CN111468911A - 一种钢轨精整方法和生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢轨精整方法和生产线，其中，钢轨精整方法包括：步骤1)在进入冷床之前对长尺钢轨进行反向弯曲；步骤2)长尺钢轨进入冷床进行冷却；步骤3)长尺钢轨进入矫直设备进行矫直；步骤4)对长尺钢轨进行编组；步骤5)将长尺钢轨切断为成品定尺长度；步骤6)对短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰钻/冲孔；步骤7)使用自动设备将短尺钢轨码垛；步骤8)使用自动设备将短尺钢轨打捆、收集。钢轨精整生产线包括冷床，所述冷床对长尺钢轨进行冷却，所述冷床的入口位置设置有预弯设备，对长尺钢轨进行反向弯曲。根据本发明提供的技术方案，可以制得外形质量好的轻轨产品，并且精整效率高，成材率高，生产过程安全。

Description

一种钢轨精整方法和生产线

技术领域

本发明属于钢轨制造技术领域，具体涉及一种钢轨精整方法，和一种钢轨精整生产线。

背景技术

轻轨产品指国标GB/T 11264中提及到的产品热轧轻轨，目前，国内轻轨精整工艺通常为：

热轧件(长度小于50米)—热锯锯切为热定尺(热定尺长度为产品交货长度+冷缩长度+端部加工余量)—定尺冷床冷却—定尺矫直—缓冲台架—轨端铣面—腰部钻/冲孔—人工码垛—人工打捆。

具体步骤为：

1)热轧后的轧件无论长短均按照成品交货长度切成热定尺，热定尺长度为：产品交货长度+冷缩长度+端部加工余量，最长热定尺不大于12.5米；

2)锯切成热定尺长度的轧件送往冷床冷却，冷床上的轧件为短尺；

3)轧件在冷床上由热轧状态直接冷却，没有预弯工艺；

4)定尺矫直；

5)轻轨端部铣、腰部钻/冲不在同一个加工工位，先由铣床铣轻轨两个端部之后再由冲床对轻轨腰部钻/冲孔；

6)人工码垛；

7)人工打捆。

国内目前的轻轨精整工艺相对落后，短定尺的冷却和矫直工艺严重影响轻轨的弯曲度、扭转以及端部形状等外形质量，双工位布置的铣面和腰部冲钻/冲使得精整效率降低，人工码垛和人工打捆作业不仅占用大量人工，还是工伤事故高发区，落后的人工操作与现代化工厂格格不入。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种钢轨精整方法和生产线，以改善现有轻轨精整工艺中存在的质量差、效率低、生产事故多发的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种钢轨精整方法，包括如下步骤：

步骤1)在进入冷床之前对长尺钢轨进行反向弯曲；

步骤2)长尺钢轨进入冷床进行冷却；

步骤3)长尺钢轨进入矫直设备进行矫直；

步骤4)对长尺钢轨进行编组；

步骤5)将长尺钢轨切断为成品定尺长度；

步骤6)对短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰钻/冲孔；

步骤7)使用自动设备将短尺钢轨码垛；

步骤8)使用自动设备将短尺钢轨打捆、收集。

可选地，所述步骤1)中，所述钢轨的长度为成品定尺长度的倍数，长度＞50m；所述钢轨进行反向弯曲呈弧形或梯形，最大弦高≤2.8m。

可选地，所述步骤2)中，所述钢轨在所述冷床上进行自然冷却、和/或强制风冷却、和/或水雾冷却。

可选地，所述步骤4)中，已经编组的钢轨在输送至切断工位之前进行缓存。

可选地，所述步骤5)中，所述切断的方式为锯切或剪切，切断之后的所述钢轨的长度预留出进行轨端铣面的加工余量。

可选地，所述步骤5)之后对所述钢轨进行品质检查，剔除不合格品。

可选地，所述步骤6)中，在所述钢轨的两端分别布置铣钻工位，所述钢轨的两端在不同铣钻工位进行轨端铣面，两个所述铣钻工位之间至少留有一支钢轨的缓存位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种钢轨精整生产线，包括冷床，所述冷床对长尺钢轨进行冷却，所述冷床的入口位置设置有预弯设备，对长尺钢轨进行反向弯曲。

可选地，所述预弯设备包括若干台预弯小车，所述预弯小车上设置有固定靴，所述钢轨进入到所述固定靴中，所述预弯小车在相同的时间内行走不同的行程，把穿在所述固定靴里的钢轨弯曲成设定好的形状。

可选地，所述冷床上设置强制风冷却装置和/或水雾冷却装置。

可选地，所述钢轨精整生产线还包括依据上下游关系设置的：矫直设备、编组设备、定尺锯、铣钻设备、码垛设备、打捆设备、收集台架；

所述矫直设备对冷却后的长尺钢轨进行矫直；

所述编组设备对矫直后的长尺钢轨进行若干支编组；

所述定尺锯将编组后的长尺钢轨切断为成品定尺长度；

所述铣钻设备对切断后的短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰制孔；

所述码垛设备对铣钻后的短尺钢轨进行码垛；

所述打捆设备将码垛后的短尺钢轨打捆；

所述收集台架放置打捆后的短尺钢轨。

可选地，所述矫直设备设置两台以上，分别对应不同规格的钢轨进行矫直。

可选地，所述定尺锯包括滑座式金属锯。

可选地，所述铣钻设备包括铣钻台架和至少两组铣钻机，所述铣钻机分别布置在铣钻台架两侧，并位于待铣钻钢轨的两端。

可选地，所述钢轨精整生产线还包括检查台架，所述检查台架设置在所述定尺锯的下游，切断后的钢轨放置在所述检查台架上进行品质检查。

可选地，还包括剔除台架，所述剔除台架设置在所述检查台架的下游，放置被剔除的不合格钢轨。

可选地，还包括成品称重设备，所述成品称重设备设置在所述打捆设备的下游，对打捆后的钢轨进行称重。

由上述技术方案可知，本发明提供的钢轨精整方法和生产线，具有以下优点：

本发明可以实现轻轨精整自动化生产、轧件长度大于50米的多倍尺生产，与现有技术相比成材率可提高3％，综合作业率可提高5％，吨钢电耗可降低5％，人员缩减可达25％，综合效益远高于行业平均水平，对于加快钢铁行业细分领域新旧动能转换具有积极意义。

附图说明

图1为本发明实施例的钢轨精整方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的钢轨精整生产线的结构示意图；

图3为本发明实施例的钢轨预弯过程示意图；

图4为本发明实施例的钢轨截面图；

图5为本发明实施例的钢轨预弯形状示意图；

图6为本发明实施例的钢轨预弯形状示意图。

附图标记说明：1、冷床；2、矫直设备；3、编组台架；4、定尺锯；5、检查台架；6、铣钻台架；7、剔除台架；8、码垛设备；9、打捆设备；10、收集台架；11、钢轨；11-1、轨头；11-2、轨底；12、预弯小车。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种钢轨精整方法和钢轨精整生产线做进一步详细的描述。

实施例1

如图1所示，为本发明实施例1的一种钢轨精整方法，主要用于轻轨精整，至少包括如下步骤：

步骤1)在进入冷床之前对长尺钢轨进行反向弯曲；

步骤2)长尺钢轨进入冷床进行冷却；

步骤3)长尺钢轨进入矫直设备进行矫直；

步骤4)对长尺钢轨进行编组；

步骤5)将长尺钢轨切断为成品定尺长度；

步骤6)对短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰钻/冲孔；

步骤7)使用自动设备将短尺钢轨码垛；

步骤8)使用自动设备将短尺钢轨打捆、收集。

经过上述步骤，可以制得外形质量好的轻轨产品，并且精整效率高，成材率高，生产过程安全。

上述步骤的详细说明如下：

步骤1)中，钢轨的长度为成品定尺长度的倍数，长度＞50m；成品定尺长度是指轻轨交货状态长度，该倍数可以是整数倍数，为了留出加工余量，也可以是小数倍数，例如5.2倍、5.4倍等。

由热轧线运输过来的合格热轧轻轨产品经必要的切头或切尾、取样的工序，以长尺热轧件状态进入冷床冷却。由于轻轨产品为不对称断面，如图4所示，在冷却过程中由于头部和底部的冷却速度不同，由热轧运输过来的平直热轧件，在冷却过程中会向头部发生弯曲。这种弯曲的轧件从冷床下料运输困难，同时进矫直设备矫直时咬入困难、矫直后的残余应力大，基于上述原因，为了方便从冷床下料运输，同时为了减少轻轨在冷却过程中的弯曲和矫直后的残余应力，所以在冷床入口对热状态下的轧件提前反向弯曲，待轧件冷却后以达到接近平直的效果，为长尺矫直工艺做准备。经过预弯的轧件在冷床上边前进边冷却，在到达冷床的出口达到矫直温度要求。

如图5、图6所示，钢轨进行反向弯曲呈弧形或梯形，最大弦高≤2.8m。

反向弯曲是指从轨头11-1向轨底11-2弯曲。反向弯曲参数与轧件上冷床的初始温度、轧件材质和外形有关，对于轻轨而言最大弦高一般不超2.8m。如图3所示，轻轨预弯操作由带靴子形状的预弯小车实现。预弯小车端部根据轻轨外形尺寸设计成靴子形状，轧件在预弯之前先进入到靴形小车中，实现轻轨穿靴。每个预弯小车根据设定的预弯参数，在相同的时间内行走不同的行程，把穿在靴子形状里的轻轨弯成设定好形状。

步骤2)中，冷床的具体结构可以参考现有技术，例如设置有静齿板和动齿板的冷床。钢轨在冷床上可以进行自然冷却、也可以进行强制风冷却、或水雾冷却。还可以综合几种冷却方式同时进行冷却，根据需要在冷床的适当位置增加强制风冷或水雾冷却等其它冷却方式，以增加冷床的冷却效果。

步骤3)中，长尺轻轨经在线布置的辊式矫直设备矫直，以满足产品平直度的要求。矫直设备前配置对中装置和可选择配置的升降辊道，以方便咬入轻轨。相比短尺矫直工艺，长尺矫直工艺可以显著提高产品的综合成材率。

根据生产轻轨的规格范围(截面尺寸不同)，可选择两台或多于两台的矫直设备分别矫直不同规格范围的轻轨产品，以提高矫直的产品质量。与热轧重轨矫直不同，轻轨进入矫直时不翻钢，以水平方式进入矫直设备，只用水平矫直设备，不需要立辊矫直设备。

步骤4)中，矫直后的单支轻轨轧件经过编组设备将轧件编成排，排宽由切断设备的能力决定，优选地，已经编组的钢轨在输送至切断工位之前可以进行缓存。

轻轨编组设备由入口编组小车、出口运输小车和固定台架组成。入口编组小车负责将矫直后运来的单支轻轨根据锯切要求编组成排，出口运输小车将成排轻轨运输至编组输出辊道，最终运输至定尺锯切区。为了协调匹配矫直与切断的生产节奏，轻轨编组设备还具备轧件排缓冲功能，即在出口运输小车的运行区间内，可以将入口编组小车编成的成排轻轨暂放在固定台架上缓存，用于调节上下游工序生产节奏。鉴于轻轨断面特殊性，轻轨编组时不同于重轨，依旧不翻钢，采用水平状态编组。

步骤5)中，成排的轻轨根据客户订单要求，切断为成品定尺长度；切断的方式为锯切(通过锯床实施)或剪切(通过冲床实施)，切断之后的钢轨的长度预留出进行轨端铣面的加工余量。

以锯切为例，切断设备根据产能情况，通常布置有定尺机、固定锯和移动锯，用于满足不同长度的定尺要求。轻轨定尺锯切与重轨不同，轧件水平成排、冷锯机选用滑座式金属锯。

优选地，步骤5)之后对钢轨进行品质检查，剔除不合格品，例如弯曲度过大、扭转度过大等形状不符合要求的产品。具体地，在铣钻台架的前半部分可以增加轻轨翻钢检查工序，将成排轧件分开后，翻钢检查，合格的轻轨产品继续运往下一工序，不合格的产品可以由辊道送往剔除台架，下线处理。

步骤6)中，锯切后的轻轨经在线检查后进入在线铣钻工艺，对短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰钻/冲孔，钢轨的端面经过铣加工可以形成平整的面，钢轨在靠近端部的腰部设置有两个连接孔，可以用钻的方法制成，也可以用冲压的方法制成。

由于轻轨的两端均需要进行加工，优选地，由布置在轻轨铣钻台架金属线两侧的铣钻床完成轻轨铣钻工序。具体地，在轻轨铣钻台架两端分别布置一套轻轨铣钻设备床，通过对齐辊道将轻轨运输至铣钻位置，轻轨两端在两个不同的铣钻工位完成铣钻。轻轨产品可在一个工位在线完成轻轨一端铣钻工序，在另个一工位完成另一端的铣钻工序；两个铣钻工位之间至少留有一支钢轨的缓存位置，以调节生产节奏。

经过轨端铣面的轻轨，长度即为成品定尺长度。

步骤7)中，在完成铣钻工序之后，需要将合格的单支轻轨产品码垛成捆，自动码垛工艺是实现轻轨精整全线自动化的重要步骤，可以使用现有技术中的自动码垛设备进行，例如：“专利名称：一种用于码放钢轨的码垛设备以及一种钢轨码垛方法，专利号：201410826150.8”中所公开的码垛设备。

根据轻轨外形特点设计的自动码垛设备，可以将单根的轻轨产品码放成层、成跺，完成自动码垛工序，以减少人工成本，实现轻轨精整线自动化。

步骤8)中，码垛之后的轻轨产品经运输至打捆工位，自动打捆后的成品轻轨由布置在生产线末端的收集台架收集，车间吊车吊运下线，得到最终发往下游用户的产品，入库存放。

在该区域某一位置可根据需要设置成品称重工位，例如打捆工位的下游，进行在线称重，统计成品重量。

本实施例中的钢轨精整方法，可以实现轻轨精整自动化生产、轧件长度大于50米的多倍尺生产，与现有技术相比成材率可提高3％，综合作业率可提高5％，吨钢电耗可降低5％，人员缩减可达25％，综合效益远高于行业平均水平，对于加快钢铁行业细分领域新旧动能转换具有积极意义。

实施例2

如图2所示，为本发明实施例2的一种钢轨精整生产线，包括冷床1，冷床1对长尺钢轨进行冷却，冷床1的入口位置设置有预弯设备，对长尺钢轨进行反向弯曲。

冷床1的具体结构可以参考现有技术，例如设置有静齿板和动齿板的冷床。

预弯设备包括若干台预弯小车12，预弯小车12上设置有固定靴，钢轨11进入到固定靴中，预弯小车12在相同的时间内行走不同的行程，把穿在固定靴里的钢轨弯曲成设定好的形状。如图5、图6所示，钢轨进行反向弯曲呈弧形或梯形，最大弦高≤2.8m。反向弯曲是指从轨头11-1向轨底11-2弯曲。

固定靴设置在预弯小车12端部，根据轻轨外形尺寸设计，能够卡住轻轨。

冷床1上设置强制风冷却装置和/或水雾冷却装置。钢轨在冷床1上可以进行自然冷却、也可以进行强制风冷却、或水雾冷却。还可以综合几种冷却方式同时进行冷却，根据需要在冷床的适当位置增加强制风冷或水雾冷却等其它冷却方式，以增加冷床的冷却效果。

如图2所示，钢轨精整生产线还包括依据上下游关系设置的：矫直设备2、编组设备、定尺锯4、铣钻设备、码垛设备8、打捆设备9、收集台架10；

矫直设备2对冷却后的长尺钢轨进行矫直；

编组设备对矫直后的长尺钢轨进行若干支编组；

定尺锯4将编组后的长尺钢轨切断为成品定尺长度；

铣钻设备对切断后的短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰制孔；

码垛设备8对铣钻后的短尺钢轨进行码垛；

打捆设备9将码垛后的短尺钢轨打捆；

收集台架10放置打捆后的短尺钢轨。

矫直设备2前配置对中装置和可选择配置的升降辊道，以方便咬入轻轨。相比短尺矫直工艺，长尺矫直工艺可以显著提高产品的综合成材率。

根据生产轻轨的规格范围(截面尺寸不同)，可选择两台或多于两台的矫直设备2分别矫直不同规格范围的轻轨产品，以提高矫直的产品质量。与热轧重轨矫直不同，轻轨进入矫直时不翻钢，以水平方式进入矫直设备，只用水平矫直设备，不需要立辊矫直设备。

编组设备由入口编组小车、出口运输小车和编组台架3组成。入口编组小车负责将矫直后运来的单支轻轨根据锯切要求编组成排，出口运输小车将成排轻轨运输至编组输出辊道，最终运输至定尺锯切区。为了协调匹配矫直与切断的生产节奏，编组设备还具备轧件排缓冲功能，即在出口运输小车的运行区间内，可以将入口编组小车编成的成排轻轨暂放在编组台架3上缓存，用于调节上下游工序生产节奏。鉴于轻轨断面特殊性，轻轨编组时不同于重轨，依旧不翻钢，采用水平状态编组。

定尺锯4根据产能情况，通常布置有定尺机、固定锯和移动锯，用于满足不同长度的定尺要求。轻轨定尺锯切与重轨不同，轧件水平成排、冷锯机选用滑座式金属锯。

铣钻设备包括铣钻台架6和至少两组铣钻机(图中未示出)，铣钻机可以参考现有技术。铣钻机分别布置在铣钻台架6两侧，并位于待铣钻钢轨的两端。轻轨产品可在一个工位在线完成轻轨一端铣钻工序，在另个一工位完成另一端的铣钻工序；两个铣钻工位之间至少留有一支钢轨的缓存位置，以调节生产节奏。

优选地，钢轨精整生产线还包括检查台架5，检查台架5设置在定尺锯4的下游，切断后的钢轨放置在检查台架5上进行品质检查，剔除不合格品，例如弯曲度过大、扭转度过大等形状不符合要求的产品。具体地，在铣钻台架的前半部分可以增加轻轨翻钢检查工序，将成排轧件分开后，翻钢检查，合格的轻轨产品继续运往下一工序，不合格的产品可以由辊道送往剔除台架7，下线处理。

码垛设备8可以使用现有技术中的自动码垛设备进行。例如：“专利名称：一种用于码放钢轨的码垛设备以及一种钢轨码垛方法，专利号：201410826150.8”中所公开的码垛设备。

钢轨可以采用钢丝绳、夹板进行捆绑，也可以放置在放置架中采用钢丝绳、夹板进行捆绑。打捆设备9可以参考现有技术。

优选地，钢轨精整生产线还包括成品称重设备，成品称重设备设置在打捆设备9的下游，对打捆后的钢轨进行称重。

码垛之后的轻轨产品经运输至打捆工位，自动打捆后的成品轻轨由布置在生产线末端的收集台架10收集，车间吊车吊运下线，得到最终发往下游用户的产品，入库存放。

本实施例中的钢轨精整生产线，可以实现轻轨精整自动化生产、轧件长度大于50米的多倍尺生产，与现有技术相比成材率可提高3％，综合作业率可提高5％，吨钢电耗可降低5％，人员缩减可达25％，综合效益远高于行业平均水平，对于加快钢铁行业细分领域新旧动能转换具有积极意义。

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)

1.一种钢轨精整方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)在进入冷床之前对长尺钢轨进行反向弯曲；

步骤2)长尺钢轨进入冷床进行冷却；

步骤3)长尺钢轨进入矫直设备进行矫直；

步骤4)对长尺钢轨进行编组；

步骤5)将长尺钢轨切断为成品定尺长度；

步骤6)对短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰钻/冲孔；

步骤7)使用自动设备将短尺钢轨码垛；

步骤8)使用自动设备将短尺钢轨打捆、收集。

2.根据权利要求1所述的钢轨精整方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述钢轨的长度为成品定尺长度的倍数，长度＞50m；所述钢轨进行反向弯曲呈弧形或梯形，最大弦高≤2.8m。

3.根据权利要求1所述的钢轨精整方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述钢轨在所述冷床上进行自然冷却、和/或强制风冷却、和/或水雾冷却；

所述步骤4)中，已经编组的钢轨在输送至切断工位之前进行缓存。

4.根据权利要求1所述的钢轨精整方法，其特征在于，所述步骤5)中，所述切断的方式为锯切或剪切，切断之后的所述钢轨的长度预留出进行轨端铣面的加工余量；

所述步骤5)之后对所述钢轨进行品质检查，剔除不合格品。

5.根据权利要求1所述的钢轨精整方法，其特征在于，所述步骤6)中，在所述钢轨的两端分别布置铣钻工位，所述钢轨的两端在不同铣钻工位进行轨端铣面，两个所述铣钻工位之间至少留有一支钢轨的缓存位置。

6.一种钢轨精整生产线，其特征在于，包括冷床，所述冷床对长尺钢轨进行冷却，所述冷床的入口位置设置有预弯设备，对长尺钢轨进行反向弯曲。

7.根据权利要求6所述的钢轨精整生产线，其特征在于，所述预弯设备包括若干台预弯小车，所述预弯小车上设置有固定靴，所述钢轨进入到所述固定靴中，所述预弯小车在相同的时间内行走不同的行程，把穿在所述固定靴里的钢轨弯曲成设定好的形状；

所述冷床上设置强制风冷却装置和/或水雾冷却装置。

8.根据权利要求6所述的钢轨精整生产线，其特征在于，所述钢轨精整生产线还包括依据上下游关系设置的：矫直设备、编组设备、定尺锯、铣钻设备、码垛设备、打捆设备、收集台架；

所述矫直设备对冷却后的长尺钢轨进行矫直；

所述编组设备对矫直后的长尺钢轨进行若干支编组；

所述定尺锯将编组后的长尺钢轨切断为成品定尺长度；

所述铣钻设备对切断后的短尺钢轨进行轨端铣面和轨腰制孔；

所述码垛设备对铣钻后的短尺钢轨进行码垛；

所述打捆设备将码垛后的短尺钢轨打捆；

所述收集台架放置打捆后的短尺钢轨。

9.根据权利要求8所述的钢轨精整生产线，其特征在于，所述矫直设备设置两台以上，分别对应不同规格的钢轨进行矫直；

所述定尺锯包括滑座式金属锯；

所述铣钻设备包括铣钻台架和至少两组铣钻机，所述铣钻机分别布置在铣钻台架两侧，并位于待铣钻钢轨的两端。

10.根据权利要求8所述的钢轨精整生产线，其特征在于，所述钢轨精整生产线还包括检查台架，所述检查台架设置在所述定尺锯的下游，切断后的钢轨放置在所述检查台架上进行品质检查；

还包括剔除台架，所述剔除台架设置在所述检查台架的下游，放置被剔除的不合格钢轨；

还包括成品称重设备，所述成品称重设备设置在所述打捆设备的下游，对打捆后的钢轨进行称重。

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