鋼軌熱軋工藝流程

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鋼軌的生產(chǎn)過(guò)程：

傳統(tǒng)的鋼軌生產(chǎn)工藝及先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝區(qū)別和特點(diǎn)    （1）傳統(tǒng)的鋼軌生產(chǎn)工藝及先進(jìn)的生產(chǎn)工藝    傳統(tǒng)鋼軌的生產(chǎn)工藝為：平爐（轉(zhuǎn)爐）—→DH真空裝置—→澆鑄鋼錠—→均熱爐加熱—→初軋機(jī)開(kāi)坯—→冷卻—→上料—→加熱爐二次加熱—→開(kāi)坯機(jī)開(kāi)坯—→粗軋—→精軋—→打印機(jī)—→緩冷—→冷卻—→矯直—→探傷—→補(bǔ)矯—→鋸頭鉆孔—→質(zhì)量檢查—→發(fā)貨。    先進(jìn)鋼軌生產(chǎn)工藝為：電爐或轉(zhuǎn)爐—→LF爐—→VD爐—→連鑄—→緩冷—→加熱—→高壓水除鱗—→一次開(kāi)坯—→二次開(kāi)坯—→萬(wàn)能粗軋—→萬(wàn)能中軋—→二次高壓水除鱗—→萬(wàn)能精軋—→打印機(jī)—→冷卻—→矯直—→檢測(cè)中心（表面檢查、平直度測(cè)量、超聲波探傷）—→補(bǔ)矯—→鋸頭鉆孔—→質(zhì)量檢查—→發(fā)貨。    各自的工藝特點(diǎn)如下：    傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝不能生產(chǎn)50m以上長(zhǎng)尺鋼軌，先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝能生產(chǎn)100m以上長(zhǎng)鋼軌；    傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝沒(méi)有除鱗設(shè)備，不能很好保證鋼軌表面質(zhì)量，而先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝二次除鱗可保證鋼軌的表面質(zhì)量；　　傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝加熱爐加熱的鋼坯溫度不均,造成一支鋼軌斷面尺寸的波動(dòng)；成品斷面的對(duì)稱性不理想,軌高、底寬、腹高等尺寸控制精度不高；鋼軌腿端加工不好。先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝用萬(wàn)能軋機(jī)生產(chǎn)鋼軌，可保證鋼軌的尺寸精度；　　先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝用萬(wàn)能軋機(jī)生產(chǎn)鋼軌，表面質(zhì)量好；　　先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝在冷床可實(shí)現(xiàn)鋼軌的預(yù)彎，減少矯后鋼軌的殘余應(yīng)力；　　傳統(tǒng)鋼軌生產(chǎn)工藝改造前鋼軌矯直存在矯直盲區(qū)，端頭平直度、端頭扭轉(zhuǎn)較難控制，端頭扭轉(zhuǎn)要靠軋制工序進(jìn)行控制。先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)尺矯直和長(zhǎng)尺探傷，可減少矯直盲區(qū)和探傷盲區(qū)；　　先進(jìn)的鋼軌生產(chǎn)工藝可以長(zhǎng)尺交貨，從而可減少鐵路部門(mén)焊縫數(shù)量，增加行車(chē)安全感?！　】仔拖到y(tǒng)　　傳統(tǒng)的孔型系統(tǒng)一般是由一個(gè)梯形孔、三個(gè)帽形孔和五個(gè)軌形孔組成,為提高鋼軌的質(zhì)量,改用了六個(gè)軌形孔,使實(shí)物質(zhì)量得到改善，但仍不能滿足用戶需要?！　∥覈?guó)的鋼軌生產(chǎn)在2004年以前均采用上述二輥孔型軋制系統(tǒng)，但用該孔型軋制存在如下問(wèn)題：　　軌頭踏面形狀難以保證。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定軌頭踏面形狀是由兩個(gè)或三個(gè)圓弧形成的,其圓弧半徑是定值,但在二輥的成品孔中,軌頭踏面處于成品孔的開(kāi)口處,因此成品重軌的軌頭踏面是由自然展寬或有限的限制展寬而形成的，其形狀在溫度高時(shí)是平直的，在溫度低時(shí)呈曲率半徑較小的凸形。用新、舊孔型時(shí)踏面形狀也不同，一根鋼軌的高度不均時(shí)，其形狀也不同，總之用二輥孔型難以精確地保證鋼軌軌頭踏面形狀。 　　斷面形狀不對(duì)稱。用二輥孔型軋制重軌，從第一個(gè)軌形孔開(kāi)始到最后一個(gè)成品孔，軋件都是在上下左右完全不對(duì)稱的變形條件下進(jìn)行軋制的。特別是在成品孔中不對(duì)稱的變形條件，常使成品重軌的斷面形狀不對(duì)稱，為使軋出的重軌斷面形狀對(duì)稱，在成品孔中采用下壓軋制，或在車(chē)軋輥時(shí)使成品孔的上下腹高不同，或在設(shè)計(jì)孔型時(shí)使成品孔的軌底與腰部中切線不等于90°，上邊與腰部小于90°，下邊與腰部大于90°，以使出成品孔的軋件上下邊與腰部成90°的夾角，以便軋出較為對(duì)稱的鋼軌。但仍然有時(shí)由于某種原因使對(duì)稱程度超差。　　軌高和軌底的精度較差。軌高尺寸取決于軌頭的局部自然展寬，而自然展寬量取決于溫度、成品孔的壓下量、軋輥表面狀態(tài)。軌底尺寸不僅取決于成品孔的腰部壓下量，還取決于成品前孔軌底部分的開(kāi)口邊和閉口邊的厚度，在軋制過(guò)程中，上述因素是變化的，為保證尺寸精度要靠正確的調(diào)整，稍有不慎，就會(huì)有超差出現(xiàn)?！　≤夘^和軌底的加工量小，尺寸精度差。進(jìn)第一個(gè)軌形孔的軋件寬度小于成品孔的寬度，軋件的軌底與軌頭部分、特別是軌底面與軌頭踏面直接的壓下量很小，正因?yàn)檫@樣，凡使用二輥孔型軋重軌的廠家都一樣，軌腰的質(zhì)量遠(yuǎn)高于軌頭和軌底，軌腰的機(jī)械性能也優(yōu)于軌頭和軌底。重軌的平直度較差。因?yàn)槌善房资窃谲夘^處開(kāi)口，軌頭踏面處于自然展寬，而影響展寬的諸因素中沿重軌長(zhǎng)度方向有差異，結(jié)果導(dǎo)致在重軌長(zhǎng)度方向的軌高也有差異，這種差異使重軌踏面平直度較差?！　】傊枚伩仔蛙堉剀?，由于其軋制條件和變形條件在客觀上的限制，必然出現(xiàn)上述問(wèn)題，雖然可以通過(guò)各種方法與措施減輕，但不能完全消除，有的問(wèn)題甚至無(wú)法減輕，這不僅影響鋼軌的生產(chǎn)，更影響鋼軌的使用。
　　先進(jìn)鋼軌生產(chǎn)工藝的孔型系統(tǒng)　　首先將矩形坯或方坯軋成近似鋼軌外形的帽形，一般在軋成帽形的過(guò)程中變形是不均勻的，金屬在軋輥的切楔作用下被強(qiáng)迫寬展形成寬而厚的腿部。為盡量減少不均勻變形，通常采用3～5個(gè)帽形孔，帽形孔配置在二輥可逆開(kāi)坯機(jī)上。粗軋軌形孔也多配置在二輥可逆軋機(jī)上，軋件在粗軋軌形孔中變形，并逐漸接近成品鋼軌斷面尺寸。初具軌形的軋件在萬(wàn)能孔中其腰部承受萬(wàn)能軋機(jī)上下水平輥的切楔作用，其頭部和腿部的外側(cè)承受萬(wàn)能軋機(jī)立輥側(cè)壓垂直作用。為確保鋼軌頭和底的寬度和側(cè)面形狀，還要在軋邊機(jī)的立軋孔內(nèi)，對(duì)其軌頭和軌底側(cè)面進(jìn)行立軋加工。這樣的孔型系統(tǒng)可以保證鋼軌從粗軋孔到成品孔軋件的變形是均勻的、對(duì)稱的，各部分金屬的延伸也接近相同，這就大大提高了鋼軌斷面尺寸的精度和外形的規(guī)范?！　∧壳俺Ｓ玫娜f(wàn)能軋機(jī)有兩種布置形式，一種為：一架開(kāi)坯機(jī)價(jià)、一架中間機(jī)架（均為二輥式）、一架萬(wàn)能可逆機(jī)架（U1）、一架可逆軋邊機(jī)架(E1側(cè)移形)、一架萬(wàn)能可逆機(jī)架(U2)、一架軋邊機(jī)架（E2）、一架萬(wàn)能成品機(jī)架(UF)；另一種為：一架開(kāi)坯機(jī)架、一架中間機(jī)架（均為二輥式）、一架萬(wàn)能可逆機(jī)架（UR）、一架可逆軋邊機(jī)架(側(cè)移形E)、一架萬(wàn)能成品機(jī)架（UF與UR相同）。    第一種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機(jī)架的軋機(jī)上軋制十個(gè)道次（第一機(jī)架，五個(gè)孔型，七個(gè)道次；第二機(jī)架，三個(gè)孔型，三個(gè)道次），隨后在U1-E1機(jī)架上的三個(gè)可逆道次，軋制過(guò)程中軋邊機(jī)架E1進(jìn)行側(cè)移，在U2-E2機(jī)組上軋一個(gè)道次，在UF機(jī)架上為半萬(wàn)能成品道次。萬(wàn)能軋機(jī)的總延伸系數(shù)為2.5。    第二種布置形式鋼軌的軋制道次程序包括：在二輥機(jī)架的軋機(jī)上軋制十二道次（第一機(jī)架，五個(gè)孔型，七個(gè)道次；第二機(jī)架，四個(gè)孔型，五個(gè)道次），在U-E機(jī)架上軋制三個(gè)可逆道次，軋邊機(jī)E作側(cè)移，在U-E-UF軋制一個(gè)半萬(wàn)能道次。萬(wàn)能軋機(jī)的總延伸系數(shù)為2.0。    萬(wàn)能軋制法有下列優(yōu)點(diǎn)：    軋輥消耗低：軋鋼時(shí)的軋輥消耗為1kg/t鋼軌，軋輥磨損慢，允許軋制的作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)；少換輥；在水平輥上可以使用能更換的熱裝輥環(huán)；磨損的軋輥易車(chē)修，可將寬孔型車(chē)成窄孔型，減少軋輥的儲(chǔ)備量。    導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于安裝。    軋輥孔型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，只要稍微調(diào)整一下軋輥的位置就可以利用同一孔型軋制不同規(guī)格的鋼軌。    生產(chǎn)率高：由于斷面尺寸穩(wěn)定，通過(guò)調(diào)整軋輥位置就可以補(bǔ)償軋輥的磨損，可以單獨(dú)調(diào)整軋輥的位置來(lái)調(diào)整軋件尺寸，如軌高、軌底寬度和厚度、軌腰厚度、軌頭厚度。    表面質(zhì)量好：由于軋件四面均有壓力，整個(gè)斷面都受直接壓下，特別是在精軋階段，鋼軌表面質(zhì)量好。    由于軋輥和軋件之間的摩擦損失比傳統(tǒng)孔型的摩擦損失低，并有可能進(jìn)行孔型潤(rùn)滑，故所需軋制動(dòng)力較低。    投資少，生產(chǎn)費(fèi)用低，既能軋制鋼軌，又能軋制Ｈ型鋼。    鋼軌的萬(wàn)能軋制原理    在萬(wàn)能軋制工藝開(kāi)發(fā)之前，所有的鋼軌都是在傳統(tǒng)的二或三輥式軋機(jī)上軋制的。具有一對(duì)立輥和一對(duì)水平輥的萬(wàn)能軋機(jī)只用來(lái)軋制工字鋼。用萬(wàn)能軋機(jī)軋輥和軋邊機(jī)軋輥在鋼軌整個(gè)斷面上所施加的鍛壓作用要比老式的、傳統(tǒng)工藝軋制鋼軌時(shí)所得到的鍛壓作用好。在傳統(tǒng)軋制工藝中，典型的單向壓力不是直接施加在軌頭或軌底。相反，在萬(wàn)能軋制中，壓力是直接而且主要是壓縮軌頭和軌底，同時(shí)整個(gè)斷面的壓力處于良好的平衡狀態(tài)。    萬(wàn)能軋制包含在萬(wàn)能軋機(jī)和與之毗連的軋邊機(jī)中交替地加工成型金屬。在萬(wàn)能軋機(jī)中，在控制軌腰、軌底和軌頭厚度的同時(shí)，在四個(gè)垂直方向上給軋件施加了大的壓下量。延伸系數(shù)相當(dāng)大，每道次在1.25～1.4之間變化。軋邊機(jī)主要是用來(lái)控制軌底的整個(gè)寬度和軌頭側(cè)面及魚(yú)尾板腹部的形狀。    在一架半萬(wàn)能軋機(jī)上得到最后的鋼軌形狀，此半萬(wàn)能軋機(jī)在軌底一側(cè)有一個(gè)立輥，而兩個(gè)水平軋輥只在軌腰和軌頭側(cè)面上施加一輕微的直接壓力。    CS箱形緊湊萬(wàn)能機(jī)架    為滿足用戶的需求，德國(guó)SMS-DEMAG公司開(kāi)發(fā)了CCS緊湊式萬(wàn)能機(jī)架，其機(jī)架的特點(diǎn)為：    1) 具有自動(dòng)精確調(diào)整軋輥功能；    2) 成品的尺寸公差波動(dòng)小；    3) 在軋制過(guò)程可以改變機(jī)架的位置；    4) 裝輥可自動(dòng)找零位；    5) 軋輥輥縫精確的預(yù)設(shè)定；    6) 有過(guò)載保護(hù)裝置；    7) 軋輥輥縫能自動(dòng)控制；    8) 壓下系統(tǒng)比電動(dòng)機(jī)械壓下系統(tǒng)更有效；    9) 低的維修費(fèi)用；    10)換輥時(shí)間短，只用25分鐘。    使用這種軋機(jī)可帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)為：    1) 適合于大型廠；    2) 可增加年產(chǎn)量；    3) 生產(chǎn)計(jì)劃可靈活多樣；    4) 適合于小批量生產(chǎn)；    5) 可改善產(chǎn)品質(zhì)量；    6) 較小的投資費(fèi)用；    7) 可減少軋輥投資。
    用萬(wàn)能孔型系統(tǒng)生產(chǎn)出的鋼軌無(wú)論從幾何尺寸、表面質(zhì)量均比二輥孔型系統(tǒng)生產(chǎn)出的鋼軌質(zhì)量要好，特別是幾何尺寸（對(duì)稱性、軌頭踏面形狀）。    鋼軌生產(chǎn)廠家要根據(jù)具體情況選擇不同的軋機(jī)布置形式。萬(wàn)能軋機(jī)的第一種布置形式（七機(jī)架）與第二種布置形式（五機(jī)架）相比，生產(chǎn)出的鋼軌幾何尺寸、表面質(zhì)量要好；但從經(jīng)濟(jì)的角度看，第一種布置形式需用的資金較第二種布置形式要多，而且第一種布置形式需要的場(chǎng)地要大。合理的工藝，先進(jìn)的設(shè)備，合理的孔型系統(tǒng)，能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。目前我國(guó)的鋼軌生產(chǎn)廠家相繼對(duì)鋼軌生產(chǎn)線進(jìn)行了改造并生產(chǎn)出了質(zhì)量高的長(zhǎng)尺鋼軌，使我國(guó)鋼軌生產(chǎn)趕上了世界先進(jìn)水平，為我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。