：对称差异过大影响钢轨的焊接质量，两钢轨对接焊合时由于规格差距造成对齐困难，焊接不平整，焊接后打磨量大，平直度质量难以保证，是重轨规格参数中一项较重要的参数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效改善轧制过程中的半成品钢轨对称度的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，包括由E1、U2、E2以及UF轧辊构成的至少四个道次的轧制孔，在由E1轧辊构成的E1型轧制孔的腿尖的外侧尖角处设置有向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度在2°～10°之间。
本发明的有益效果是：通过在E1型轧制孔的腿尖的外侧尖角处设置向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，并使所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度保持在3°～10°之间。这样便可以通过E1型轧制孔腿尖处的收腿设计达到既避免在U2型轧制孔中的辊缝处出现耳子的状况，又能在U2轧制过程中，通过U2型轧制孔对腿尖处的限制作用实现对钢轨两侧腿长度变化的有效控制，最终达到使通长方向的对称度波动变小的目的。
进一步的是，所述修复角a的具体度数为以在U2型轧制孔中腿尖压下量不会造成严重的耳子的2°～6°为准。
进一步的是，构成U2型轧制孔的U2轧辊包括头部立辊、上水平辊、下水辊和底部立辊，所述上水平辊和所述下水平辊与所述底部立辊之间的辊缝B小于轧辊的弹跳值，所述上水平辊和所述下水平辊在辊缝处的圆角尺寸R小于1.5㎜。
上述方案的优选方式是，所述修复角a的顶点距尖角处的距离LU＝B+R+1～3㎜。
进一步的是，在由E2轧辊构成的E2型轧制孔的腿尖的外侧尖角处也设置有向所述钢轨内侧倾斜的再修复角α，所述再修复角α向所述钢轨内侧倾斜的角度在2°～5°之间。
上述方案的优选方式是，所述再修复角α的具体度数为以在UF道次轧制时没有充满的情况下，腿尖自由宽展状态腿尖尺寸合格的2°～3°为准。
进一步的是，构成UF型轧制孔的UF轧辊包括水平上辊、水平下辊和底部立辊，所述水平上辊和所述水平下辊与所述底部立辊之间的辊缝B1小于轧辊的弹跳值，所述水平上辊和所述水平下辊在辊缝处的圆角尺寸R小于1.5㎜。
附图说明
图1a为本发明涉及到的现有技术中的U型轧制孔；
图1b为本发明涉及到的现有技术中的UF型轧制孔；
图1c为本发明涉及到的现有技术中的E型轧制孔；
图2a为本发明改进后的E1型轧制孔；
图2b为图2a的I部视图；
图3a为本发明改进后的U2型轧制孔；
图3b为图3a的II部视图；
图4a为本发明改进后的E2型轧制孔；
图4b为4a的III部视图；
图5a为本发明改进后的UF型轧制孔；
图5b为图5a的IV部视图。
图中标记为：E1型轧制孔1、U2型轧制孔2、头部立辊3、上水平辊4、下水辊5、底部立辊6、E2型轧制孔7、UF型轧制孔8、水平上辊9、水平下辊10。
具体实施方式
如图2a～图5b所示是本发明提供的一种能有效改善轧制过程中的半成品钢轨的对称度性能的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构。所述的万能孔型结构包括由E1、U2、E2以及UF轧辊构成的至少四个道次的轧制孔，在由E1轧辊构成的E1型轧制孔1的腿尖的外侧尖角处设置有向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度在3°～10°之间。上述通过在E1型轧制孔1的腿尖的外侧尖角处设置向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，并使所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度保持在2°～10°之间。这样便可以通过E1型轧制孔1腿尖处的收腿设计达到既避免在U2型轧制孔2中的辊缝处出现耳子的状况，又能在U2轧制过程中，通过U2型轧制孔2对腿尖处的限制作用实现对钢轨两侧腿长度变化的有效控制，最终达到使通长方向的对称度波动变小的目的。此时，所述修复角a的最佳度数为2°～6°，这样，便可以保证在E1型轧制孔1轧制过程中轧出的钢轨坯在腿尖处不会出现严重的耳子。
上述实施方式中，结合现有技术中构成U2型轧制孔2的U2轧辊包括头部立辊3、上水平辊4、下水辊5和底部立辊6的结构特点，为了为后序最终成品底板对称度的控制提供保证，将所述上水平辊4和所述下水平辊5与所述底部立辊6之间的辊缝B控制在小于轧辊的弹跳值范围内，并对所述上水平辊4和所述下水平辊5在辊缝处的圆角尺寸R进行改进，使该半径R小于1.5㎜。此时，结合U2型轧制孔2的结构，所述修复角a的顶点距尖角处的距离LU＝B+R+1～3㎜为最佳。
根据背景技术可知，造成钢轨底板对称度超差的重要原因主要在于E型轧制孔的腿尖处孔型深入量大为诱因的特点，本申请还对E3型轧制孔进行了改进，即在由E2轧辊构成的E2型轧制孔7的腿尖的外侧尖角处也设置有向所述钢轨内侧倾斜的再修复角α，并将所述再修复角α向所述钢轨内侧倾斜的角度控制在2°～5°之间。此时，所述再修复角α的最佳具体度数为以在UF道次轧制时没有充满的情况下，腿尖自由宽展状态腿尖尺寸合格的2°～3°为准。
同时，作为钢轨轧制最后一个道次的UF型轧制孔，本申请在对前述孔进行改进的基础上也相应的作了改进，其改进同U2型轧制孔的改进类似，主要在辊缝B和圆角R的尺寸上。具体的改进为结合构成UF型轧制孔8的UF轧辊包括水平上辊9、水平下辊10和底部立辊6的结构特点，将所述水平上辊9和所述水平下辊10与所述底部立辊6之间的辊缝B1控制在小于轧辊的弹跳值范围内，将所述水平上辊9和所述水平下辊10在辊缝处的圆角尺寸R控制在小于1.5㎜以内。
这样，结合钢轨对称控制孔型结构分为两组的特点，本申请分别对E1与U2为一组以及E2与UF为一组的连轧机组分别同时进行改，以最终达到完美控制成品钢轨底板对称度的要求。
本申请中，在E1与U2一组连轧机组的改进中，E1型轧制孔的收腿设计是避免在U2万能孔型中辊缝处出现耳子，U2孔型对腿尖处的限制作用能有效控制两侧腿的长度变化，使通长方向的对称波动变小；在E2与UF一组连轧机组的改进中，孔型中形成的腿形与成品直接相关，本身压下量小，E2收腿量要求较严，在对称腿长过大的情况下易造成UF腿尖产生耳子。所以要求必须在E1与U2一组使用效果好的情况下再使用，目的是为了进一步优化钢轨对称规格。

Claims (7)

1.一种用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，包括由E1、U2、E2以及UF轧辊构成的至少四个道次的轧制孔，其特征在于：在由E1轧辊构成的E1型轧制孔(1)的腿尖的外侧尖角处设置有向所述钢轨内侧倾斜的修复角a，所述修复角a向所述钢轨内侧倾斜的角度在2°～10°之间。
2.根据权利要求1所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：所述修复角a的具体度数为以在U2型轧制孔(2)中腿尖压下量不会造成严重的耳子的2°～6°为准。
3.根据权利要求1所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：构成U2型轧制孔(2)的U2轧辊包括头部立辊(3)、上水平辊(4)、下水辊(5)和底部立辊(6)，所述上水平辊(4)和所述下水平辊(5)与所述底部立辊(6)之间的辊缝B小于轧辊的弹跳值，所述上水平辊(4)和所述下水平辊(5)在辊缝处的圆角尺寸R小于1.5㎜。
4.根据权利要求3所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：所述修复角a的顶点距尖角处的距离LU＝B+R+1～3㎜。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：在由E2轧辊构成的E2型轧制孔(7)的腿尖的外侧尖角处也设置有向所述钢轨内侧倾斜的再修复角α，所述再修复角α向所述钢轨内侧倾斜的角度在2°～5°之间。
6.根据权利要求5所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：所述再修复角α的具体度数为以在UF道次轧制时没有充满的情况下，腿尖自由宽展状态腿尖尺寸合格的2°～3°为准。
7.根据权利要求6所述的用于提高钢轨轧制对称质量的万能孔型结构，其特征在于：构成UF型轧制孔(8)的UF轧辊包括水平上辊(9)、水平下辊(10)和底部立辊(6)，所述水平上辊(9)和所述水平下辊(10)与所述底部立辊(6)之间的辊缝B1小于轧辊的弹跳值，所述水平上辊(9)和所述水平下辊(10)在辊缝处的圆角尺寸R小于1.5㎜。
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