一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型及生产工艺的制作方法

本发明涉及钢轨生产，具体涉及一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型及生产工艺。

背景技术：

1、当前铁路行业正按“客运高速化、货运重载化”快速发展，铁路干线网络由“四纵四横”升级为“八纵八横”，城市轨道交通也呈现出蓬勃发展的势头，钢轨主要起承载列车载荷和引导列车前进的作用，随着铁路行车速度、牵引重量、运输密度不断增加，对钢轨产品质量提出了更高要求。

2、目前行业内钢轨轧制生产主要采用万能轧制法，万能机组由ur粗轧机、e轧边机和uf精轧机组成，通过万能粗轧、轧边和万能精轧工序，轧制出成品钢轨，其中粗轧(ur)孔型由两个立辊和两个水平辊组成，作用是对钢轨轨底、轨腰和轨头踏面进行初步加工，为后续工艺提供高精度轧件；轧边(e)孔型由两个水平辊组成，作用是对钢轨轨底和轨头的端面进行加工，控制轨头和轨底宽度；精轧(uf)孔型由两个水平辊和一个底部立辊组成，水平辊对轨腰和轨头进行加工，底部立辊与水平辊侧面共同对轨底进行加工，最终获得成品钢轨。

3、现有技术的精轧(uf)孔型通常为半万能孔型，特点是轨头踏面方向金属自由填充，没有轧辊限制金属流动，因此无法有效对轨头踏面充分加工，会导致轨高和轨头形状难以稳定精确控制，特别是百米钢轨在轧制过程中因为张力变化、导卫精度等因素轧制运行状态不稳，更加会加剧钢轨通长的轨高波动，严重影响了列车的行车安全和舒适性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型及生产工艺，通过合理设计精轧孔型，能够保证钢轨轨头踏面的加工精度，降低百米级钢轨的轨高波动，提高使用性能。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一、一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型

4、本发明提供了一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，应用于钢轨精轧轧机上，包括：分别位于待压钢轨腰部两侧的上水平辊1和下水平辊2，以及分别位于待压钢轨头部和底部的头部立辊3和底部立辊4，所述上水平辊1、下水平辊2、头部立辊3和底部立辊4的轴线位于同一平面上，四者合围形成全万能精轧轧辊孔型。

5、优选的，所述上水平辊1和下水平辊2靠近待压钢轨轨头的一端分别开设有与所述待压钢轨轨头侧面外形相适配的辊槽一5和辊槽二6。

6、优选的，所述头部立辊3靠近待压钢轨轨头的一端设置有凸槽7，所述凸槽7端部设有与所述待压钢轨轨头踏面曲线相适配的若干段圆弧槽。

7、优选的，所述底部立辊4靠近待压钢轨底部的一端为平面。

8、优选的，所述上水平辊1和下水平辊2与头部立辊3的凸槽7在所述待压钢轨轨头角部圆弧处分别形成开口辊缝一8和开口辊缝二9。

9、优选的，所述开口辊缝一8和开口辊缝二9的辊缝范围为1～3mm。

10、优选的，所述辊槽一5和辊槽二6与所述凸槽7合围而成的圆弧尺寸与所述待压钢轨轨头的弧面尺寸相适配。

11、二、一种降低钢轨全长轨高波动的钢轨精轧生产工艺

12、基于同一发明构思，本发明还提供了一种采用如上所述轧辊孔型的钢轨精轧生产工艺，具体包括如下步骤：

13、s1，钢坯开坯后升温至预设开轧温度后运输至到轧机组开轧；

14、s2，第一个轧制道次为万能粗轧孔型和轧边孔型；

15、s3，第二个轧制道次为万能粗轧孔型；

16、s4，第三个轧制道次为万能粗轧孔型和轧边孔型，然后采用上述全万能精轧轧辊孔型进行孔型精轧；

17、s5，经过三次轧制后的钢轨通过百米级冷床和平立复合矫直工序后，得到最终成品钢轨。

18、优选的，所述预设开轧温度为940-980℃，所述第三个轧制道次轧制后钢轨出精轧孔型的温度为820-880℃。

19、优选的，所述精轧孔型的精轧辊转速为6.0-6.3rad/s，截面收缩率为6％-11％。

20、本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：

21、1、本发明针对目前钢轨轧制生产中精轧半万能孔型不能有效对轨头踏面充分加工，导致钢轨轨高波动较大的问题，提供了一种降低钢轨全长轨高波动的精轧孔型及生产工艺，通过合理设计全万能精轧孔型，在轨头踏面处增加头部立辊，与传统半万能精轧孔型相比，本发明的全万能精轧孔型在轨头踏面处没有辊缝开口，可充分对钢轨轨头踏面进行加工成形，保证钢轨轨头踏面的加工精度，百米钢轨的全长轨高波动可控制在在0.2mm/m以内，有效降低百米钢轨的轨高波动，提高钢轨尺寸精度和使用性能，同时减少了精轧孔型与钢轨接触面积，提高轧辊寿命；

22、2、本发明提供了一种降低钢轨全长轨高波动的钢轨精轧生产工艺，通过设置合理的精轧步骤和工艺参数，并在万能轧制最后一道次的精轧工序中，采用本发明的全万能精轧孔型对钢轨进行成形加工，能够有效能够保证钢轨轨头踏面的加工精度，且生产工艺整体可操作性强，易于推广应用。

技术特征：

1.一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，应用于钢轨精轧轧机上，其特征在于，包括：分别位于待压钢轨腰部两侧的上水平辊(1)和下水平辊(2)，以及分别位于待压钢轨头部和底部的头部立辊(3)和底部立辊(4)，所述上水平辊(1)、下水平辊(2)、头部立辊(3)和底部立辊(4)的轴线位于同一平面上，四者合围形成精轧轧辊孔型。

2.根据权利要求1所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述上水平辊(1)和下水平辊(2)靠近待压钢轨轨头的一端分别开设有与所述待压钢轨轨头侧面外形相适配的辊槽一(5)和辊槽二(6)。

3.根据权利要求2所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述头部立辊(3)靠近待压钢轨轨头的一端设置有凸槽(7)，所述凸槽(7)端部设有与所述待压钢轨轨头踏面曲线相适配的若干段圆弧槽。

4.根据权利要求3所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述底部立辊(4)靠近待压钢轨底部的一端为平面。

5.根据权利要求3所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述上水平辊(1)和下水平辊(2)与头部立辊(3)的凸槽(7)在所述待压钢轨轨头角部圆弧处分别形成开口辊缝一(8)和开口辊缝二(9)。

6.根据权利要求5所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述开口辊缝一(8)和开口辊缝二(9)的辊缝范围为1～3mm。

7.根据权利要求3所述的一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型，其特征在于，所述辊槽一(5)和辊槽二(6)与所述凸槽(7)合围而成的圆弧尺寸与所述待压钢轨轨头的弧面尺寸相适配。

8.一种采用如权利要求1至7中任意一项所述轧辊孔型的钢轨精轧生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的钢轨精轧生产工艺，其特征在于，所述预设开轧温度为940-980℃，所述第三个轧制道次轧制后钢轨出精轧孔型的温度为820-880℃。

10.根据权利要求8所述的钢轨精轧生产工艺，其特征在于，所述精轧孔型的精轧辊转速为6.0-6.3rad/s，截面收缩率为6％-11％。

技术总结
本发明涉及钢轨生产技术领域，具体涉及一种降低钢轨全长轨高波动的精轧轧辊孔型及生产工艺。本发明通过合理设计全万能精轧孔型，在轨头踏面处增加头部立辊，与传统半万能精轧孔型相比，本发明的全万能精轧孔型在轨头踏面处没有辊缝开口，可充分对钢轨轨头踏面进行加工成形，保证钢轨轨头踏面的加工精度，百米钢轨的全长轨高波动可控制在在0.2mm/m以内，有效降低百米钢轨的轨高波动，提高钢轨尺寸精度和使用性能，同时减少了精轧孔型与钢轨接触面积，提高轧辊寿命。

技术研发人员：费俊杰,周剑华,董茂松,余选才,赵国知
受保护的技术使用者：武汉钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23