長尺鋼軌前端矯直工藝研究

1、陶功明，1970 年 1 月，男，研究生學(xué)歷，軋鋼高級(jí)工程師，E-mail：PGGLTGM@163.com長尺鋼軌前端矯直工藝研究陶功明，陳崇木，李春平（攀鋼釩軌梁廠 四川攀枝花 617062）摘 要： 要：本文對(duì)鋼軌前端平直度不合的原因進(jìn)行了分析，受工藝設(shè)計(jì)、規(guī)程調(diào)整及溫度波動(dòng)的影響軋件出鋼端撞擊運(yùn)輸輥道、對(duì)中裝置或輥道邊板而形成復(fù)雜的前端彎曲。前端復(fù)雜彎曲無法從軋制工藝上穩(wěn)定解決，矯直工藝優(yōu)化成為提高鋼軌前端平直度的主要方法。

2、針對(duì)出鋼前端平直度不合，采用大變形矯直方案思路，并通過正交試驗(yàn)得到了該方案下的優(yōu)化工藝。優(yōu)化后的矯直工藝，使鋼軌前端平直度完全滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求，并穩(wěn)定控制在較窄的波動(dòng)范圍內(nèi)，同時(shí)矯后鋼軌平直度的彈性回復(fù)也基本消除。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：長尺鋼軌, 前端平直度,矯直工藝,大變形Study on straightening process of end of railTAO Gongming, CHEN Chongmu，LI Chunping(Ra

3、il & Bean Plant of New Steel & Vanadium Co., Ltd. Panzhihua 617062, Sichuan)Abstract: The causes for over stadard on end straightness of heavy rail was studied. The rail bends causing by rolling process, regulati

4、ons adjustment and temperature fluctuation in the final pass and it will hits the roller tables, centring device or side plate, which will causes the end of rail bends irregularly. The complicated bend in the end of rail

5、 cannot be eliminated in the rolling process, and optimization of straightening process is the main means to improve the end straighteness of rail. Large deformation straightening was carried out to improve the end strai

6、ghteness of rail, and the optimal scheme of roll straightening for the end of rail was finded out affter the orthogonal test. The elastic recovery of rail affter straightening reduces, the end straightness of heavy rail

7、and the stability of straightening quality improve with the optimizing process of straightening.Key Key words: words: rail, end straightness, straightening process, large deformation1 前言萬能線軋機(jī)按縱向布置，軋件前端平直度差的現(xiàn)象在每一道次均出現(xiàn)且不斷累

8、加。鋼軌矯前前端存在不同位置、不同方向及不同大小的不均勻彎曲，與鋼軌后端及中間的均勻彎曲不同。輥式矯直時(shí)主要針對(duì)鋼軌的通長彎曲度來制定相應(yīng)的矯直工藝。矯直 100 米長尺鋼軌時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)前端平直度不合而其余段平直的現(xiàn)象。目前鋼軌端部彎曲主要通過輥矯后的雙向液壓補(bǔ)矯進(jìn)行矯直。但雙向液壓矯直為人工操作，存在補(bǔ)矯時(shí)間長和反復(fù)彎曲鋼軌殘余應(yīng)力增加問題。如何在輥矯工序消除鋼軌端部彎曲成為各鋼軌生產(chǎn)廠家普遍關(guān)注的技術(shù)。本文通過分析，提出并試驗(yàn)了加大初

9、始變形量，減少中間變形量的大變形矯直工藝方案，解決了鋼軌前端平直度不合，減少了高速軌端頭平直度質(zhì)量異議。2 存在問題前端矯直質(zhì)量不穩(wěn)定。前端彎曲復(fù)雜，不同鋼軌存在不同方向、不同位置和不同大小的彎曲，現(xiàn)有矯直工藝無法使前端矯后彎曲得到穩(wěn)定一致的控制，100 米 350km/h 高速軌前端平直度約 80%接近標(biāo)準(zhǔn)（≦0.4mm/2m）上限，約 10%超出標(biāo)準(zhǔn)要求。前端矯后彈性回復(fù)大?，F(xiàn)有工藝下輥矯后鋼軌前端垂直平直度達(dá)到 0.25-0.35

10、mm/2m，但到鋼軌堆垛時(shí)則達(dá)到 0.35-0.45mm/2m 甚至更大。彈性回復(fù)值達(dá)到 0.1-0.15mm。34.1 4.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)根據(jù)矯直理論，壓彎量增大時(shí)殘余曲率的差值減小，當(dāng)壓彎次數(shù)增加時(shí)殘余曲率的差值也減小，遞減量合適時(shí)殘余曲率才能趨近于零。施加的彎曲總曲率愈大，其彈復(fù)曲率的差值將愈小，這就意味著彈復(fù)后殘余曲率的變化范圍將愈小，矯直效率就可提高[1]。鋼軌前端嚴(yán)重且不規(guī)則的彎曲，宜采用大變形方案進(jìn)行矯直。

11、大變形方案的思路是，先經(jīng)過劇烈的反彎消除鋼軌原始曲率的不均勻度，形成單值曲率，然后按照矯直單值曲率軋件的方法加以矯平。據(jù)此原理，在前幾個(gè)矯直輥上采用較大的壓下量，這樣就使殘余曲率的不均勻性迅速減小。同時(shí)為保證平直度，后幾個(gè)矯直輥應(yīng)均勻遞減矯直壓下量。前面矯直輥采用大壓下使軋件塑性變形充分，被矯直件在矯直后彈性回復(fù)較小，后面矯直輥采用小壓下則充分考慮了鋼軌殘余應(yīng)力的減少。每個(gè)上矯直輥確定 3 種壓下方案，并進(jìn)行交叉試驗(yàn)。某一上矯直輥壓下確

12、定為變量時(shí)，其余上輥壓下固定不變。按照大變形矯直工藝思路，在第 I、Ⅱ矯直變形區(qū)給出大壓下量，Ⅲ-Ⅻ區(qū)壓下量較小，且逐漸減少。上矯直輥壓下量按 2#-4#-6#-8#順序依次確定，試驗(yàn)方案見表 3。表 3 不同矯直工藝壓下規(guī)程表 單位：mm方案 2#輥 4#輥 6#輥 8#輥1 18 12 7 3.52 19 12 7 3.53 20 12 7 3.54 H1 11 7 3.55 H1 12 7 3.56 H1 13 7 3.57 H

13、1 H2 6 3.58 H1 H2 7 3.59 H1 H2 8 3.510 H1 H2 H3 311 H1 H2 H3 3.512 H1 H2 H3 44.2 4.2 試驗(yàn)效果 試驗(yàn)效果每個(gè)方案實(shí)施后先分析鋼軌端部平直度，端部平直度作為確定優(yōu)化方案的主要依據(jù)，待方案確定后全面分析鋼軌矯后規(guī)格及殘余應(yīng)力值是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。攀鋼鋼軌端部矯直盲區(qū)已充分切除，端部 0-2m 平直度是存在的主要問題。因此在矯直方案效果初評(píng)時(shí)以成品鋼軌前端 2m

14、 平直度作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。每個(gè)方案共測(cè)試數(shù)據(jù) 50 個(gè)，每 5 個(gè)的平均值為 1 組，表 4 給出了共 10 組的檢測(cè)數(shù)據(jù)及平均值。4.3 4.3 方案選擇 方案選擇上矯直輥 3 個(gè)不同的壓下方案中，以平直度作為最終選擇方案。表 4 的測(cè)量結(jié)果可以看出，方案 12 中鋼軌前端 2m 平直度平均值可達(dá)到 0.27mm/2m，為所有方案中前端平直度最佳。因此， 2#-4#-6#-8#矯直輥的最優(yōu)壓下量分別為 20mm-12mm-6mm-4m

15、m。表 4 不同矯直方案鋼軌前端平直度值 單位：mm方案號(hào) I 組 Ⅱ組 Ⅲ組 Ⅳ組 Ⅴ組 Ⅵ組 Ⅶ組 Ⅷ組 Ⅸ組 Ⅹ組 平均值1 0.5 0.5 0.45 0.5 0.55 0.5 0.45 0.4 0.45 0.55 0.485 2 0.45 0.45 0.55 0.5 0.5 0.45 0.6 0.45 0.45 0.5 0.490 3 0.45 0.45 0.5 0.4 0.4 0.45 0.55 0.4 0.4 0.5 0.4

16、50 2#輥方案選擇:方案 3-2#輥矯直壓下量為 20mm,并作 4、5、6 方案的固定矯直量 4 0.45 0.4 0.45 0.45 0.4 0.4 0.5 0.4 0.45 0.45 0.435 5 0.4 0.45 0.45 0.4 0.45 0.4 0.4 0.4 0.45 0.45 0.425 6 0.45 0.4 0.4 0.45 0.55 0.45 0.5 0.45 0.5 0.5 0.465 4#輥方案選擇:方案 5