鋼軌萬能法軋制工藝的製作方法

2023-07-04 20:54:56 2

專利名稱：鋼軌萬能法軋制工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼軌的軋制工藝，尤其是涉及一種鋼軌的萬能法軋制工藝。
背景技術：
目前，現代化的鋼軌生產企業一般採用的鋼軌生產流程為電爐或轉爐-LF爐-VD 爐-連鑄-緩冷_加熱_高壓水除鱗-BD區開坯-萬能區中軋和精軋_列印-冷卻_矯 直_檢測中心_補矯_鋸頭鑽孔_質量檢查-發貨。其中，在BD區開坯後的軌形軋件經輥 道輸送至萬能區進行中軋和精軋，軌形軋件在進入萬能區後，如圖2所示，軌形軋件的腰部 始終處於水平狀態進行軋制，萬能區的各個萬能軋機採用臥式軋制工藝對軌形軋件進行軋 制，即通過軋機的上下水平輥對軌形軋件的腹腔進行加工，通過軋機的左右立輥對軌形軋 件的頭部和腿部進行加工，這種軋制工藝會產生如下不足1、在萬能軋機軋制過程中，由於在孔型中的軌形軋件頭部處於懸空狀態，使得軌 形軋件在孔型中有可能發生扭轉，扭轉後的軌形軋件在軋制過程中受力不均，導致最終的 成品鋼軌對稱性較差，上下腿的對稱差值達2-3毫米；2、扭轉後的軌形軋件還有可能導致萬能軋機的上下水平輥延各自的軸向搓動，使 得上下水平輥各有一側受力大，另一側受力小，這就導致軌形軋件腹腔的受力不均，受力較 大處加工質量好，受力較小處加工質量差，最終導致成品鋼軌腹腔的加工質量較差；3、扭轉後的軌形軋件由於受力不均，會導致工作踏面填充不好；4、扭轉後的軌形軋件還會對軋輥產生非正常磨損，從而損壞軋輥原有的孔型。為了克服上述不足，通常的做法是改變UF孔型，中國專利200610135190. 3公開了 一種萬能法軋制重軌UF孔型傾斜設計，該設計的要點在於將UF孔型傾斜設計，UF孔型上 端設置上輥，上輥對稱的下面設置下輥；孔型是以軌底上斜面與軌腰中線交點為原點，向上 旋轉a角的位置，所述的a角為0.1-1度。由於該設計的a角太小，上述臥式軋制工藝 的不足沒有得到明顯改善，要得到明顯改善則a角必須達到10-12度，但這樣會導致萬能 軋機的左右立輥的軸向力達到1000-1200KN，較難實現。《軋鋼》第25卷第3期的文章《萬能法軋制鋼軌不對稱缺陷成因及對策》中提出了 一種克服上述臥式軋制工藝不足的方法，以UF孔型的腰和腿的交點為基點，使軌頭向上偏 移0. 1-1. 3mm,以「矯過正」的方法可以獲得斷面對稱的成品鋼軌。但該方法經現場應用極 不穩定，軋制到100支鋼坯後，孔型便因磨損恢復到原有狀態，需要重新更混軋輥，使得生 產效率較低且生產成本較高。另外，中國專利200610096659. 7中公開了一種H型鋼立式軋制方法，該方法在H 型軋件進入中、精軋機前，由翻鋼裝置翻轉90度，軋件端面現對於軋制線由H型翻轉成工 形，腹板呈垂直狀態，翼緣呈水平狀態；翻轉過的軋件再進入立式萬能軋機和立式萬能軋邊 機進行中精軋，一邊對軋件高度和翼緣寬度的軋制，一邊對腹板、翼緣的厚度碾壓減薄，在 軋制過程中腹板處於垂直狀態，翼緣處於水平狀態中；軋件軋製成型後進行切斷，上冷床後 再翻轉90度進行冷卻。該方法解決的問題是減少軋件在軋制過程中的溫度急劇下降，降低
3軋制力和力矩，降低軋制生產線的能耗，擴大H型鋼產品品種、規格，生產出更加輕型薄壁 的H型鋼鋼材。上述方法涉及的是H型鋼的軋制方法，與鋼軌的軋制方法屬於不同的技術 領域，而且上述方法解決的問題是減少軋件在軋制過程中的溫度急速下降，降低軋制力和 力矩，降低軋制生產的能耗，生產出更加輕型薄壁的H型鋼材。

發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種可以避免軌形軋件在軋制過程中頭部懸空的 鋼軌萬能法軋制工藝。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是鋼軌萬能法軋制工藝，包括鋼坯在 BD區開坯形成軌形軋件，還包括以下步驟a、所述軌形軋件從BD區的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通過第一翻鋼裝置翻 轉，使軌形軋件的腰部變為垂直狀態，軌形軋件的頭部位於腿部的上方；b、將步驟a中翻轉過的軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進 行中軋和精軋，在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔 通過立式萬能軋機的左右立輥進行軋制，軌形軋件的頭部受到立式萬能軋機左右立輥的支 撐；c、將步驟b軋製成形的軌形軋件進入冷床進行冷卻。進一步的是步驟b軋製成形的軌形軋件在進入冷床進行冷卻前，先通過鋼軌打 印機進行列印，所述軌形軋件進入鋼軌印表機前，將所述鋼軌印表機的列印頭旋轉90度， 然後進行列印，使字符列印在軌形軋件的腰部上，在列印過程中，軌形軋件的腰部處於垂直 狀態，然後將列印完成後的軌形軋件通過第二翻鋼裝置翻轉90度，使軌形軋件的腰部由垂 直狀態變為水平狀態，再將所述軌形軋件進入冷床進行冷卻。進一步的是步驟b中所述萬能區內用於中軋的立式萬能軋機的孔型由上下水平 輥和左右立輥形成，且用於中軋的立式萬能軋機的下水平輥的線速度與上水平輥的線速度 之比為 1. 01-1. 03。進一步的是步驟b中所述萬能區的立式萬能軋機的各道次的頭部延伸係數大於 腿部延伸係數；本道次的頭部延伸係數=上一道次孔型的頭部面積/本道次孔型的頭部面積；本道次的腿部延伸係數=上一道次孔型的腿部面積/本道次孔型的腿部面積。進一步的是步驟b所述萬能區的軋制線上依次布置有用於中軋的U1立式萬能軋 機、E1立式軋邊機、U2立式萬能軋機、E2立式軋邊機以及用於精軋的UF立式萬能軋機。
進一步的是所述UF立式萬能軋機包括下水平輥和左右立輥，上述UF立式萬能軋 機的孔型由其下水平輥和左右立輥形成。進一步的是在第一翻鋼裝置與U1立式萬能軋機之間的軋制線上設置有高壓水 除磷裝置。進一步的是在E1立式軋邊機與U2立式萬能軋機之間的軋制線上依次設置有高 壓水除磷裝置和高壓風除磷裝置。進一步的是在E2立式軋邊機與UF立式萬能軋機之間的軋制線上設置有高壓風 除磷裝置。
進一步的是所述軌形軋件從BD區的先導孔軋出後在經第一翻鋼裝置翻轉前位 於輥道上，所述軌形軋件與輥道接觸一側為散熱慢側，不與輥道接觸一側為散熱快側，所述 高壓水除磷裝置和高壓風除磷裝置上與軌形軋件的散熱慢側相對的噴頭的數量大於與軌 形軋件的散熱快側相對的噴頭數量。本發明的有益效果是由於在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部始終保持垂 直狀態，軌形軋件的頭部位於腿部上方，軌形軋件的腹腔通過立式萬能軋機的左右立輥來 軋制，使得軌形軋件的頭部可以受到立式萬能軋機左右立輥的支撐，因此軌形軋件的頭部 不會由於懸空而帶動整個軌形軋件發生扭轉，這就使得軌形軋件在軋制過程中受力均勻， 最終的成品鋼軌的頭部填充飽滿，腹腔加工質量較好，工作踏面填充較好，對稱性較好。


圖1為本發明鋼軌萬能法軋制工藝的各裝置延軋制線布置的示意圖；圖2為現有的臥式軋制工藝的示意圖；圖3為正常軌形軋件延軋制線方向的示意圖；圖4為軌形軋件延軋制線方向下彎的示意圖；圖5為立式萬能軋機包括上下水平輥和左右立輥的示意圖；圖6為立式萬能軋機包括下水平輥和左右立輥的示意圖；圖7為立式軋邊機的示意圖；圖8為位於輥道上的軌形軋件的示意圖。圖中標記為1_BD區，2-第一翻鋼裝置，3-高壓水除磷裝置，4_U1立式萬能軋機， 5-E1立式軋邊機，6-U2立式萬能軋機，7-E2立式軋邊機，8-高壓風除磷裝置，9-UF立式萬 能軋機，10-第三翻鋼裝置，11-鋼軌印表機，12-第二翻鋼裝置，13-冷床，14-上水平輥， 15-左立輥，16-右立輥，17-下水平輥，18-頭部，19-腰部，20-腿部，22-腹腔，23-輥道， 25-左軋邊機立輥，26-右軋邊機立輥，27-散熱慢側，28-散熱快側。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。鋼軌萬能法軋制工藝，包括鋼坯在BD區1開坯形成軌形軋件，還包括以下步驟a、 所述軌形軋件從BD區1的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通過第一翻鋼裝置2翻轉，使軌 形軋件的腰部19變為垂直狀態，軌形軋件的頭部18位於腿部20的上方；b、將步驟a中翻 轉過的的軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進行中軋和精軋，在萬能區 的軋制過程中，軌形軋件的腰部19處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔22通過立式萬能軋機的 左右立輥進行軋制，軌形軋件的頭部18受到立式萬能軋機左右立輥的支撐；c、將步驟b軋 製成形的軌形軋件進入冷床13進行冷卻。上述步驟c中，軌形軋件在進入冷床13前，可先 通過翻鋼裝置翻轉，使軌形軋件的腰部成水平狀態，再通過冷床冷卻，這樣便於使用現有的 冷床對軌型軋件進行冷卻。由於在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部19始終保持垂 直狀態，軌形軋件的頭部18位於腿部20上方，軌形軋件的腹腔22通過立式萬能軋機的左 右立輥進行軋制，使得軌形軋件的頭部18可以受到立式萬能軋機左右立輥的支撐，由於頭 部18受到支撐且受力均勻，因此軌形軋件的頭部18不會由於懸空而帶動整個軌形軋件發生扭轉，這就使得軌形軋件在軋制過程中整體受力均勻，最終的成品鋼軌的頭部18填充飽 滿，腹腔22加工質量較好，工作踏面填充較好，對稱性較好。實施例一由圖1、圖5和圖7所示，軌形軋件從BD區1的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通 過第一翻鋼裝置2翻轉，軌形軋件的腰部19變為垂直狀態，軌形軋件的頭部18位於腿部20 的上方；再將翻轉過的的軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進行中軋和 精軋，在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部19處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔22通過 立式萬能軋機的左右立輥來軋制，軌形軋件的頭部18受到立式萬能軋機左右立輥的支撐； 然後將從萬能區軋製成形的軌形軋件通過第三翻鋼裝置10翻轉90度，使軌形軋件的腰部 19由垂直狀態變為水平狀態，再將翻轉後的軌形軋件進入鋼軌印表機11進行列印，將列印 完成後的軌形軋件進入冷床13進行冷卻。實施例二 由圖1、圖5和圖7所示，軌形軋件從BD區1的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通 過第一翻鋼裝置2翻轉，軌形軋件的腰部19變為垂直狀態，軌形軋件的頭部18位於腿部20 的上方；再將翻轉過的的軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進行中軋和 精軋，在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部19處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔22通過 立式萬能軋機的左右立輥來軋制，軌形軋件的頭部18受到立式萬能軋機左右立輥的支撐； 從萬能區軋製成形的軌形軋件在進入鋼軌印表機11前，將所述鋼軌印表機11的列印頭旋 轉90度，然後進行列印，使字符列印在軌形軋件的腰部19上，在列印過程中，軌形軋件的腰 部19處於垂直狀態，然後將列印完成後的軌形軋件通過第二翻鋼裝置12翻轉90度，使軌 形軋件的腰部19由垂直狀態變為水平狀態，再將所述軌形軋件進入冷床13進行冷卻。實施例三在實施例一或實施例二的基礎上，所述萬能區內用於中軋的立式萬能軋機的孔 型由上下水平輥和左右立輥形成，且用於中軋的立式萬能軋機的下水平輥的線速度與上 水平輥的線速度之比為1.01-1.03。下水平輥的線速度與上水平輥的線速度的比值可以 為1. 01,1. 015,1. 02或1. 03等。在上水平輥和下水平輥的輥徑相同的情況下，可使下 水平輥的轉速大於上水平輥的轉速，使得下水平輥的線速度與上水平輥的線速度之比為 1. 01-1. 03 ；當然，在轉速相同的情況下，也可通過增加下水平輥的輥徑，使下水平輥的輥徑 大於上水平輥的輥徑也可使得下水平輥的線速度與上水平輥的線速度之比為1. 01-1. 03。 採用上述工藝，如圖3至圖5所示，可以使軌形軋件腿部20所受下水平輥17向上的作用力 比頭部18所受上水平輥14向下的作用力大，這樣可以給予軌形軋件整體向上的支撐力，該 支撐力可以用於克服軌形軋件由於各部分延伸不均導致的沿軋制線方向下彎的缺陷。實施例四在萬能區軋制過程中，軌形軋件的腰部19處於垂直狀態，軌形軋件的頭部18位於 腿部20的上方，由於軌形軋件受重力作用，使得軌形軋件的各部分在延伸過程中，頭部18 的金屬向腰部19流動的趨勢較大，而腿部20的金屬向腰部流動的趨勢較小，這就可能導致 頭部金屬填充不飽滿，影響成品鋼軌頭部的完整性。為了保證軌形軋件的頭部可以填充飽 滿，保持成品鋼軌的頭部的完整性，在實施例一、實施例二或實施例三的基礎上，所述萬能 區的立式萬能軋機的各道次的頭部延伸係數大於腿部延伸係數；
本道次的頭部延伸係數=上一道次孔型的頭部面積/本道次孔型的頭部面積；本道次的腿部延伸係數=上一道次孔型的腿部面積/本道次孔型的腿部面積。上述孔型面積的變化是通過調整立式萬能軋機的各個輥子之間的距離來實現的。 採用上述工藝，可以使軌形軋件在軋制過程中，保持頭部有充足的金屬量用於填充孔型，保 證成品鋼軌頭部的完整性。實施例五由圖1所示，在上述任意一個實施例的基礎上，所述萬能區的軋制線上依次布置 有用於中軋的U1立式萬能軋機4、E1立式軋邊機5、U2立式萬能軋機6、E2立式軋邊機7以 及用於精軋的UF立式萬能軋機9。萬能區採用上述布置方式，不但可以保證軌形軋件通過萬能區的軋制後符合成品 鋼軌的尺寸和質量要求，而且可以節省萬能區的佔地空間，使整個鋼軌生產線結構緊湊，另 外，採用上述布置方式，還可以降低生產成本。當然上述萬能區可以有其它布置方式，例如，可以將4架立式萬能軋機和3架立式 軋邊機間隔設置，最後一架立式萬能軋機用於精軋，也可以將5架立式萬能軋機和4架立式 軋邊機間隔設置，最後一架立式萬能軋機用於精軋，也可以是其它種類的布置方式。實施例六由於軌形軋件在立式萬能軋機軋制過程中，頭部受上水平輥的擠壓可能出現起稜 的缺陷，為了避免軌形軋件在經過萬能區軋制後出現頭部起稜的缺陷，在實施例五的基礎 上，由圖6所示，所述UF立式萬能軋機9包括下水平輥17，左立輥15和右立輥16，上述UF 立式萬能軋機9的孔型由其下水平輥和左右立輥形成。由於萬能區最後一架用於精軋的立 式萬能機UF沒有設置上水平輥，如果軌形軋件在進入UF立式萬能軋機前頭部出現起稜缺 陷，則軌形軋件經過UF立式萬能軋機軋制後可以消除頭部起稜的缺陷。當然，上述UF立式 萬能軋機也可以由四個軋輥組成，即包括上水平輥，下水平輥，左立輥和右立輥，只是用於 精軋的UF立式萬能軋機為軋制線上最後一臺軋機，如果該軋機也由四個輥組成，較難消除 軌形軋件頭部起稜的缺陷。另外，上述立式軋邊機如圖7所示，由左軋邊機立輥25和右軋 邊機立輥26組成。實施例七在實施例五或實施例六的基礎上，在第一翻鋼裝置2與U1立式萬能軋機4之間的 軋制線上設置有高壓水除磷裝置3。通過高壓水除磷裝置3對軌形軋件進行處理可以改善 軌形軋件的表面質量。實施例八在實施例七的基礎上，在E1立式軋邊機5與U2立式萬能軋機6之間的軋制線上 依次設置有高壓水除磷裝置3和高壓風除磷裝置8。通過設置高壓水除磷裝置和高壓風除 磷裝置對軌形軋件進行處理可以改善軌形軋件的表面質量。實施例九在實施例八的基礎上，在E2立式軋邊機7與UF立式萬能軋機9之間的軋制線上 設置有高壓風除磷裝置8。採用上述工藝可以進一步改善軌形軋件的表面質量。實施例十在實施例七、實施例八或實施例九的基礎上，如圖1和圖8所示，所述軌形軋件從BD區1的先導孔軋出後在經第一翻鋼裝置2翻轉前位於輥道23上，所述軌形軋件與輥道 23接觸一側為散熱慢側27，不與輥道23接觸一側為散熱快側28。在設置高壓水除磷裝置 3或高壓風除磷裝置8時要保證該裝置上與軌形軋件的散熱慢側27相對的噴頭的數量大於 與軌形軋件的散熱快側28相對的噴頭數量。 由於軌形軋件在從BD區的先導孔軋出經翻鋼裝置翻轉90度後，軌形軋件的腰部 處於垂直狀態，此時，軌形軋件上散熱快側由於溫度下降較多，散熱慢側由於溫度下降較 少，整個軌形軋件散熱不均，使得軌形軋件有可能向散熱快側彎曲，彎曲的軌形軋件有可能 對軋制線上的導位或軋輥產生撞擊，導致軌形軋件、導位或軋輥的損壞。採用上述方法，不 但可以改善軌形軋件的表面質量，而且可以有效降低軌形軋件由於散熱不均發生側彎的程 度，甚至可以避免側彎。
權利要求
鋼軌萬能法軋制工藝，包括鋼坯在BD區開坯形成軌形軋件，其特徵是還包括以下步驟a、所述軌形軋件從BD區(1)的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通過第一翻鋼裝置翻轉，使軌形軋件的腰部(19)變為垂直狀態，軌形軋件的頭部(18)位於腿部(20)的上方；b、將步驟a中翻轉過的軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進行中軋和精軋，在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部(19)處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔(22)通過立式萬能軋機的左右立輥進行軋制，軌形軋件的頭部(18)受到立式萬能軋機左右立輥的支撐；c、將步驟b軋製成形的軌形軋件進入冷床(13)進行冷卻。
2.如權利要求1所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是步驟b軋製成形的軌形軋件 在進入冷床(13)進行冷卻前，先通過鋼軌印表機(11)進行列印，所述軌形軋件進入鋼軌打 印機(11)前，將所述鋼軌印表機(11)的列印頭旋轉90度，然後進行列印，使字符列印在軌 形軋件的腰部(19)上，在列印過程中，軌形軋件的腰部(19)處於垂直狀態，然後將列印完 成後的軌形軋件通過第二翻鋼裝置(12)翻轉90度，使軌形軋件的腰部(19)由垂直狀態變 為水平狀態，再將所述軌形軋件進入冷床(13)進行冷卻。
3.如權利要求1或2所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是步驟b中所述萬能區內 用於中軋的立式萬能軋機的孔型由上下水平輥和左右立輥形成，且用於中軋的立式萬能軋 機的下水平輥的線速度與上水平輥的線速度之比為1. 01-1. 03。
4.如權利要求1或2所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是步驟b中所述萬能區的 立式萬能軋機的各道次的頭部延伸係數大於腿部延伸係數；本道次的頭部延伸係數=上一道次孔型的頭部面積/本道次孔型的頭部面積；本道次的腿部延伸係數=上一道次孔型的腿部面積/本道次孔型的腿部面積。
5.如權利要求1或2所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是步驟b所述萬能區的軋 制線上依次布置有用於中軋的U1立式萬能軋機(4)、E1立式軋邊機(5)、U2立式萬能軋機 (6)、E2立式軋邊機(7)以及用於精軋的UF立式萬能軋機(9)。
6.如權利要求5所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是所述UF立式萬能軋機(9)包 括下水平輥和左右立輥，上述UF立式萬能軋機(9)的孔型由其下水平輥和左右立輥形成。
7.如權利要求6所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是在第一翻鋼裝置⑵與U1立 式萬能軋機(4)之間的軋制線上設置有高壓水除磷裝置(3)。
8.如權利要求7所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是在E1立式軋邊機(5)與U2立 式萬能軋機(6)之間的軋制線上依次設置有高壓水除磷裝置(3)和高壓風除磷裝置(8)。
9.如權利要求8所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是在E2立式軋邊機(7)與UF立 式萬能軋機(9)之間的軋制線上設置有高壓風除磷裝置(8)。
10.如權利要求9所述的鋼軌萬能法軋制工藝，其特徵是所述軌形軋件從BD區(1)的 先導孔軋出後在經第一翻鋼裝置(2)翻轉前位於輥道上，所述軌形軋件與輥道接觸一側為 散熱慢側(27)，不與輥道接觸一側為散熱快側(28)，所述高壓水除磷裝置(3)和高壓風除 磷裝置(8)上與軌形軋件的散熱慢側(27)相對的噴頭的數量大於與軌形軋件的散熱快側 (28)相對的噴頭數量。
全文摘要
本發明公開了一種鋼軌萬能法軋制工藝，可以避免軌形軋件在軋制過程中頭部懸空。該工藝包括鋼坯在BD區開坯形成軌形軋件，軌形軋件從BD區的先導孔軋出後，在進入萬能區前，通過第一翻鋼裝置翻轉，軌形軋件的腰部變為垂直狀態；然後將軌形軋件進入萬能區通過立式萬能軋機和立式軋邊機進行中軋和精軋，在萬能區的軋制過程中，軌形軋件的腰部處於垂直狀態，軌形軋件的腹腔通過立式萬能軋機的左右立輥進行軋制，軌形軋件的頭部受到立式萬能軋機左右立輥的支撐；再將軌形軋件進入鋼軌印表機進行列印，將列印完的軌形軋件進入冷床進行冷卻。採用上述工藝，最終的成品鋼軌的頭部填充飽滿，腹腔加工質量較好，工作踏面填充較好，對稱性較好。
文檔編號B21B1/085GK101844150SQ20101017625
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者林剛, 程鋮, 範天智, 趙雲, 陶功明 申請人:攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司