CN110180889A - 轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧钢工艺技术领域，公开了一种轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺。该轨道轧制生产线包括粗轧机组，粗轧机组包括脱头布置的第一开坯机和第二开坯机，布置在第二开坯机后的精轧机组，精轧机组包括依次布置的至少四架精轧机，以及可选择地布置在第二开坯机与精轧机组之间的切头热锯机。其中，第一开坯机和第二开坯机均设置成能够各自往复轧制，至少四架精轧机中的至少两架精轧机设置成能够连轧轧制。

Description

轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺

技术领域

本发明涉及轧钢工艺技术领域，具体涉及一种轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺。

背景技术

在轧钢工艺技术领域，生产的轨道类产品主要包括：热轧起重机用钢轨、热轧电梯导轨、热轧铁路用钢轨以及热轧轻轨等。

目前国内生产此类轨道产品主要通过以下三种轨道轧制生产线轧制形成：第一种是横列式布置的轨道轧制生产线，即轨道轧制生产线的轧机沿横向布置为至少两排轧制机组的形式，其适于生产上述所有产品，但由于其技术落后、对产品的质量控制较差、作业率低以及劳动强度大，因此目前此种轨道轧制生产线已较少被使用；第二种是从国外引进的1+3式布置的轨道轧制生产线，即一架开坯轧机+三架精轧机布置，或者1+1+3式布置的轨道轧制生产线，即一架开坯轧机+一架开坯轧机+三架精轧机布置，其中三架精轧机为三架或前两架串列式布置，往复轧制，轧机多为进口设备，适用于热轧铁路用钢轨和热轧起重机用钢轨，轧制成本高；第三种是全连轧布置的轨道轧制生产线，其只适用于对称轧制法(也称H型轧制)的电梯导轨，这种轧制方式一次轧制出两支头部连接在一起的电梯导轨，在精整工序需要配置切分精整线，再将两支头部并联的电梯导轨切分开，生产工序长、切分损耗高且投资高。

上述三种轨道轧制生产线可以囊括现有轨道类产品的生产，对于轻轨和电梯导轨类产品的生产，主要以上述第一种横列式布置的轨道轧制生产线完成，然而鉴于上述原因，该轨道轧制生产线已经难以适应轻轨和电梯导轨类产品的生产；而对于上述第二种从国外引进的布置模式的轨道轧制生产线来说，其仅适用于铁路用钢轨和起重机用钢轨类产品的生产，而并不适用于轻轨和电梯导轨类产品的生产；而对于上述第三种全连轧布置的轨道轧制生产线，对于轻轨和电梯导轨类产品的生产来说，显然生产效率较低，且生产成本较高。

针对现有技术的不足之处，本领域的技术人员希望提出一种能够提高轻轨和电梯导轨类产品的生产质量及生产效率的轨道轧制生产线。

发明内容

为了提高轻轨和电梯导轨类产品的生产质量及生产效率，本发明提出了一种轨道轧制生产线和应用其的轨道轧制工艺。

根据本发明的轨道轧制生产线，包括：粗轧机组，粗轧机组包括脱头布置的第一开坯机和第二开坯机，布置在第二开坯机后的精轧机组，精轧机组包括依次布置的至少四架精轧机，以及可选择地布置在第二开坯机与精轧机组之间的切头热锯机。其中，第一开坯机和第二开坯机均设置成能够各自往复轧制，至少四架精轧机中的至少两架精轧机设置成能够连轧轧制。

进一步地，至少四架精轧机包括万能二辊可转换轧机和二辊轧机。

进一步地，至少四架精轧机在远离第二开坯机的方向上分别依次布置，其中，至少位于第一位和最后一位的精轧机为万能二辊可转换轧机，位于第一位和最后一位之间的精轧机中的至少一个为二辊轧机。

进一步地，精轧机组包括依次布置的七架精轧机，七架精轧机在远离第二开坯机的方向上分别以第一位、第二位、第三位、第四位、第五位、第六位和第七位依次进行布置，其中，位于第一位、第二位、第四位、第五位和第七位的精轧机为万能二辊可转换轧机，位于第三位和第六位的精轧机为二辊轧机。

进一步地，各精轧机均为万能二辊可转换轧机。

进一步地，粗轧机组还包括与第一开坯机的入口辊道相连的第一延伸辊道；与第一开坯机的出口辊道相连的第二延伸辊道；一端与第二开坯机的入口辊道相连、另一端与第二延伸辊道相连的第三延伸辊道；以及与第二开坯机的出口辊道相连的第四延伸辊道，其中，第二延伸辊道与第三延伸辊道连接的等效长度大于轧件的长度，第四延伸辊道的长度大于轧件的长度。

进一步地，第一开坯机和第二开坯机均为二辊可逆轧机或二辊三辊可转换轧机。

进一步地，轨道轧制生产线还包括设置在第一开坯机上的用于检测轧件经第一开坯机轧制道次的第一检测元件，和设置在第二延伸辊道上的开关装置，其中第一检测元件与开关装置联锁，以使得当第一检测元件检测到预设的道次时，开关装置开启，而当第一检测元件未检测到预设的道次时，开关装置关闭。

本发明还提出了一种应用上述轨道轧制生产线生产轨道产品的轨道轧制工艺，包括以下步骤：步骤一，使钢坯在第一开坯机内往复轧制，以将钢坯轧制成具有所需轧件断面的一级钢坯；步骤二，使一级钢坯在第二开坯机内往复轧制，以将一级钢坯轧制成具有所需中间断面的二级钢坯；步骤三，可选择地使二级钢坯经过切头热锯机，以选择性地对二级钢坯进行切头处理；步骤四，使经过步骤二处理的二级钢坯或经过步骤三处理的二级钢坯进入精轧机组进行连轧，以获得所需的轨道产品。

进一步地，在步骤四中，精轧机组中至少相邻的两架精轧机同时开启并形成连轧。

与现有技术相比，本发明的轨道轧制生产线具有以下优点：

1)通过采用粗轧机组，其中的第一开坯机和第二开坯机脱头布置且均能够往复轧制，不仅使得粗轧的轧制过程更灵活，还使得经过粗轧机组轧制的钢坯能够形成更准确的中间断面，为精轧机能够轧出最终合格成品断面提供保障；

2)通过采用至少四架精轧机，其中至少两架精轧机设置成能够连轧轧制的方式，对于轻轨和电梯导轨的生产来说，填补了现有技术中轻轨无连轧工艺的空白，提高了轧制速度和生产效率；

3)通过具体设定粗轧机组和精轧机组中不同的轧机的种类的组合和相应的架数，可实现对不同种类的轨道产品的生产，使得本发明的轨道轧制生产线能够适应不同轨道产品的轧制；

4)本发明的轨道轧制生产线可以实现轻轨和电梯导轨的半连轧生产、高自动化生产以及终轧长度大于72m的多倍尺生产，同时还能够提高产品质量和产品成材率，降低吨钢产品能耗和工人劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本发明的轨道轧制生产线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1为根据本发明的轨道轧制生产线100的结构示意图。该轨道轧制生产线100包括：粗轧机组1，粗轧机组1包括脱头布置的第一开坯机11和第二开坯机12；布置在第二开坯机12后的精轧机组3，精轧机组3包括依次布置的至少四架精轧机；以及可选择地布置在第二开坯机12与精轧机组3之间的切头热锯机2。其中，第一开坯机11和第二开坯机12均设置成能够各自往复轧制，至少四架精轧机中的至少两架精轧机设置成能够连轧轧制。

本发明的轨道轧制生产线100在工作时，轧件首先经过粗轧机组1进行粗轧，即依次经过第一开坯机11进行第一次往复轧制，经过第二开坯机12进行第二次往复轧制，其中第一开坯机11与第二开坯机12脱头布置，使得轧件能够在第一开坯机11内和第二开坯机12内的轧制过程相互独立、互不影响，即第一开坯机11和第二开坯机12不存在对同一轧件在同一时间内的连轧关系，该轧制手段灵活，尤其适用于断面比较复杂的特殊型轨道产品的轧制(例如轻轨、电梯导轨产品)；随后经第二开坯机12轧制后的轧件可选择地经切头热锯机2进行切头，即在轧件进入精轧机组3之前，对轧件的头部形状的不规则情况进行处理，以使轧件的形状满足进入精轧机组3的条件，例如对经第二开坯机12后的轧件劈头进行切除，从而改善轧件在进入精轧机组3后与精轧机的咬入条件，这不仅能够有效避免事故的发生，还可有效避免对后续的精轧机的损坏，当然，若经第二开坯机12后的轧件完全符合直接进入后续精轧机的条件，则可无需经切头热锯机2进行处理；最后轧件进入精轧机组3中被轧制成成品断面，精轧机组3包括依次布置的至少四架精轧机，通过对精轧机的数量以及具体类型的选择，可实现对不同的轨道产品的轧制生产，由于各精轧机中至少两架精轧机设置成能够连轧轧制使得同一根轧件能够在同一时间内同时被至少两架精轧机进行轧制，该设置不仅可以提高轧件的轧制品质，还可提高轧制速度从而有利于提高轨道的生产效率。

值得注意的是，本发明的轨道轧制生产线100通过上述设置，尤其是采用至少四架精轧机，其中至少两架精轧机设置成能够连轧轧制的方式，对于轻轨的生产来说，填补了现有技术中轻轨无连轧工艺的空白。

优选地，可选择对各精轧机均设置成能够连轧轧制，以使本发明的轨道轧制生产线100能够根据实际生产需要来轧制所需的轨道产品，以适应不同的类型和质量等级的轨道产品的生产。

根据本发明的轨道轧制生产线100，如图1所示，至少四架精轧机可包括万能二辊可转换轧机31和二辊轧机32。万能二辊可转换轧机31可适应多种轨道种类的轧制，二辊轧机32的电机功率小，通过选择不同类型的精轧机的组合可使精轧机组3适应不同的轨道产品的生产以提高轨道轧制生产线100的适应性，同时精轧机组3的二辊轧机32的电机功率小则更节能，提高了本发明的轨道轧制生产线100的经济性。

在一个优选的实施例中，至少四架精轧机可在远离第二开坯机12的方向上分别依次进行设置，其中，至少位于第一位和最后一位的精轧机为万能二辊可转换轧机31，位于第一位和最后一位之间的精轧机中的至少一个为二辊轧机32。由于万能二辊可转换轧机31可实现对轧件在水平方向和竖直方向上的同时轧制，而二辊轧机32可对轧件进行水平方向上的轧制，因此通过上述设置可使轧件在进入精轧机组3后首先能够得到在水平和竖直方向的同时轧制，随后可在后续轧制中适当对其进行水平方向上进行轧制，并且在轧件运动出精轧机组3前再一次进行水平方向和竖直方向上的同时轧制，经过这样的轧制过程，一方面可提高轧制效率，另一方面可以达到良好的轨道产品质量。

在如图1所示的优选的实施例中，精轧机组3可包括依次布置的七架精轧机，七架精轧机可在远离第二开坯机12的方向上分别以第一位、第二位、第三位、第四位、第五位、第六位和第七位依次进行设置。其中，位于第一位、第二位、第四位、第五位和第七位的精轧机为万能二辊可转换轧机31，位于第三位和第六位的精轧机为二辊轧机32。通过该设置，轧件在进入精轧机组3时能够首先进行在水平和竖直方向上的连轧，然后进行水平方向上的轧制后再进行在水平和竖直方向上的连轧，随后再次进行水平方向上的轧制后进行在水平和竖直方向的同时轧制，该设置尤其适用于轻轨和电梯导轨产品的生产，有利于提高产品的质量和产品的成材率。

根据本发明的轨道轧制生产线100，精轧机组3中的各精轧机也可均为万能轧机，或均为万能二辊可转换轧机31。当各精轧机均选择为万能二辊可转换轧机31时，精轧机的二辊和万能模式可以根据产品要求随意转换，生产组织灵活，不但可以适应轨道类复杂断面产品的生产，还可以适应于简单断面产品的生产(如H型钢、角钢、槽钢等产品)。

优选地，不同的精轧机的架数和具体的类型的选择可用于生产不同的轨道产品，例如在轧制生产轻轨和电梯导轨产品时，可选用2～5架万能二辊可转换轧机31和1～2架二辊轧机32；在生产轧制H型钢产品时，可选用5架万能二辊可转换轧机31和2架二辊轧机32；在生产轧制鱼尾板、角钢和槽钢产品时，可选用1～3架二辊轧机32。

还优选地，如果轨道产品的断面形状简单，则可将精轧机组3中全部调整为二辊轧机32或者大多数调整为二辊轧机32，由于二辊轧机32相对于万能二辊可转换轧机31以及万能轧机而言更节省电力，因此使用二辊轧机32更节能，较多数量的二辊轧机32与较少数量的万能二辊可转换轧机31的配合使用完全可以满足此类轨道产品的生产；而如果轨道产品的截面形状较为复杂，则可将精轧机组3中均调整为万能二辊可转换轧机31或者大多数为万能二辊可转换轧机31。

根据本发明，如图1所示，粗轧机组3还可包括与第一开坯机11的入口辊道112相连的第一延伸辊道111；与第一开坯机11的出口辊道114相连的第二延伸辊道115；一端与第二开坯机12的入口辊道122相连、另一端与第二延伸辊道115相连的第三延伸辊道121；以及与第二开坯机12的出口辊道124相连的第四延伸辊道125。其中，第二延伸辊道115与第三延伸辊道121连接的等效长度大于轧件的长度。通过该设置，使得第一开坯机11与第二开坯机12之间能够形成脱头布置，即轧件需要在第一开坯机11内完全完成轧制后才能进入第二开坯机12内，从而使得第一开坯机11与第二开坯机12能够独立工作并形成更好的配合关系，以使粗轧机组1的轧制过程更灵活，便于断面比较复杂的特殊型钢(如轻轨、电梯导轨)的轧制。

值得注意的是，由于第二延伸辊道115与第三延伸辊道121在连接时通常呈搭接状，因此这里所说的“等效长度”指的是第二延伸辊道115与第三延伸辊道121连接后最左端到最右端的距离，即如图1所示的长度A。

优选地，可将第四延伸辊道125的长度设置为大于轧件的长度。通过该设置使得轧件完全经第二开坯机12的轧制后才会进入后续的切头工序或直接进入精轧机组3，从而避免了轧件同时位于第二开坯机12和切头热锯机2内，或同时位于第二开坯机12和精轧机组3内。

根据本发明的轨道轧制生产线100，第一开坯机11和第二开坯机12均可为二辊可逆轧机或二辊三辊可转换轧机，其具体的类型可根据所需生产的不同的轨道产品的大纲范围来确定。选用二辊轧机可以提高生产自动化程度，选用二辊三辊可转换轧机可以根据生产要求随意转换，孔型配置相对容易、轧辊重车量小，生产组织灵活。

优选地，粗轧机组1的第一开坯机11、第二开坯机12可采用换辊小车自动换辊，具体地，在第一开坯机11和第二开坯机12的机架上的轧辊入口或者轧辊出口位置可设置导卫装置，用于辅助轧件按既定的方向和状态准确稳定地进入和导出孔型。换辊小车可将旧有辊组连同轴承座及导卫装置直接从轧机中换出，辊组横移，将旧有辊组移出，同时将新辊组移入，然后换辊小车反向动作，将新的辊组推入轧机，完成整个换辊操作。

而对于精轧机组3中的轧机换辊可采用整机架更换的方式进行换辊，值得注意的是，这里所说的“整机架”指的是轧辊和连接轧辊的部件所组成的部分，并不是固定在地面且囊括整个轧件轧制的操作空间的机架部分。通过换辊小车将旧有机架换出是指通过设置在主轧跨或轧辊间的吊车进行新旧机架的更换。也可以采用换辊小车自动换辊。

根据本发明的轨道轧制生产线100，轨道轧制生产线100还可包括设置在第一开坯机11上的用于检测轧件经第一开坯机11轧制道次的第一检测元件(图中未示出)，和设置在第二延伸辊道115上的开关装置(图中未示出)，其中第一检测元件与开关装置联锁，以使得当第一检测元件检测到预设的道次时，开关装置开启，而当第一检测元件未检测到预设的道次时，开关装置关闭。为防止经第一开坯机11轧制的轧件未达到预设的轧制道次，影响后续轧制精度，设置位于第二延伸辊道115上的开关装置仅在第一开坯机11轧制道次到达预设值后才开启。通过该设置可使得第一开坯机11的轧制道次得到准确控制，从而保障轧件后续轧制过程能够更顺利地进行以获得更高质量的轨道产品。

此外，本发明还提出了一种应用上述轨道轧制生产线100生产轨道产品的轨道轧制工艺，该轨道轧制工艺包括以下步骤：步骤一，使钢坯在第一开坯机11内往复轧制，以将钢坯轧制成具有所需轧件断面(例如，具有帽型、梯型或轨型等异型形状的轧件断面)的一级钢坯；步骤二，使一级钢坯在第二开坯机12内往复轧制，以将一级钢坯轧制成具有所需中间断面(与成品断面形状近似的断面)的二级钢坯；步骤三，可选择地使二级钢坯经过切头热锯机2，以选择性地对二级钢坯进行切头处理；步骤四，使经过步骤二处理的二级钢坯或经过步骤三处理的二级钢坯进入精轧机组3进行连轧，以获得所需的轨道产品。

优选地，在步骤四中，精轧机组3中至少两架精轧机同时开启并形成连轧。

下面结合图1所示的轨道轧制生产线100的具体结来阐述上述轧制工艺的流程。

首先，钢坯依次经过第一延伸辊道111、第一开坯机11的入口辊道112进入第一开坯机11(本实施例中第一开坯轧机选用二辊可逆轧机)中往复轧制，直至第一开坯机11上设置的第一检测元件检测到轧件轧制到预设的道次，此时设置在第二延伸辊道115上的开关装置打开，轧件依次经过第三延伸辊道121、第二开坯机的入口辊道122进入第二开坯机12中往复轧制，经过第二开坯机12(本实施例中第二开坯机选用二辊可逆轧机)轧制的轧件依次经过第二开坯机的出口辊道124、第四延伸辊道125后进入切头热锯机2，当经过粗轧机组1轧制后的轧件出现异形断面时，可控制切头热锯机2切除异形断面，随后进入精轧机组3，若经过粗轧机组1轧制后的轧件未出现不合格头部断面时，可控制切头热锯机2不工作，或控制该轧件不经过切头热锯机2并直接进入精轧机组3。由于精轧机组3为连轧设置，轧件可同时在精轧机组3的数台轧机中同时受到连续轧制，在本实施例中，精轧机组3设置为七架精轧机，按照轧制方向依次为万能二辊可转换轧机31、万能二辊可转换轧机31、二辊轧机32、万能二辊可转换轧机31、万能二辊可转换轧机31、二辊轧机32、万能二辊可转换轧机31，经过精轧机组3连续轧制的轧件最终形成所需的轨道产品并通过辊道送至所需工位。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种轨道轧制生产线，其特征在于，包括：

粗轧机组，所述粗轧机组包括脱头布置的第一开坯机和第二开坯机，

布置在所述第二开坯机后的精轧机组，所述精轧机组包括依次布置的至少四架精轧机，以及

可选择地布置在所述第二开坯机与所述精轧机组之间的切头热锯机，

其中，所述第一开坯机和所述第二开坯机均设置成能够各自往复轧制，所述至少四架精轧机中的至少两架精轧机设置成能够连轧轧制。

2.根据权利要求1所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述至少四架精轧机包括万能二辊可转换轧机和二辊轧机。

3.根据权利要求2所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述至少四架精轧机在远离所述第二开坯机的方向上分别依次布置，其中，至少位于第一位和最后一位的精轧机为万能二辊可转换轧机，位于第一位和最后一位之间的精轧机中的至少一个为二辊轧机。

4.根据权利要求3所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述精轧机组包括依次布置的七架精轧机，所述七架精轧机在远离所述第二开坯机的方向上分别以第一位、第二位、第三位、第四位、第五位、第六位和第七位依次进行布置，其中，位于所述第一位、第二位、第四位、第五位和第七位的精轧机为万能二辊可转换轧机，位于所述第三位和所述第六位的精轧机为二辊轧机。

5.根据权利要求1所述的轨道轧制生产线，其特征在于，各所述精轧机均为万能二辊可转换轧机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述粗轧机组还包括与所述第一开坯机的入口辊道相连的第一延伸辊道；与所述第一开坯机的出口辊道相连的第二延伸辊道；一端与所述第二开坯机的入口辊道相连、另一端与所述第二延伸辊道相连的第三延伸辊道；以及与所述第二开坯机的出口辊道相连的第四延伸辊道，其中，所述第二延伸辊道与所述第三延伸辊道连接的等效长度大于轧件的长度，所述第四延伸辊道的长度大于轧件的长度。

7.根据权利要求6所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述第一开坯机和所述第二开坯机均为二辊可逆轧机或二辊三辊可转换轧机。

8.根据权利要求6所述的轨道轧制生产线，其特征在于，所述轨道轧制生产线还包括设置在所述第一开坯机上的用于检测轧件经所述第一开坯机轧制道次的第一检测元件，和设置在所述第二延伸辊道上的开关装置，其中所述第一检测元件与所述开关装置联锁，以使得当所述第一检测元件检测到预设的道次时，所述开关装置开启，而当所述第一检测元件未检测到预设的道次时，所述开关装置关闭。

9.一种应用根据权利要求1至8中任一项所述的轨道轧制生产线生产轨道产品的轨道轧制工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，使钢坯在所述第一开坯机内往复轧制，以将所述钢坯轧制成具有所需轧件断面的一级钢坯；

步骤二，使所述一级钢坯在所述第二开坯机内往复轧制，以将所述一级钢坯轧制成具有所需中间断面的二级钢坯；

步骤三，可选择地使所述二级钢坯经过所述切头热锯机，以选择性地对所述二级钢坯进行切头处理；

步骤四，使经过步骤二处理的二级钢坯或经过步骤三处理的二级钢坯进入精轧机组进行连轧，以获得所需的轨道产品。

10.根据权利要求9所述的轨道轧制工艺，其特征在于，在所述步骤四中，所述精轧机组中至少两架所述精轧机同时开启并形成连轧。