RU2710410C1 - Method of rolling rails - Google Patents

Method of rolling rails Download PDF

Info

Publication number
RU2710410C1
RU2710410C1 RU2019114014A RU2019114014A RU2710410C1 RU 2710410 C1 RU2710410 C1 RU 2710410C1 RU 2019114014 A RU2019114014 A RU 2019114014A RU 2019114014 A RU2019114014 A RU 2019114014A RU 2710410 C1 RU2710410 C1 RU 2710410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
roll
universal
gauge
profile
rolling
Prior art date
Application number
RU2019114014A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Валерьевич Головатенко
Геннадий Николаевич Юнин
Владимир Викторович Дорофеев
Андрей Владимирович Добрянский
Владимир Александрович Серегин
Дмитрий Эдуардович Первушин
Original Assignee
Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" filed Critical Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК"
Priority to RU2019114014A priority Critical patent/RU2710410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2710410C1 publication Critical patent/RU2710410C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: transportation; technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to rolling of railway rails at rail rolling mills equipped with continuous-reverse set of stands. Method involves production of initial rail billet in duo-reversing stands, its further rolling in continuous-reverse group of stands in three passes, where in the first and second passes formation of the profile is carried out in the following sequence: universal four-roll gauge – auxiliary two-roll gauge – universal four-roll gauge, and in third pass: universal four-high-speed gauge – auxiliary two-roll gauge – finishing universal three-roll gauge, where universal rolls of universal four-roll and final three-roll gauges are made with slopes to vertical of side faces forming internal faces of flanges of profile bottom. Possibility of improvement of straightness, geometry of profile and mechanical is ensured by the fact that in the third pass the profile is further formed with a pre-clean universal four-roll gauge according to the scheme including the following sequence: universal four-roll gauge – two-roll auxiliary – pre-clean four-roll gauge – finishing three-roll gauge, at that, the value of the slopes of side faces of horizontal rolls of universal four-roll gauges, including those of pre-cleaning, is 1.14÷1.30 of slope value of corresponding lateral faces of horizontal rolls of finishing three-roll gauge.
EFFECT: possibility of improving straightness, profile geometry.
1 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам прокатки железнодорожных рельсов, и может быть использовано при изготовлении рельсов с повышенными требованиями по прямолинейности рельсов, геометрии профиля и механическим свойствам на рельсобалочных станах, оснащенных непрерывно-реверсивной группой клетей и отдельно стоящей чистовой универсальной трехвалковой клетью.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to methods for rolling railway rails, and can be used in the manufacture of rails with increased requirements for the straightness of rails, profile geometry and mechanical properties on rail and beam mills equipped with a continuously reversible group of stands and a stand-alone finishing universal three-roll crate.

Известен способ прокатки рельсов с применением универсальных клетей (Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов высокого качества с использованием компактных универсальных клетей и технологий Rail Cool. Металлургическое производство и технология (МРТ). Русское издание. 2006, №2. С. 50-56), (Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов с использованием кассетных клетей и современных технологий охлаждения // Черные металлы. 2008, №1. С. 32-36). Указанный способ иллюстрируется схемами на фиг. 1 и 2.A known method of rolling rails using universal stands (Svejkowski U., Nerzak T. Production of high quality rails using compact universal stands and Rail Cool technologies. Metallurgical production and technology (MRI). Russian edition. 2006, No. 2. P. 50- 56), (Svejkowski U., Nerzak T. Production of rails using cassette stands and modern cooling technologies // Ferrous metals. 2008, No. 1. P. 32-36). This method is illustrated by the diagrams in FIG. 1 and 2.

На фиг. 1 представлена схема расположения рабочих клетей типового рельсобалочного стана, который состоит из обжимной реверсивной клети дуо I, черновой клети дуо II и непрерывно-реверсивной группы клетей, включающей универсальную реверсивную клеть III, вспомогательную (эджерную) клеть дуо IV и универсальную трехвалковую нереверсивную клеть V.In FIG. Figure 1 shows the layout of the working stands of a typical rail and beam mill, which consists of a crimping reversible stand duo I, a rough stand duo II and a continuously reversing stand group including a universal reversing stand III, an auxiliary (edger) stand duo IV and a universal three-roll non-reversing stand V.

На фиг. 2 показана схема прокатки в указанных клетях (стрелками указана последовательность прохождения калибров, арабскими цифрами обозначены номера проходов в непрерывно-реверсивной группе клетей).In FIG. 2 shows the rolling scheme in the indicated stands (arrows indicate the sequence of passage of calibers, Arabic numerals indicate the numbers of passes in the continuously reversing group of stands).

Способ прокатки реализуется следующим образом (фиг. 2). В черновой клети II получают черновой рельсовый профиль, который передают по ходу прокатки в непрерывно-реверсивную группу клетей и прокатывают в ней за три прохода, причем первый проход осуществляют в универсальном четырехвалковом калибре клети III и вспомогательном двухвалковом калибре клети IV (универсальная клеть V не используется, валки ее разведены), во втором реверсивном проходе используют один универсальный четырехвалковый калибр клети III (вспомогательная клеть IV не используется, валки ее разведены), третий проход осуществляется с использованием всех трех клетей в универсальном четырехвалковом, вспомогательном двухвалковом и чистовом универсальном трехвалковом калибрах. Таким образом, при трех проходах в непрерывно-реверсивной группе клетей производится два реверса, причем в двух проходах клети IV и V не используются, т.е. в трех проходах три клети не используются в прокатке.The rolling method is implemented as follows (Fig. 2). In roughing stand II, a rough rail profile is obtained, which is transferred along the rolling process to a continuously reversible group of stands and rolled in it in three passes, the first pass being carried out in a universal four-roll gauge of stand III and an auxiliary two-gauge gauge in stand IV (universal stand V is not used , its rolls are divorced), in the second reverse passage one universal four-roll caliber of stand III is used (auxiliary stand IV is not used, its rolls are divorced), the third pass is carried out with Using all three crates in the universal four-high, auxiliary and a two-roll finishing universal three-roll calibers. Thus, with three passes in the continuously reversing group of stands, two reverses are performed, and stands IV and V are not used in two passes, i.e. in three passes, three stands are not used in rolling.

Использование значительных обжатий профиля на последних стадиях его формирования в универсальных и эджерных калибрах с применением реверсивной прокатки в этих клетях согласно данному способу приводит к тому, что головка рельса удлиняется больше чем подошва. В связи с этим, раскат стремится изгибаться, причем этот изгиб тем больше, чем значительнее обжатие профиля во время прокатки. В условиях реверсивной прокатки и невозможности направления раската в клетях непрерывно-реверсивной группы с помощью привалковой арматуры, вследствие неизменности ее положения, процесс прокатки по этому способу характеризуется неустойчивостью и большой трудоемкостью при настройке стана. Кроме этого, из-за неправильного захвата раската в калибре травмируются валки, что приводит к дефектам на готовых рельсах в виде плены и отпечатка.The use of significant profile compression at the last stages of its formation in universal and edger calibers using reverse rolling in these stands according to this method leads to the fact that the rail head lengthens more than the sole. In this regard, the roll tends to bend, and this bend is the greater, the more significant the compression profile during rolling. Under the conditions of reverse rolling and the impossibility of directing the roll in the cages of a continuously reversing group with the help of rolling reinforcement, due to the invariance of its position, the rolling process by this method is characterized by instability and great complexity when setting up the mill. In addition, rolls are injured due to improper grip of the roll in the caliber, which leads to defects on the finished rails in the form of foam and imprint.

Помимо этого к недостаткам схемы прокатки рельсов без применения отдельно стоящей чистовой клети относится также наличие режима непрерывной прокатки в последнем проходе в непрерывно-реверсивной группе клетей с участием чистового калибра. В результате необеспечения стабильного минимального натяжения при нахождении прокатываемого раската в последнем проходе в валках трех клетей непрерывно-реверсивной группы из-за меняющихся условий прокатки в виде износа валков, разности температуры по длине раската, колебаний химического состава стали и других факторов, влияющих на прокатку, значительно уменьшается выход рельсов повышенной точности по профилю, а также увеличивается расход металла на тонну годной продукции из-за повышенной концевой обрези.In addition to the disadvantages of the rail rolling scheme without the use of a stand-alone finishing stand, there is also the presence of a continuous rolling mode in the last pass in a continuously reversing group of stands with the participation of the finishing gauge. As a result of the failure to provide a stable minimum tension when the rolled stock is in the last pass in the rolls of three stands of a continuously reversible group due to changing rolling conditions in the form of wear of the rolls, temperature difference along the length of the roll, fluctuations in the chemical composition of steel and other factors affecting rolling, the output of rails of increased accuracy along the profile is significantly reduced, and the metal consumption per ton of suitable products increases due to increased end trim.

Известен способ прокатки рельсов с использованием непрерывно-реверсивной группы клетей и отдельно стоящей чистовой клети. В связи с такой компоновкой стана изменяется и схема прокатки рельсов на финишной стадии. Такой процесс прокатки называется способом PSM (Profile Sizing Process) (Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections rails / Nigris G, Schroder I // MFT International. 2002, №3. C. 48-54), (Зиновьев A.B. Процесс PSP для производства средне- и крупносортных профилей и рельсов // Новости черной металлургии за рубежом. 2003, №2. С. 69-72), представленный на схемах фиг. 3 и 4. Способ реализуется на стане (фиг. 3), включающем черновую реверсивную клеть I, непрерывно-реверсивную группу клетей в составе двух универсальных четырехвалковых клетей II и расположенной между ними вспомогательной клети дуо III, а также отдельно стоящую чистовую универсальную трехвалковую клеть IV.A known method of rolling rails using a continuously reversible group of stands and a stand-alone finishing stand. In connection with such a layout of the mill, the pattern of rolling the rails at the finishing stage also changes. This rolling process is called the PSM (Profile Sizing Process) (Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections rails / Nigris G, Schroder I // MFT International. 2002, No. 3. C. 48-54), (Zinoviev AB The PSP process for the production of medium and large sections and rails // News of the steel industry abroad. 2003, No. 2. S. 69-72), presented in the diagrams of FIG. 3 and 4. The method is implemented on a mill (Fig. 3), including a draft reversing stand I, a continuously reversing group of stands consisting of two universal four-roll stands II and an auxiliary stand duo III located between them, as well as a stand-alone finishing universal three-roll stand IV .

На фиг. 4 показана схема прокатки рельсов в указанных клетях (арабскими цифрами обозначены номера проходов). Черновой раскат из реверсивной клети I прокатывают в непрерывно-реверсивной группе клетей за 5 проходов. При этом в первом проходе используют только вспомогательную клеть III (обе универсальные клети II в работе не используется, валки их разведены), во втором и четвертом проходах используют только заднюю клеть II (вспомогательную и переднюю универсальную клети в работе не используют, валки их разведены), а в третьем и пятом проходах прокатку ведут в передней универсальной клети II и вспомогательной клети III (не используют заднюю универсальную клеть, валки ее разведены).In FIG. 4 shows a diagram of the rolling of rails in the indicated stands (arabic numbers indicate the numbers of passes). The draft roll from the reversing stand I is rolled in a continuously reversing group of stands in 5 passes. In this case, in the first pass, only auxiliary stand III is used (both universal stands II are not used in work, their rolls are divorced), in the second and fourth passes only rear stand II is used (auxiliary and front universal stands are not used in work, their rolls are divorced) , and in the third and fifth passes, rolling is carried out in the front universal stand II and auxiliary stand III (do not use the rear universal stand, its rolls are divorced).

Недостатками приведенного способа являются:The disadvantages of this method are:

- уменьшение производительности стана вследствие применения в непрерывно-реверсивной группе клетей пяти проходов с четырьмя реверсами раската;- reduction in mill productivity due to the use of five passes with four reverse rolls in a continuously reversing stand group;

- интенсивное снижение температуры раската в непрерывно-реверсивной группе клетей в связи с увеличением цикла прокатки профиля.- an intensive decrease in the temperature of the roll in a continuously reversing group of stands in connection with an increase in the rolling cycle of the profile.

Еще одним весьма важным недостатком вышеприведенных аналогов является последовательное использование в последнем проходе двух калибров с горизонтальным разъемом со стороны головки: вспомогательного предчистового двухвалкового калибра клети III и чистового универсального трехвалкового калибра клети IV (фиг. 2 и 4). При этом поверхность катания головки профиля рельса в калибре не контролируется и формируется за счет течения металла по ширине в сторону зазора, вследствие чего появляется возможность переполнения головки в зазор, а также колебание ширины головки в калибре по длине рельса под действием неизбежного изменения технологических факторов (например, температуры раската) в процессе прокатки. Это затрудняет получение требуемой формы и высокой точности размеров головки рельса, которая должна быть выполненной в соответствии с ГОСТ Р 51685-2013 и иметь стабильные размеры по длине рельса.Another very important drawback of the above analogues is the consistent use in the last pass of two calibers with a horizontal connector on the head side: auxiliary pre-finishing two-roll caliber of stand III and the final universal three-roll caliber of stand IV (Fig. 2 and 4). In this case, the rolling surface of the head of the rail profile in the gauge is not controlled and is formed due to the flow of metal across the width in the direction of the gap, which makes it possible to overfill the head into the gap, as well as the oscillation of the width of the head in the gauge along the rail length under the influence of an inevitable change in technological factors (for example temperature of the roll) during the rolling process. This makes it difficult to obtain the required shape and high accuracy of rail head dimensions, which must be made in accordance with GOST R 51685-2013 and have stable dimensions along the length of the rail.

Также известен способ прокатки рельсов, включающий получение чернового рельсового раската в обжимной и черновой реверсивных клетях и прокатку этого раската в непрерывно-реверсивной группе клетей, где полученный черновой раскат задают в непрерывно-реверсивную группу клетей с задней стороны (против хода прокатки) и прокатывают в ней за два прохода с использованием следующей схемы прокатки:There is also known a method of rolling rails, including obtaining a draft rail roll in a crimping and rough reversing stands and rolling this roll in a continuously reversible group of stands, where the resulting draft roll is set in a continuously reversing group of stands by the rear side (against the rolling direction) and rolled into it in two passes using the following rolling scheme:

- в первом проходе: универсальный четырехвалковый калибр -вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр;- in the first pass: a universal four-roll caliber - an auxiliary two-roll caliber - a universal four-roll caliber;

- во втором проходе: универсальный четырехвалковый калибр -вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр.- in the second pass: a universal four-roll caliber - an auxiliary two-roll caliber - a universal four-roll caliber - a final universal three-roll caliber.

Суть способа поясняется схемами на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 показана схема расположения клетей рельсопрокатного стана. Для реализации предлагаемого способа применяют U-образное расположение клетей. На первой линии располагают обжимную реверсивную клеть I и черновую реверсивную клеть II, а на второй (возвратной) линии устанавливают непрерывно-реверсивную группу клетей в составе двух универсальных четырехвалковых клетей УК1 и УК2, вспомогательной клети дуо ВК и чистовой универсальной трехвалковой клети УК3. Причем чистовая универсальная клеть может быть установлена как в составе непрерывной группы, так и отдельно (Патент 2429090 РФ, МПК В21В 1/08. Способ прокатки рельсов / Кушнарев А.В., Киричков А.А., Егоров В.Д. [и др.] №2010114609/02; заявл. 12.04.2010; опубл. 20.09.2011, Бюл. №26).The essence of the method is illustrated by the diagrams in FIG. 5 and 6. FIG. 5 shows a layout of stands of a rail rolling mill. To implement the proposed method, a U-shaped stand arrangement is used. On the first line, there is a crimping reversible stand I and a draft reversing stand II, and on the second (return) line, a continuously reversible group of stands is set consisting of two universal four-roll stands УК1 and УК2, an auxiliary stand duo VK and a finishing universal three-roll stand УК3. Moreover, the universal universal stand can be installed both as part of a continuous group or separately (Patent 2429090 of the Russian Federation, IPC B21B 1/08. Method for rolling rails / Kushnarev A.V., Kirichkov A.A., Egorov V.D. [and dr.] No.2010114609 / 02; claimed on April 12, 2010; published on September 20, 2011, Bull. No. 26).

На фиг. 6 представлена схема прокатки по данному способу. В черновой клети II получают черновой рельсовый раскат. Полученный раскат передают шлепперами на вторую линию и задают с задней стороны в непрерывно-реверсивную группу клетей, причем в первом проходе чистовую клеть УК3 не используют (валки ее разведены), прокатку осуществляют в универсальном четырехвалковом калибре клети УК2, двухвалковом вспомогательном калибре клети ВК и универсальном четырехвалковом калибре клети УК1. После реверса раскат во втором проходе прокатывают в универсальном четырехвалковом калибре клети УК1, двухвалковом вспомогательном калибре клети ВК, универсальном четырехвалковом калибре клети УК2 и в чистовом универсальном трехвалковом калибре клети УК3.In FIG. 6 shows a rolling scheme for this method. In roughing stand II receive a rough rail peal. The resulting roll is passed by the slappers to the second line and set from the back into a continuously reversible group of stands, and in the first pass the finishing stand УК3 is not used (its rolls are separated), rolling is carried out in a universal four-roll caliber of stand УК2, two-roll auxiliary caliber of stand ВК and universal four-roll caliber of stand UK1. After the reverse, the roll in the second pass is rolled in a universal four-roll gauge of a stand of UK1, a two-roll auxiliary gauge of a stand of VK, a universal four-roll gauge of a stand of UK2 and in a finishing universal three-roll gauge of a stand of UK3.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- ограниченное число универсальных калибров, участвующих в формировании профиля в непрерывно-реверсивной группе клетей, что ухудшает точность формирования геометрии профиля;- a limited number of universal calibers involved in the formation of the profile in a continuously reversing group of stands, which impairs the accuracy of the formation of the geometry of the profile;

- U-образное расположение клетей стана по сравнению с последовательным расположением требует расширение пролетов здания, что приводит к удорожанию кранового хозяйства и обслуживания коммуникаций, а также к необходимости установке дополнительного передаточного механического оборудования на участке стана.- The U-shaped arrangement of the mill stands in comparison with the sequential arrangement requires the expansion of the spans of the building, which leads to a rise in the cost of crane facilities and maintenance of communications, as well as the need to install additional transmission mechanical equipment on the site of the mill.

Известен способ прокатки рельсов, включающий получение чернового рельсового раската в обжимной дуо-реверсивной клети и дальнейшую его прокатку в непрерывно-реверсивной группе клетей, состоящей из двух универсальных четырехвалковых клетей, расположенной между ними вспомогательной клети дуо и чистовой универсальной трехвалковой клети (Патент 2668626 РФ, МПК В21В 1/08. Способ прокатки рельсов / Михайленко А.М., Шварц Д.Л. №2017115538; заявл. 02.05.2017; опубл. 02.10.2018 Бюл. №28).A known method of rolling rails, including obtaining a draft rail roll in a crimp duo-reversing stand and its further rolling in a continuously reversible group of stands, consisting of two universal four-roll stands, located between them auxiliary stands duo and finishing universal three-roll stand (Patent 2668626 RF, IPC B21B 1/08. Method of rolling rails / Mikhailenko AM, Schwartz DL No. 2017115538; claimed 02.05.2017; publ. 02.10.2018 Bull. No. 28).

На фиг. 7 показана схема прокатки рельсов в указанных клетях. Черновой раскат из реверсивной клети I прокатывают в непрерывно-реверсивной группе клетей (II-IV), а окончательное формирование профиля осуществляют в чистовой трехвалковой клети (V). Первый проход в непрерывно-реверсивной группе клетей производят с использованием вспомогательной клети дуо (III) и второй, по главному направлению прокатки, универсальной четырехвалковой клети, второй проход - с использованием двух универсальных четырехвалковых клетей (II и IV) и вспомогательной клети дуо (III) между ними, третий проход - с использованием первой универсальной четырехвалковой (II), вспомогательной (III) и чистовой трехвалковой универсальной (V) клети. При данной схеме прокатки ширину гребней горизонтальных валков универсальных четырехвалковых клетей II и IV формирующих шейку профиля устанавливают больше, чем ширина шейки профиля раската, задаваемого в калибр универсальных четырехвалковых клетей по ходу прокатки. Расширение шейки гребней горизонтальных валков универсальных четырехвалковых клетей производят на ширину, рассчитываемую по математическим выражениям, в зависимости от обжатия шейки в первых универсальных четырехвалковых калибрах этих клетей по ходу прокатки.In FIG. 7 shows a diagram of rolling rails in said stands. The draft roll from the reversing stand I is rolled in a continuously reversing group of stands (II-IV), and the final profile formation is carried out in a finishing three-roll stand (V). The first pass in the continuously reversing group of stands is performed using the auxiliary duo (III) stand and the second, in the main direction of rolling, universal four-roll stand, the second pass is using two universal four-roll stands (II and IV) and the auxiliary duo (III) stand between them, the third pass - using the first universal four-roll (II), auxiliary (III) and final three-roll universal (V) stands. With this rolling scheme, the width of the crests of the horizontal rolls of the universal four-roll stands II and IV forming the neck of the profile is set larger than the width of the neck of the profile of the roll set in the caliber of the universal four-roll stands during rolling. Expansion of the neck of the crests of horizontal rolls of universal four-roll stands is carried out to a width calculated by mathematical expressions, depending on the compression of the neck in the first universal four-roll calibers of these stands during rolling.

Приведенный способ прокатки рельсов позволяет стабилизировать процесс прокатки в первых проходах в валках универсальных четырехвалковых клетей (II и IV) непрерывно-реверсивной группы.The presented method of rolling rails allows to stabilize the rolling process in the first passes in the rolls of universal four-roll stands (II and IV) of a continuously reversible group.

Недостатками приведенного способа являются:The disadvantages of this method are:

- ограничение числа универсальных четырехвалковых калибров участвующих в формировании профиля в непрерывно-реверсивной группе клетей, что приводит к большей деформации элементов профиля, выработке калибров и неполучению требуемых геометрических размеров профиля;- limiting the number of universal four-roll calibers involved in the formation of the profile in a continuously reversible group of stands, which leads to greater deformation of the profile elements, the development of calibers and the failure to obtain the required geometric dimensions of the profile;

- использование в последнем проходе двух калибров с горизонтальным разъемом со стороны головки: вспомогательного двухвалкового калибра клети IV и чистового универсального трехвалкового калибра клети V приводит к переполнению калибра.- the use in the last pass of two calibers with a horizontal connector on the head side: an auxiliary two-roll caliber of stand IV and a finishing universal three-roll caliber of stand V leads to an overflow of caliber.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ прокатки рельсов с использованием непрерывно-реверсивной группы клетей и чистовой клети для окончательного формирования профиля расположенной в непосредственной близости от непрерывной группы (Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений: Сборник научных докладов. - Екатеринбург: ОАО «УИМ». 2016 г. С. 45-49). Способ включает нагрев заготовки, прокатку до получения чернового рельсового профиля в двухвалковой клети, который передают по ходу прокатки в непрерывно-реверсивную группу клетей и прокатывают в ней за три прохода, причем первый проход осуществляют в универсальном четырехвалковом калибре клети UR1, вспомогательном двухвалковом калибре клети EDGER и в универсальном четырехвалковом калибре клети UR2, во втором реверсивном проходе используют универсальный четырехвалковый калибр клети UR2, вспомогательный двухвалковый калибр клети EDGER и универсальный четырехвалковый калибр клети UR1, третий проход осуществляется с использованием универсального четырехвалкового калибра клети UR1, вспомогательного двухвалкового калибра клети EDGER и чистового универсального трехвалкового калибра клети UF (универсальная клеть UR2 не используется, валки ее разведены) фиг. 8.The closest in its technical essence and the achieved results to the proposed invention (prototype) is a method of rolling rails using a continuously reversible group of stands and a finishing stand for the final formation of a profile located in close proximity to a continuous group (Improving the quality and operating conditions of rails and rail fastenings : Collection of scientific reports. - Yekaterinburg: OAO UIM. 2016. P. 45-49). The method includes heating the workpiece, rolling to obtain a rough rail profile in a two-roll stand, which is transferred along the rolling process to a continuously reversible group of stands and rolled in it in three passes, the first pass being carried out in a universal four-roll gauge of stand UR1, an auxiliary two-roll gauge of stand EDGER and in the universal four-roll gauge of the UR2 stand, in the second reversing passage, the universal four-roll gauge of the UR2 stand, the auxiliary two-roll caliber of the EDGER stand and uni rsalny four-high stand caliber UR1, a third pass is performed using a universal four-high stand UR1 caliber auxiliary EDGER twin roll stand and the finishing universal caliber three-roller stand caliber UF (UR2 universal stand is not used, it rolls diluted) Fig. 8.

Недостатками способа-прототипа являются:The disadvantages of the prototype method are:

- ограниченное число калибров, участвующих в формировании профиля на последнем этапе прокатки в непрерывно-реверсивной группе клетей, что приводит к неустойчивому получению геометрических размеров профиля;- a limited number of calibers involved in the formation of the profile at the last stage of rolling in a continuously reversible group of stands, which leads to an unstable obtaining of the geometric dimensions of the profile;

- последовательное использование в последнем проходе двух калибров с горизонтальным разъемом со стороны головки: вспомогательного двухвалкового калибра клети EDGER и чистового универсального трехвалкового калибра клети UF, что приводит к переполнению калибра со стороны головки профиля в процессе прокатки;- sequential use in the last pass of two calibers with a horizontal connector on the head side: an auxiliary two-roll caliber of the EDGER stand and a finishing universal three-roll caliber of the UF stand, which leads to overflow of the gauge on the side of the profile head during the rolling process;

- при формирование чистового профиля рельса в непрерывном режиме прокатки не обеспечивается стабильное минимальное натяжение при нахождении прокатываемого раската в последнем проходе в валках трех клетей из-за меняющихся условий прокатки в виде износа валков, температуры, колебаний химического состава стали и других факторов, влияющих на прокатку, значительно уменьшается выход рельсов повышенной точности по профилю, а также увеличивается расход металла на тонну годной продукции из-за повышенной концевой обрези.- when forming the final profile of the rail in the continuous rolling mode, a stable minimum tension is not ensured when the rolled stock is in the last pass in the rolls of three stands due to changing rolling conditions in the form of wear of the rolls, temperature, fluctuations in the chemical composition of steel and other factors affecting the rolling , the yield of rails of increased accuracy along the profile is significantly reduced, and the metal consumption per ton of suitable products also increases due to increased end trim.

Прокатка рельсов в универсальных клетях на современных рельсопрокатных станах оснащенных непрерывно-реверсивными группами клетей осуществляется разными способами, но с равным уклоном внутренних фланцев профиля (боковых граней горизонтальных валков) во всех универсальных калибрах (Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. Издание 2-е переработанное и дополненное. М.: Теплотехник, 2010. - 490 с.).Rolling of rails in universal stands on modern rolling mills equipped with continuously reversible groups of stands is carried out in different ways, but with an equal slope of the internal profile flanges (side faces of horizontal rolls) in all universal calibers (Smirnov V.K., Shilov V.A., Inatovich Yu.V. Calibration of rolling rolls. Textbook for universities. 2nd edition revised and supplemented. Moscow: Teplotekhnik, 2010. - 490 p.).

При таких условиях прокатки абсолютное обжатие фланцев по длине в универсальных калибрах осуществляется на одинаковую величину, при этом коэффициент высотной деформации по длине фланца увеличивается от основания до кромки. Наибольшая величина коэффициента высотной деформации соответствует кромке фланца, которая имеет наименьший размер по толщине. Из-за наименьшего размера по толщине кромка фланца в процессе прокатки быстрее теряет температуру и при прокатке рельсов в чистовом универсальном калибре разность температур по кромке и основанию фланцев подошвы профиля может составлять 35 40°С. Совокупность таких факторов, как наибольший коэффициент высотной деформации кромки фланцев подошвы и наименьшая температура при прокатке этого элемента профиля в процессе формоизменения раската в универсальных калибрах приводит к интенсивной выработке горизонтальных валков в местах соответствующих формированию кромок фланцев подошвы рельсового профиля, что является основным фактором определяющим стойкость прокатных валков. При прокатке рельсов в универсальных калибрах наименьшую стойкость имеют горизонтальные валки чистовой клети. К вышеперечисленным факторам увеличивающих выработку валков чистовой универсальной клети необходимо также добавить фактор дополнительного обжатия в чистовом калибре кромки фланца за счет вынужденного уширения этой кромки в предчистовом двухвалковом эджерном калибре при обжатии фланца по высоте, что относится и к прототипу.Under such rolling conditions, the absolute compression of the flanges along the length in universal calibers is carried out by the same amount, while the coefficient of height deformation along the length of the flange increases from the base to the edge. The highest value of the coefficient of vertical deformation corresponds to the edge of the flange, which has the smallest size in thickness. Due to the smallest size in thickness, the edge of the flange during the rolling process loses temperature faster and when rolling the rails in the final universal gauge, the temperature difference along the edge and base of the flanges of the base of the profile can be 35–40 ° С. The combination of factors such as the highest coefficient of height deformation of the edges of the flanges of the sole and the lowest temperature during rolling of this profile element during the forming process of the roll in universal gauges leads to the intensive development of horizontal rolls in places corresponding to the formation of the edges of the flanges of the sole of the rail profile, which is the main factor determining the rolling resistance rolls. When rolling rails in universal gauges, horizontal finishing rolls have the least resistance. To the above factors that increase the production of rolls of the finishing universal stand, it is also necessary to add the factor of additional compression in the finishing gauge of the flange edge due to the forced broadening of this edge in the prefabricated two-roll edger caliber during compression of the flange in height, which also applies to the prototype.

Это связано с тем, что в известных способах прокатки рельсов, где в качестве предчистового калибра используется двухвалковый калибр эджерной клети, в котором обжатие фланца по высоте производится без бокового подпора, уширение фланцев складывается из естественного и вынужденного уширения (Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. Издание 2-е переработанное и дополненное. М.: Теплотехник, 2010. - 490 с.). Вынужденное уширение появляется в результате вертикального обжатия подошвы в горизонтальной вспомогательной клети, в результате чего у вершины фланцев (кромки) образуются местные наплывы металла, что и усугубляет интенсивность выработки валков в местах соответствующих деформации кромок фланцев подошвы рельсового профиля в универсальных калибрах. Это приводит к искажению формы профиля по длине и образованию поверхностных дефектов рельсов, а также к повышенному расходу прокатных валков.This is due to the fact that in the known methods of rolling rails, where the two-roll caliber of the edger stand is used as the finishing gauge, in which the flange is compressed in height without lateral support, the flange broadening consists of natural and forced broadening (V. Smirnov, Shilov V.A., Inatovich Yu.V. Calibration of rolling rolls. Textbook for universities. 2nd edition revised and supplemented. M: Teplotekhnik, 2010. - 490 p.). The forced broadening appears as a result of vertical compression of the sole in the horizontal auxiliary stand, as a result of which local metal flows are formed at the top of the flanges (edges), which aggravates the intensity of the rolls in the places of the corresponding deformation of the edges of the flanges of the sole of the rail profile in universal gauges. This leads to a distortion of the profile shape along the length and the formation of surface defects of the rails, as well as to an increased consumption of rolling rolls.

Целью изобретения является более эффективное использование клетей в непрерывно-реверсивной группе, повышение прямолинейности рельсов, точности размеров готового профиля и увеличения стойкости валков чистовой универсальной клети.The aim of the invention is a more efficient use of stands in a continuously reversible group, increasing the straightness of the rails, the accuracy of the dimensions of the finished profile and increasing the resistance of the rolls of the finishing universal stand.

Технический результат заключается в том, что предлагаемый способ прокатки рельсов позволяет достичь качественного оформления геометрических параметров профиля в процессе прокатки и повысить стойкость валков чистовой универсальной клети.The technical result consists in the fact that the proposed method of rolling the rails allows to achieve high-quality design of the geometric parameters of the profile during the rolling process and to increase the resistance of the rolls of the finishing universal stand.

Технический результат достигается тем, что в способе прокатки рельсов, включающем получение исходной рельсовой заготовки в дуо-реверсивных клетях и дальнейшую прокатку в непрерывно-реверсивной группе клетей за три прохода, где в первом и втором проходах профиль формируется последовательно в универсальном четырехвалковом, вспомогательном двухвалковом, универсальном четырехвалковом калибрах, а в третьем проходе: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр, где горизонтальные валки универсальных четырехвалковых и чистового трехвалкового калибров выполняются с уклонами к вертикали боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля, отличающийся тем, что в третьем проходе дополнительно осуществляют формирование профиля предчистовым универсальным четырехвалковым калибром по схеме, включающей следующую последовательность: универсальный четырехвалковый калибр -вспомогательный двухвалковый - предчистовой универсальный четырехвалковый калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр, при этом уклоны боковых граней горизонтальных валков универсальных четырехвалковых калибров, в том числе и предчистовом, устанавливают как 1,14÷1,30 величины уклона соответствующих боковых гранейThe technical result is achieved by the fact that in the method of rolling rails, including obtaining the original rail billet in the duo-reversing stands and further rolling in a continuously reversing group of stands in three passes, where in the first and second passes the profile is formed sequentially in a universal four-roll, auxiliary two-roll, universal four-roll calibers, and in the third pass: universal four-roll caliber - auxiliary two-roll caliber - final universal three-roll caliber, g de horizontal rolls of universal four-roll and fair three-roll calibers are performed with slopes to the vertical of the side faces forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile, characterized in that in the third pass, the profile is additionally formed with a pre-clean universal four-roll caliber according to a scheme that includes the following sequence: universal four-roll caliber - auxiliary two-roll - prefinishing universal four-roll caliber - finishing universal tr ehalkovy caliber, while the slopes of the side faces of the horizontal rolls of universal four-roll calibers, including the pre-clean, set as 1.14 ÷ 1.30 the slope of the corresponding side faces

горизонтальных валков чистового универсального трехвалкового калибра.horizontal rolls of a finishing universal three-roll caliber.

Конструкция универсальных четырехвалковых калибров, в которых горизонтальные валки выполняются с уклонами боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля и составляющих 1,14÷1,30 величины уклона боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре позволяет осуществлять деформацию фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре при равенстве коэффициентов высотной деформации толщины фланцев по основанию и кромкам, что примерно в 2 раза уменьшает абсолютное обжатие кромок и выработку валков.The design of universal four-roll calibers in which horizontal rolls are performed with slopes of the side edges forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile and constituting 1.14 ÷ 1.30 of the slope of the side faces of the horizontal rolls in the finishing universal three-roll caliber allows the deformation of the flanges of the sole in the finishing universal three-roll caliber with the equality of the coefficients of height deformation of the thickness of the flanges along the base and edges, which approximately halves the absolute compression of the cut Mock and roll production.

Выполнение уклонов боковых граней горизонтальных валков для всех универсальных четырехвалковых калибров, в том числе и для предчистового, менее 1,14 величины уклона боковых граней горизонтальных валков чистового универсального трехвалкового калибра недостаточно уменьшает обжатие кромок и, следовательно, выработку валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре.Performing slopes of the side faces of horizontal rolls for all universal four-roll calibers, including for prefinishing, less than 1.14 values of the slope of the side faces of horizontal rolls of a clean universal three-roll caliber does not sufficiently reduce edge compression and, therefore, the production of rolls in a finishing universal three-roll gauge.

Выполнение уклонов боковых граней горизонтальных валков для всех универсальных четырехвалковых калибров, в том числе и для предчистового, более 1,30 величины уклона боковых граней горизонтальных валков чистового универсального трехвалкового калибра приводит к отсутствию обжатия кромок фланцев подошвы рельса и невыполнению геометрии профиля из-за значительной утяжки металла по кромке со стороны внутренней грани фланца.Performing slopes of the side faces of horizontal rolls for all universal four-roll calibers, including for prefinishing, more than 1.30 of the slope of the side faces of horizontal rolls of a clean universal three-roll gauge leads to the absence of compression of the edges of the flanges of the bottom of the rail and the geometry profile is not performed due to significant tightening metal along the edge from the side of the inner face of the flange.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ прокатки рельсов позволяет более эффективно использовать клети в непрерывно-реверсивной группе клетей, что улучшает качество рельсов за счет повышения точности формы и размеров рельсов, повысить их прямолинейность, а конструирование уклонов боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля, горизонтальных валков универсальных четырехвалковых калибров в 1,14÷1,30 раз больше величины уклонов аналогичных боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре позволяет уменьшить обжатие кромок фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре и повысить стойкость валков.A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the proposed method of rolling the rails allows more efficient use of the stands in a continuously reversible group of stands, which improves the quality of the rails by improving the accuracy of the shape and size of the rails, to increase their straightness, and the design of the slopes of the side faces forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile, horizontal rolls of universal four-roll calibers are 1.14 ÷ 1.30 times the size of the slopes of the similar side faces of horizontal rolls in a finishing universal three-roll gauge allows to reduce the compression of the edges of the flanges of the sole in a finishing universal three-roll gauge and to increase the resistance of the rolls.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к устанавливаемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения, поэтому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result established by the applicant in the claimed method set forth in the claims, therefore they provide a technical solution that meets the criterion of "inventive step".

Суть изобретения поясняется схемами на фиг. 9-12. На фиг. 9 показана схема расположения клетей рельсопрокатного стана. На фиг. 10 представлена схема прокатки по заявленному способу. В дуо-реверсивной клети BD2 получают исходную рельсовую заготовку. Полученный раскат прокатывают в непрерывно-реверсивной группе клетей за три прохода, а окончательное формирование профиля производят в отдельно стоящей чистовой универсальной трехвалковой клети U0. При этом прокатку в непрерывно-реверсивной группе клетей осуществляют по схеме с использованием шести универсальных четырехвалковых калибров, трех вспомогательных двухвалковых калибров и одного чистового универсального трехвалкового калибра.The essence of the invention is illustrated by the diagrams in FIG. 9-12. In FIG. 9 shows a layout of stands of a rail rolling mill. In FIG. 10 presents a rolling scheme of the claimed method. In the BD2 duo-reversing stand, an initial rail blank is obtained. The resulting roll is rolled in a continuously reversible group of stands in three passes, and the final profile is produced in a stand-alone finishing universal three-roll stand U0. In this case, rolling in a continuously reversing group of stands is carried out according to the scheme using six universal four-roll calibers, three auxiliary two-roll calibers and one finishing universal three-roll caliber.

В предложенном способе в универсальных четырехвалковых калибрах клетей UR и TJF поверхность головки формируется вертикальным валком, конфигурация ручья которого соответствует профилю головки рельса, что обеспечивает получение правильной формы и стабильных размеров поверхности головки по всей длине готового рельса в чистовом универсальном трехвалковом калибре, а формирование внешней части подошвы рельса осуществляется вертикальным цилиндрическим валком, что обеспечивает получение внешних граней фланцев подошвы без местных наплывов металла по кромкам, в отличие от формоизменения фланцев во вспомогательном двухвалковом калибре эджерной клети, являющимся предчистовым по прототипу.In the proposed method, in universal four-roll gauges of UR and TJF stands, the head surface is formed by a vertical roll, the stream configuration of which corresponds to the profile of the rail head, which ensures the correct shape and stable dimensions of the head surface along the entire length of the finished rail in the final universal three-roll gauge, and the formation of the outer part the sole of the rail is carried out by a vertical cylindrical roll, which ensures the outer faces of the flanges of the sole without local influx metal along the edges, in contrast to the shape change of the flanges in the auxiliary two-roll caliber edger stand, which is the pre-clean prototype.

На фиг. 11 представлена схема к определению величины уклона боковой грани, формирующей внутренние грани фланца профиля, горизонтального валка предчистового универсального четырехвалкового калибра, по которому ведут построение уклонов соответствующих боковых граней горизонтальных валков для всех универсальных четырехвалковых калибров.In FIG. 11 is a diagram for determining the value of the slope of the side face that forms the inner face of the profile flange, the horizontal roll of the prefinishing universal four-roll caliber, which constructs the slopes of the corresponding side faces of the horizontal rolls for all universal four-roll calibers.

Сплошной линией показан контур чистового универсального трехвалкового рельсового калибра, а штриховой линией показан контур задаваемого профиля из предчистового универсального четырехвалкового калибра. Уклоны внутренних граней фланцев головки и подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре равны соответственно tgα и tgβ, а уклоны боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля, горизонтальных валков предчистового, далее для всех универсальных четырехвалковых калибров, определяют по соотношению tgγ=(1,14÷1,30)tgα.The solid line shows the contour of the finishing universal three-roll rail gauge, and the dashed line shows the contour of the set profile from the pre-finishing universal four-gauge caliber. The slopes of the inner faces of the flanges of the head and sole in the finishing universal three-roll caliber are tgα and tgβ, respectively, and the slopes of the side faces forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile, horizontal rolls of the prefabricated, further for all universal four-roll calibers, are determined by the relation tgγ = (1,14 ÷ 1.30) tgα.

Процесс трехпроходной прокатки в непрерывно-реверсивной группе клетей, включающий шесть универсальных четырехвалковых калибров, три вспомогательных двухвалковых калибра и один чистовой универсальный трехвалковый калибр, при уклонах боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля горизонтальных валков в универсальных четырехвалковых калибрах составляющих 1,14÷1,30 величины уклонов соответствующих боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре, позволяет обеспечить равномерную загрузку двигателей за счет формирования профиля с уменьшенными усилиями деформации металла в универсальных калибрах, уменьшение выработки горизонтальных валков чистовой универсальной трехвалковой клети, сократить технологические простои на настройку стана и зачистку прокатных валков, повысить выход годного по профилю и прямолинейности рельсов, снизить расходный коэффициент валков.The process of three-pass rolling in a continuously reversible group of stands, including six universal four-roll calibers, three auxiliary two-roll calibers and one finishing universal three-roll gauge, with side face deviations forming the inner faces of the flanges of the sole of the horizontal roll profile in universal four-roll calibers of 1.14 ÷ 1 , 30 the values of the slopes of the corresponding side faces of the horizontal rolls in the finishing universal three-roll caliber, allows you to ensure uniform low engine load due to the formation of a profile with reduced metal deformation forces in universal calibers, reduction in the production of horizontal rolls of a finishing universal three-roll stand, reduce technological downtime for setting up the mill and cleaning the rolling rolls, increase the yield on the profile and straightness of rails, and reduce the expenditure coefficient of rolls.

Пример реализации способа.An example implementation of the method.

Предложенный способ прокатки рельсов реализован на универсальном рельсобалочном стане АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» при производстве железнодорожных рельсов типа Р65 длиной 100 м.The proposed method for rolling rails is implemented at the universal rail and beam mill of EVRAZ United West Siberian Metallurgical Plant JSC during the production of P65 type rails with a length of 100 m.

Рельсовую сталь выплавляли в 100 т дуговой электросталеплавильной печи и разливали на МНЛЗ в заготовку сечением 300×365 мм. Полученные заготовки нагревали до температуры 1170÷1190°С и прокатывали в дуо-реверсивных клетях BD1 и BD2 за 10 пропусков в черновой рельсовый профиль с размерами 160×45×100/240,Rail steel was smelted in 100 tons of an electric arc furnace and cast on a continuous casting machine into a billet with a cross section of 300 × 365 mm. The resulting billets were heated to a temperature of 1170 ÷ 1190 ° C and rolled in a duo-reversible stands BD1 and BD2 for 10 passes into a rough rail profile with dimensions of 160 × 45 × 100/240,

где 160 - ширина подошвы, мм;where 160 is the width of the sole, mm;

45 - толщина шейки, мм;45 - neck thickness, mm;

100 - ширина головки, мм;100 - head width, mm;

Полученный раскат передавался в непрерывно-реверсивную группу клетей и прокатывался за три прохода, где в первом и втором проходах профиль формируется последовательно в универсальном четырехвалковом, вспомогательном двухвалковом, универсальном четырехвалковом калибрах, а третий проход осуществлялся по схеме включающей формирование профиля с дополнительным предчистовым универсальным четырехвалковым калибром в следующей последовательности: четырехвалковый универсальный калибр - двухвалковый вспомогательный калибр - предчистовой четырехвалковый универсальный калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр в отдельно стоящей клети U0.The resulting roll was transferred to a continuously reversible group of stands and rolled in three passes, where in the first and second passes the profile is formed sequentially in a universal four-roll, auxiliary two-roll, universal four-roll gauge, and the third pass was carried out according to a scheme including the formation of a profile with an additional pre-finish universal four-roll caliber in the following sequence: four-roll universal caliber - two-roll auxiliary gauge - prefilter four-roll universal caliber - the final universal three-roll caliber in the free-standing stand U0.

Уклоны внутренних граней фланцев головки и подошвы профиля рельсов типа Р65 равны отношению 1:4 (ГОСТ Р 51685-2013), т.е. tgα=tgβ=0,25 (фиг. 11).The slopes of the inner faces of the flanges of the head and sole of the rail profile type P65 are equal to the ratio 1: 4 (GOST R 51685-2013), i.e. tgα = tgβ = 0.25 (Fig. 11).

Размеры чистового универсального трехвалкового калибра для прокатки рельсов типа Р65 с учетом линейного расширения металла по кромке и основанию фланца подошвы имеют размеры: а осн=30,32 мм, а кр=11,34 мм, высота фланцев до оси калибра hфл=75,9 мм, толщина шейки d=17,68 мм.Dimensions caliber three-roller finishing universal rolling R65 type rails with the linear expansion of the metal along the edge of the base flange and soles have dimensions: a DOS = 30.32 mm, and kr = 11.34 mm flange height to gauge axis fl = 75 h, 9 mm, neck thickness d = 17.68 mm.

Расчет формоизменения металла при прокатке в универсальных четырехвалковых рельсовых калибрах производили по методике в основу, которой положено условие равенства коэффициентов вытяжек шейки, головки и подошвы (λшгфл), что обеспечивает равномерную деформацию по всем элементам профиля. При расчете было принято следующее допущение - приращение фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре достаточно мало по сравнению с их высотой и им можно пренебречь, следовательно,

Figure 00000001
(Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович. М: Теплотехника, 2008. 490 с.).The calculation of the metal shape during rolling in universal four-roll rail gauges was carried out according to the methodology, which is based on the condition for the equality of the coefficients of the neck, head and sole extracts (λ w = λ g = λ fl ), which ensures uniform deformation across all elements of the profile. In the calculation, the following assumption was made - the increment of the flanges of the sole in the finishing universal three-roll caliber is quite small compared to their height and can be neglected, therefore,
Figure 00000001
(Smirnov V.K. Calibration of rolling rolls / V.K. Smirnov, V.A. Shilov, Yu.V. Inatovich. M: Heat engineering, 2008. 490 p.).

Построение линий уклонов внутренних граней фланцев подошвы и головки рельсового профиля относительно вертикальной оси в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре осуществляется из точек С и D (фиг. 11), которые смещены друг к другу симметрично относительно вертикальной оси чистового универсального трехвалкового калибра на величину согласно принятому расширению шейки ΔВш=2,9 мм этого калибра (Шварц Д.Л. Новый способ деформации рельсового раската в универсальном калибре / Д.Л. Шварц, A.M. Михайленко, СО. Непряхин. Производство проката. 2018. №4. С. 8-13).The construction of the slope lines of the inner faces of the flanges of the sole and rail head relative to the vertical axis in the pre-finish universal four-roll gauge is carried out from points C and D (Fig. 11), which are offset to each other symmetrically relative to the vertical axis of the final universal three-roll gauge by the value according to the accepted neck extension ΔV w = 2.9 mm in this caliber (Schwarz strain DL new method rail peal in caliber universal / DL Schwartz, AM Mikhaylenko CO. Nepryakhin. Production rental . 2018. 4. Pp 8-13).

Уклоны боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев головки профиля, горизонтальных валков в предчистовом универсальном четырехвалковом и чистовом универсальном трехвалковом калибрах принимаются равными уклонам этих элементов в готовом профиля tgβ=0,25.The slopes of the side faces forming the inner faces of the flanges of the profile head, horizontal rolls in the prefinishing universal four-roll and finishing universal three-roll calibers are taken equal to the slopes of these elements in the finished profile tgβ = 0.25.

Уклоны боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля, горизонтальных валков в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре принимаются в пределах 1,14÷1,30 от величины уклона соответствующих боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре.The slopes of the side faces forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile, horizontal rolls in the pre-finish universal four-roll gauge are taken within 1.14 ÷ 1.30 of the slope of the corresponding side faces of the horizontal rolls in the fine universal three-roll gauge.

Через точку С проводим линию с уклоном к вертикали равным tgγ=1,22⋅tgα=1,22…0,25=0,305, и получаем уклон равным 30,5%.We draw a line through point C with a slope to the vertical equal to tgγ = 1.22⋅tgα = 1.22 ... 0.25 = 0.305, and we obtain a slope of 30.5%.

В связи с предусмотренным уширением шейки в чистовом универсальном трехвалковом калибре, коэффициент вытяжки будет, соответственно, меньше коэффициента высотной деформации на величину, зависящую от величины уширения в этом калибре, поэтому определение толщины шейки в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре осуществляется по формуле через вытяжку шейки в чистовом универсальном трехвалковом калибре (Головатенко А.В. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов / А.В. Головатенко, К.В. Волков, В.В. Дорофеев [и др.]. Производство проката, 2014. №2. С. 25-39.).Due to the envisaged neck broadening in the finishing universal three-roll gauge, the drawing coefficient will be correspondingly lower than the height-strain coefficient by an amount depending on the broadening in this gauge, therefore, the neck thickness in the finishing four-roll universal gauge is determined by the formula through the neck drawing in the finishing universal three-roll caliber (Golovatenko A.V. Development of rolling technology and processes for calibrating railway rails / A.V. Golovatenko, K.V. Volkov, V. .V. Dorofeev [et al.]. Production of rolled products, 2014. No. 2. P. 25-39.).

Для определения толщины фланцев подошвы по кромке

Figure 00000002
и основанию
Figure 00000003
в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре воспользуемся геометрическими соотношениями, приравняв вытяжки по фланцам и шейке раската в чистовом универсальном трехвалковом калибре
Figure 00000004
To determine the thickness of the flanges of the sole at the edge
Figure 00000002
and the foundation
Figure 00000003
in the prefabricated universal four-roll caliber, we use the geometric relations, equating the hoods along the flanges and the neck of the peal in the final universal three-roll caliber
Figure 00000004

Таким образом, исходя из особенностей формы фланцев подошвы, представляющих собой прямоугольную трапецию рассчитываем их основные размеры (

Figure 00000002
,
Figure 00000003
и АВ).Thus, based on the peculiarities of the shape of the flanges of the sole, which are a rectangular trapezoid, we calculate their main dimensions (
Figure 00000002
,
Figure 00000003
and AB).

Поскольку головка в чистовом универсальном трехвалковом калибре прокатывается в двухвалковой части этого калибра, то деформация ее рассчитывается по формулам для закрытого фланца (Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович. М: Теплотехника, 2008. 490 с.).Since the head in the finishing universal three-roll gauge is rolled in the two-roll part of this caliber, its deformation is calculated according to the formulas for the closed flange (V. Smirnov, Calibration of the rolling rolls / V.K. Smirnov, V.A. Shilov, Yu.V. Inatovich . M: Heat engineering, 2008.490 s.).

На фиг. 12, а, б, в приведены размеры фланцев предчистового универсального четырехвалкового калибра для прокатки рельсов типа Р65 при значениях уклонов боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы, горизонтальных валков в универсальных четырехвалковых калибрах при следующих значениях уклонов:In FIG. 12, a, b, c shows the dimensions of the universal flange Predchistovaya caliber four-high rolling type P65 rails at values of slope of the side faces forming the flanges of the inner edges of the sole, universal horizontal rolls in four-high caliber for the following values of slopes:

а - при неизменяющихся в процессе прокатки, т.е. tgα=tgγ; a - when unchanged during the rolling process, i.e. tgα = tgγ;

б - при tgγ=1,14⋅tgα;b - at tgγ = 1.14⋅tgα;

в - при tgγ=1,30⋅tgα.c - at tgγ = 1.30⋅tgα.

Расчет размеров фланцев подошвы чистового универсального трехвалкового и предчистового универсального четырехвалкового калибров определялся из геометрических соотношений согласно фиг. 11.The calculation of the sizes of the flanges of the sole of the finishing universal three-roll and pre-cleaning universal four-roll calibers was determined from the geometric relationships according to FIG. eleven.

Как видно из расчетов, при условии равенства коэффициентов вытяжки шейки и подошвы рельса и одинаковых уклонах боковых граней формирующих внутренние грани фланцев подошвы, горизонтальных валков, при прокатке раската в чистовом универсальном трехвалковом и предчистовом универсальном четырехвалковом калибрах, обжатие кромки фланца подошвы составляет Δа кр=14,21-11,34=2,87 мм; при уклонах этих же боковых граней горизонтальных валков предчистового универсального четырехвалкового калибра, равных 1,14 величины уклона соответствующих боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре, обжатие кромки фланцев подошвы в чистовом калибре составляет Δа кр=12,88-11,34=1,54 мм; при уклонах боковых граней горизонтальных валков предчистового универсального четырехвалкового калибра равных 1,30 величины уклона соответствующих боковых граней горизонтальных валков в чистовом универсальном трехвалковом калибре обжатие кромки фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре составляет Δа кр=11,37-11,34=0,03 мм.As can be seen from the calculations, provided that the coefficients of the draw neck and the bottom of the rail are equal and the side edges are identical slopes forming the inner faces of the sole flanges, horizontal rolls, when rolling the roll in the finishing universal three-roll and pre-cleaning universal four-roll calibers, the compression of the edge of the sole flange is Δ a cr = 14.21-11.34 = 2.87 mm; when the slopes of the same lateral faces of the horizontal rolls of the prefabricated universal four-roll caliber are equal to 1.14 of the slope of the corresponding side faces of the horizontal rolls in the finishing universal three-roll caliber, the compression of the edge of the flanges of the sole in the finishing gauge is Δ and cr = 12.88-11.34 = 1.54 mm; when the slopes of the lateral faces of the horizontal rolls of the prefabricated universal four-roll caliber are equal to 1.30 the slope of the corresponding side faces of the horizontal rolls in the finishing universal three-roll caliber, the compression of the edge of the flanges of the sole in the final universal three-roll caliber is Δ and cr = 11.37-11.34 = 0, 03 mm.

Таким образом, при tgγ=1,14⋅tgα обжатие кромки фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре меньше на 2,87-1,54=1,33 мм, чем при одинаковых уклонах (tgγ=tgα), что соответствует уменьшению обжатия на 46%, а при tgγ=1,30⋅tgα обжатие кромки фланцев подошвы в чистовом универсальном трехвалковом калибре меньше на 2,87-0,03=2,84 мм, чем при одинаковых уклонах (tgγ=tgα), что соответствует уменьшению обжатия на 99%.Thus, at tgγ = 1.14⋅tgα, the compression of the edge of the flanges of the sole in the universal universal three-roll caliber is less by 2.87-1.54 = 1.33 mm than with the same slopes (tgγ = tgα), which corresponds to a decrease in compression by 46%, and at tgγ = 1.30⋅tgα, the compression of the edge of the sole flanges in the finishing universal three-roll caliber is less by 2.87-0.03 = 2.84 mm than with the same slopes (tgγ = tgα), which corresponds to a reduction in compression by 99%.

Заявляемый способ прокатки рельсов позволил получить следующий технический результат:The inventive method of rolling rails allowed to obtain the following technical result:

- более эффективно использовать клети в непрерывно-реверсивной группе клетей;- more efficient use of stands in a continuously reversible group of stands;

- улучшить качество рельсов за счет повышения точности формы и размеров головки рельсов при обработке поверхности катания вертикальным валком в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре;- to improve the quality of the rails by improving the accuracy of the shape and size of the rail head when machining the rolling surface with a vertical roll in the prefabricated universal four-roll caliber;

- повысить прямолинейность и точность профиля на всей длине длинномерных рельсов за счет формирования рельсового профиля с уменьшенными усилиями деформации в калибрах на последней стадии прокатки в сочетании с отсутствием натяжения в чистовом универсальном трехвалковом калибре при проходе в отдельно стоящей клети U0;- to increase the straightness and accuracy of the profile along the entire length of long rails due to the formation of a rail profile with reduced deformation forces in gauges at the last rolling stage in combination with the absence of tension in the finishing universal three-roll gauge when passing in a separate stand U0;

- обеспечить стабильный процесс прокатки без травмирования валков за счет увеличения в схеме прокатки формирующих рельсовых калибров;- to provide a stable rolling process without injuring the rolls due to an increase in the rolling pattern of forming rail gauges;

- уменьшить выработку горизонтальных валков чистовой универсальной трехвалковой клети, что позволило повысить стойкость и сократить простои стана на зачистку валков.- to reduce the production of horizontal rolls of the finishing universal three-roll stand, which increased the resistance and reduced downtime of the mill for cleaning the rolls.

Claims (1)

Способ прокатки рельсов, включающий изготовление исходной рельсовой заготовки в дуо-реверсивных клетях, дальнейшую прокатку ее в непрерывно-реверсивной группе клетей за три прохода, в котором в первом и втором проходах формирование профиля осуществляют в следующей последовательности: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр, а в третьем проходе в следующей последовательности: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр, при этом горизонтальные валки универсальных четырехвалковых и чистового трехвалкового калибров выполняют с уклонами к вертикали боковых граней, формирующих внутренние грани фланцев подошвы профиля, отличающийся тем, что в третьем проходе дополнительно осуществляют формирование профиля в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре по схеме, включающей следующую последовательность: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - предчистовой универсальный четырехвалковый калибр - чистовой универсальный трехвалковый калибр, при этом величина уклонов боковых граней горизонтальных валков универсальных четырехвалковых калибров, в том числе и предчистовом, составляет 1,14÷1,30 величины уклона соответствующих боковых граней горизонтальных валков чистового универсального трехвалкового калибра.A method of rolling rails, including the manufacture of the original rail billet in duo-reversible stands, its further rolling in a continuously reversible group of stands in three passes, in which the profile is formed in the first and second passes in the following sequence: universal four-roll gauge - auxiliary two-roll gauge - universal four-roll caliber, and in the third pass in the following sequence: universal four-roll caliber - auxiliary two-roll caliber - pure the universal three-roll gauge, while the horizontal rolls of the universal four-roll and finishing three-roll calibers are performed with slopes to the vertical of the side faces forming the inner faces of the flanges of the sole of the profile, characterized in that in the third pass, the profile is additionally formed in the pre-finished universal four-roll gauge according to a scheme including the following sequence: universal four-roll caliber - auxiliary two-roll caliber - prefilter universal etyrehvalkovy caliber - finishing universal triple roll caliber, the slope value of lateral faces of the horizontal rolls of the universal four-high caliber, including Predchistovaya is 1.14 ÷ 1.30 bias value of the respective side faces of the horizontal rolls of the universal finishing three-roller caliber.
RU2019114014A 2019-05-06 2019-05-06 Method of rolling rails RU2710410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114014A RU2710410C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of rolling rails

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114014A RU2710410C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of rolling rails

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710410C1 true RU2710410C1 (en) 2019-12-26

Family

ID=69022786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114014A RU2710410C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of rolling rails

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710410C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764911C1 (en) * 2021-07-26 2022-01-24 Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1246880A3 (en) * 1983-03-21 1986-07-23 Сасилор (Фирма) Method of rolling rail-shaped section billet
RU2429090C1 (en) * 2010-04-12 2011-09-20 Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") Procedure for rail rolling
EP2408967A2 (en) * 2009-03-16 2012-01-25 Tata Steel UK Ltd A method of rolling rails, apparatus for rolling rails and rail produced according to said method
RU2668626C1 (en) * 2017-05-02 2018-10-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of rolling rails

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1246880A3 (en) * 1983-03-21 1986-07-23 Сасилор (Фирма) Method of rolling rail-shaped section billet
EP2408967A2 (en) * 2009-03-16 2012-01-25 Tata Steel UK Ltd A method of rolling rails, apparatus for rolling rails and rail produced according to said method
RU2429090C1 (en) * 2010-04-12 2011-09-20 Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") Procedure for rail rolling
RU2668626C1 (en) * 2017-05-02 2018-10-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of rolling rails

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764911C1 (en) * 2021-07-26 2022-01-24 Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0498733B1 (en) Method of rolling steel shapes
RU2530609C2 (en) Method of rail rolling, device for rail rolling and rail thus made
RU2710410C1 (en) Method of rolling rails
RU2429090C1 (en) Procedure for rail rolling
RU2668626C1 (en) Method of rolling rails
US5553475A (en) Method for detecting setting errors of clearance between rollers in universal rolling mill, and method for rolling H-shaped steel having favorable flange dimensions utilizing same detecting method
RU2764911C1 (en) Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base
Dorofeev et al. Improvement of the Technology of Rolling Rails in Universal Stands on Modern Rail Rolling Mills
RU2784961C1 (en) Roughing pass system for rolling railway rails
RU2776314C1 (en) Rail rolling method (variants)
JP2953337B2 (en) Rolling method for H-section steel
JP2021030234A (en) Production method for asymmetric h-steel having right-and-left flange thicknesses different from each other
RU2787897C1 (en) Method for rolling tramway grooved rails
RU2346762C1 (en) Method for rolling of sectional bars
JP7280504B2 (en) Method for manufacturing asymmetric H-beam steel with different left and right flange thicknesses
RU2717251C1 (en) Method of rolling rails
RU2165807C1 (en) Tension box grooved pass
JP3419017B2 (en) Rolling method for H-section steel
Sparling (A) Hot and cold rolling
RU2627140C1 (en) Method for rail rolling
EP0736341A1 (en) H-steel manufacturing method
RU2237529C1 (en) Method for rolling round shapes
SU908434A1 (en) Blooming mill technological tool
JP2021098210A (en) Manufacturing method for asymmetric h-shaped steel having left and right flange with different thickness
RU2288049C1 (en) Large channel sections rolling method in three-high rolling stand