專利名稱：特種斷面翼軌的生產(chǎn)線及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特種斷面翼軌生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及通過萬能軋機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)生 產(chǎn)特種斷面翼軌的生產(chǎn)線及其制造方法。
背景技術(shù)：
特種斷面翼軌主要與60D40鋼軌配套制作時(shí)速為250公里及以上的高速 鐵路道盆，目前使用的特種斷面翼軌采用"鍛造+焊接"的方法制造(筒稱"鍛 焊特種斷面翼軌")。鍛焊特種斷面翼軌因質(zhì)量穩(wěn)定性差，形狀需要依靠大量 機(jī)加工才能保證，生產(chǎn)效率低，而且鍛制的特種斷面翼軌定尺長度短，需要 多根焊接，焊接縫質(zhì)量和平直度不能達(dá)到高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)要求，難以滿足我國 高速鐵路建設(shè)的發(fā)展需要。
特種斷面翼軌其鋼質(zhì)為U75V或U71MnK,但特種斷面翼軌的斷面形狀、 尺寸與最接近的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)斷面60kg/m鋼軌的形狀也有^艮大的不同。見圖1, 相比60kg/m鋼軌，特種斷面翼軌具有以下特點(diǎn)
(1) 以y軸為基準(zhǔn)，軌頭l、軌腰2、軌底3三部分均不對稱；
(2) 軌頭1、軌腰2、軌底3三部分金屬分配比例為46.3%、28.3%、25.4%， 差異4交大，不均勻變形嚴(yán)重；
(3 )軌頭的工作邊(長肢側(cè))寬度大，達(dá)76.7mm，而60kg/m鋼軌只 有36.5mm。
以上特點(diǎn)決定了采用熱軋方法制造特種斷面翼軌難度極大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出，其目的在于提供一種能夠順利軋制 出頭、腰、底三部分均不對稱的特種斷面翼軌的生產(chǎn)線及其制造方法。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的特種斷面翼軌生產(chǎn)線包括開坯 機(jī)和萬能機(jī)組，其中所述開坯機(jī)包含不對稱孔型，使得特種斷面翼軌的軌頭 的工作邊朝軋制線的下方布置，并且在所述萬能機(jī)組所包含的第二軋邊機(jī)及
4萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)分別設(shè)有托臺，以用于控制出鋼扭矩。
而且，所述開坯機(jī)包含布置有箱形孔型的第一開坯機(jī)和布置有不對稱孔
型的第二開坯機(jī)。所述不對稱孔型包括梯形孔、帽形孔、軌形孔。
所述萬能機(jī)組還包括萬能粗軋機(jī)和第 一軋邊機(jī)以及萬能中軋機(jī)。
當(dāng)用所述第二軋邊^(qū)/L和所述萬能精軋機(jī)軋制特種斷面翼軌的軋件時(shí)，所
述第二軋邊機(jī)和所述萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上導(dǎo)衛(wèi)、下導(dǎo)衛(wèi)的托臺與所述軋件
之間的間隙滿足以下條件S2=S3=S5=S6<S1=S4,其中，Sl是軌腰與上導(dǎo) 衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間的間隙；S2是軌底與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌底的 托臺之間的間隙；S3是軌底與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌底的托臺之間的間隙；S4 是軌腰與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間的間隙；S5是軌頭與下導(dǎo)衛(wèi)中用 于支撐軌頭的托臺之間的間隙；S6是軌頭與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌頭的托臺之 間的間隙。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的特種斷面翼軌制造方法，包括 如下步驟利用第一開坯機(jī)對坯料進(jìn)行軋制，以用于軋制出符合尺寸規(guī)格的 對稱坯料；利用第二開坯機(jī)對所述對稱坯料進(jìn)行軋制，以用于軋制出初步具 有特種斷面翼軌的形狀的不對稱坯料；依次利用萬能粗軋機(jī)、第一軋邊機(jī)、 萬能中軋機(jī)、第二軋邊機(jī)以及萬能精軋機(jī)對所述不對稱坯料進(jìn)行軋制，其中 所述萬能中軋機(jī)的水平軋輥壓下量的范圍在5 7mrn,所述第二軋邊機(jī)的水平 軋輥壓下量的范圍在0.2 lmm，而所述萬能精軋機(jī)的水平軋輥壓下量的范圍 在2 4mm。而且，所述第一開坯機(jī)的軋制溫度控制在1180。C 1240。C范圍內(nèi)。
在此，所述第一開坯機(jī)和第二開坯機(jī)的軋制次數(shù)分別為各5 7道次，所 述萬能粗軋機(jī)和第一軋邊機(jī)的軋制次數(shù)分別為各3道次，所述萬能中軋機(jī)和 第二軋邊機(jī)以及萬能精軋機(jī)的軋制次數(shù)分別為各1道次。
當(dāng)所述不對稱坯料從所述第二軋邊機(jī)和所述萬能精軋機(jī)軋出時(shí)，由設(shè)在 所述第二軋邊機(jī)和所述萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)的托臺來控制出鋼扭 矩。
另外，釆用抽頭方式在所述第二開坯機(jī)完成軋制。 如上所述的本發(fā)明具有如下有益效果
(1 )采用本發(fā)明可有效控制由于特種斷面翼軌的斷面不對稱所帶來的不 均勻變形引起的扭轉(zhuǎn)、彎曲等問題；
(2)采用本發(fā)明可生產(chǎn)75m長的特種斷面翼軌，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可滿足高速鐵路建設(shè)需要。


圖1為鋼軌斷面圖，其中(a)示出了特種斷面翼軌斷面圖，(b)示出了 60kg/m鋼軌斷面圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一開坯機(jī)和第二開坯機(jī)的孔型布置圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的萬能機(jī)組的示意圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于特種斷面翼軌的導(dǎo)衛(wèi)的截面圖，其中， 軋件位于上導(dǎo)衛(wèi)和下導(dǎo)衛(wèi)之間。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。以下的實(shí)施例是為了使本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分理解本發(fā)明的內(nèi)容而提供，其可以有各種其他的 變形例子，本發(fā)明的保護(hù)范圍并非局限在以下將要說明的實(shí)施例。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的第一開坯機(jī)和第二開坯機(jī)的孔型 布置圖。
首先，4艮據(jù)本實(shí)施例的特種斷面翼軌生產(chǎn)線包括第一開坯機(jī)(BD1)、第 二開坯機(jī)(BD2)、萬能機(jī)組等。尤其需要說明的是本發(fā)明實(shí)施例的特種斷面 翼軌的生產(chǎn)線使得特種斷面翼軌的軌頭的工作邊朝軋制線的下方布置，這樣 有利于開坯機(jī)的軋件脫槽以及出鋼控制。
如圖2所示，本發(fā)明的BD1和BD2采用成形孔較少的孔型系統(tǒng)，以利 于出鋼控制。具體來講，在BD1布置所有的作為對稱孔型的箱形孔型 211 216，而在BD2布置所有的不對稱孔型221 225。其中，所述箱形孔型 211 216依次分別具有不同的斷面積，所述不對稱孔型包括一個(gè)梯形孔221、 一個(gè)帽形孔222、三個(gè)軌形孔223 225，而三個(gè)軌形孔依次分別為軌形切深孔 223、軌形延伸孔224、先導(dǎo)孔225。從BD2的不對稱孔型可以看出特種斷面 翼軌軌頭的工作邊朝軋制線的下方布置，該布置形式有利于軌頭工作邊充滿， 利于開坯機(jī)的軋件脫槽及出鋼控制。另外，雖然本實(shí)施例的BD1中布置了 6 個(gè)箱形孔型211 216，但是在BD1軋制坯料時(shí)，只使用其中的2個(gè)孔型即可。 而且在本實(shí)施例中，雖然BD1布置了 6個(gè)孔型，BD2布置了5個(gè)孔型，但本 發(fā)明并非局限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解才艮據(jù)需要在BD1和BD2可以布置與本實(shí)施例不同數(shù)量的孔型，例如在BD1布置2 6個(gè)箱形孔型，在 BD2布置5~7個(gè)不對稱孔型。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所提供的萬能機(jī)組的示意圖，圖4示出了 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于特種斷面翼軌的導(dǎo)衛(wèi)的截面圖，其中，軋件位于上 導(dǎo)衛(wèi)和下導(dǎo)衛(wèi)之間。如圖3所示，本發(fā)明的萬能機(jī)組包括萬能粗軋機(jī)U1、第 一軋邊機(jī)E1、萬能中軋機(jī)U2、第二軋邊機(jī)E2、萬能精軋機(jī)UF。在此，如 圖4所示，在E2、 UF軋機(jī)出口側(cè)上下導(dǎo)衛(wèi)軌頭、軌底均設(shè)置了托臺，以用 于控制出鋼扭矩。其中，上導(dǎo)衛(wèi)41包括托臺411,用于支撐特種斷面翼軌 的軌腰的上表面，其形狀與所述翼軌的軌腰的上表面的形狀對應(yīng)；托臺412, 從托臺411的左端向左延伸，其形狀與所述翼軌的軌底的上表面的形狀對應(yīng)， 以用于支撐所述翼軌的軌底的上表面；托臺4U，從托臺411的右端向右延 伸，其形狀與所述翼軌的軌頭的上表面的形狀對應(yīng)，以用于支撐所述翼軌的 軌頭的上表面。下導(dǎo)衛(wèi)42包括托臺421，用于支撐特種斷面翼軌的軌腰的 下表面，其形狀與所述翼軌的軌腰的下表面的形狀對應(yīng)；托臺422，從托臺 421的左端向左延伸，其形狀與所述翼軌的li底的下表面的形狀對應(yīng)，以用 于支撐所述翼軌的軌底的下表面；托臺423，從托臺421的右端向右延伸， 其形狀與所述翼軌的軌頭的下表面的形狀對應(yīng)，以用于支撐所述翼軌的軌頭 的下表面。在此，上、下導(dǎo)衛(wèi)41 、42與軋件43之間的間隙應(yīng)滿足S2=S3=S5=S6 <S1=S4,其中Sl是軌腰與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間的間隙；S2是 軌底與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌底的托臺之間的間隙；S3是軌底與下導(dǎo)衛(wèi)中用于 支撐軌底的托臺之間的間隙；S4是軌腰與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間 的間隙；S5是軌頭與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌頭的托臺之間的間隙；S6是軌頭與 上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌頭的托臺之間的間隙，從而使得特種斷面翼軌的軌頭和 軌底容易被用于軌頭的托臺和用于軌底的托臺支撐，這樣，不僅可降低特種 斷面翼軌在出鋼時(shí)產(chǎn)生的變形，而且可減少粘附到用于軌腰的托臺上的氧化 皮對軌腰的劃傷，具體而言，特種斷面翼軌從E2或者UF出來時(shí)，軌底和軌 頭與導(dǎo)衛(wèi)接觸，而軌腰不與導(dǎo)衛(wèi)接觸，由于軌頭和軌底與導(dǎo)衛(wèi)的接觸線長度 只有軌腰的20%,因而可大大降低成品刮傷產(chǎn)生幾率。
接下來，介紹利用如上所述特種斷面翼軌的生產(chǎn)線制造特種斷面翼軌的 方法。
首先，在1180。C 1240。C的溫度范圍內(nèi)，利用BD1對坯料進(jìn)行軋制5~7 道次，以用于軋制出符合尺寸規(guī)格的對稱坯料。接著，利用BD2對所述對稱
7坯料進(jìn)行軋制5~7道次，以用于軋制出初步具有特種斷面翼軌的形狀的不對
利用U1/E1對所述不對稱坯料各軋制3道次，再利用U2/E2和UF對不對稱 坯料各軋制1道次，其中U2的水平軋輥壓下量控制在5 7mrn, E2的水平軋 輥壓下量控制在0.2 lmm,而UF的水平軋輥壓下量控制在2 4mm。在此， 需要說明的是當(dāng)所述不對稱坯料從E2和UF軋出時(shí)，由設(shè)在E2和UF的出 口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)的托臺來控制出鋼扭矩。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 BD1的軋制溫度最高，而越往后各軋制溫度將逐漸降低。
以下，說明通過如上所述生產(chǎn)線制造特種斷面翼軌的最佳實(shí)施例。 鋼坯料選用380x280mm( U75V、 U71MnK )的連鑄坯，在包含BD1- BD2-U1/E1-U2/E2-UF的七機(jī)架萬能生產(chǎn)線上軋制特種斷面翼軌。尤其需要說明 的是所述七機(jī)架萬能生產(chǎn)線使得特種斷面翼軌軌頭的工作邊朝軋制線的下方 布置，以利于開坯機(jī)的軋件脫槽及出鋼控制。首先，選用BD1上的任意2個(gè) 箱形孔型在1200。C的溫度下(比軋制普通鋼軌時(shí)約高50°C )對所述連鑄坯進(jìn) 行軋制，以用于軋制出符合尺寸規(guī)格的對稱坯料，從而向BD2提供該對稱坯 料，在此BD1的軋制次數(shù)優(yōu)選地控制在5道次，而該5道次為在BD1中選 取的2個(gè)箱形孔型的軋制次數(shù)的總和，例如當(dāng)?shù)谝幌湫慰仔偷能堉拼螖?shù)為2
(或3 )道次時(shí)第二箱形孔型的軋制次數(shù)控制在3 (或2 )道次。接著，將BD1 中軋制的對稱坯料傳送到BD2，并在BD2依次通過不對稱孔型221~225進(jìn)行 軋制，以用于將對稱坯料軋制為初步具有特種斷面翼軌形狀的不對稱坯料， 在此由于坯料在每個(gè)不對稱孔型221~225各軋制1道次，因此在BD2的軋制 次數(shù)總和為5道次，換言之BD2中不對稱孔型的數(shù)量決定BD2的軋制次數(shù)， 另外為了使生產(chǎn)工藝順利采用抽頭方式來完成BD2的軋制。然后，將初步具 有特種斷面翼軌形狀的不對稱坯料傳送至U1/E1并各軋制3道次。接著，將 U1/E1軋制出的不對稱坯料傳送至U2/E2,并在U2/ E2對該不對稱坯料各軋 制1道次，在此U2軋機(jī)的水平軋輥壓下量控制在5.8mm (比軋制普通鋼軌 時(shí)約大45% )， E2軋才幾的水平軋輥壓下量控制在0.5mm (而軋制普通鋼軌時(shí)， E2沒有壓下量)。最后，將U2/E2軋制出的不對稱坯料傳送至UF，并在UF 對該不對稱坯料軋制1道次，在此UF軋機(jī)的水平軋輥壓下量控制在2.6mm
(比軋制普通鋼軌時(shí)約大45% )，從而軋制出符合標(biāo)準(zhǔn)的所述特種斷面翼軌。 在此，由于在萬能機(jī)組的E2、 UF軋機(jī)出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)軌頭、軌底均設(shè)有托臺，所以能夠通過托臺對出鋼扭轉(zhuǎn)進(jìn)行有效控制。
經(jīng)本實(shí)施方式的試驗(yàn)，已經(jīng)成功軋制出特種斷面翼軌，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到鐵 道部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
通過以上描述可以看出，本發(fā)明將不均勻變形消耗在開坯機(jī)，萬能機(jī)組
的各^/L架采用均勻變形軋制，具體而言在BD1上全布置箱形孔型，BD2上全 布置不均勻孔型，并且將特種斷面翼軌軌頭的工作邊朝軋制線的下方布置， 從而能夠通過萬能生產(chǎn)線利用萬能法來軋制特種斷面翼軌。同時(shí)在E2、 UF 軋機(jī)出口側(cè)上下導(dǎo)衛(wèi)軌頭、軌底均設(shè)有托臺，從而可以平衡鋼軌扭轉(zhuǎn)力來解 決出鋼扭轉(zhuǎn)問題，同時(shí)提高生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，P爭低了鋼軌坯料劃痕產(chǎn)生的 幾率，進(jìn)而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
上述詳細(xì)說明為針對本發(fā)明一種優(yōu)選的可行實(shí)施例說明而已，惟該實(shí)施 例并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的技術(shù)精神 下所完成的均等變化與修飾變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明所涵蓋的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1、一種特種斷面翼軌生產(chǎn)線，包括開坯機(jī)和萬能機(jī)組，其特征在于所述開坯機(jī)包含不對稱孔型，使得特種斷面翼軌的軌頭的工作邊朝軋制線的下方布置，并且在所述萬能機(jī)組所包含的第二軋邊機(jī)及萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)分別設(shè)有托臺，以用于控制出鋼扭矩。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種斷面翼軌生產(chǎn)線，其特征在于所述開坯機(jī)包含布置有箱形孔型的第 一開坯機(jī)和布置有不對稱孔型的第二開坯機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的特種斷面翼軌生產(chǎn)線，其特征在于所述不對稱 孔型包括梯形孔、帽形孔、軌形孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種斷面翼軌生產(chǎn)線，其特征在于所述萬能機(jī) 組還包括萬能粗軋機(jī)和第 一軋邊機(jī)以及萬能中軋機(jī)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種斷面翼軌生產(chǎn)線，其特征在于當(dāng)用所述第 二軋邊機(jī)和所述萬能精軋機(jī)軋制特種斷面翼軌的軋件時(shí)，所述第二軋邊機(jī)和 所述萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上導(dǎo)衛(wèi)、下導(dǎo)衛(wèi)的托臺與所述軋件之間的間隙滿足 以下條件S2=S3=S5=S6<S1=S4，其中，Sl是軌腰與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間的間隙；S2是軌 底與上導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌底的托臺之間的間隙；S3是軌底與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支 撐軌底的托臺之間的間隙；S4是軌腰與下導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌腰的托臺之間的導(dǎo)衛(wèi)中用于支撐軌頭的托臺之間的間隙。
6、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線的特種斷面翼軌的制造方法，其特 征在于包括如下步驟利用第一開坯機(jī)對坯料進(jìn)行軋制，以用于軋制出符合尺寸規(guī)格的對稱坯料；利用第二開坯才幾對所述對稱坯料進(jìn)行軋制，以用于軋制出初步具有特種 斷面翼4i的形狀的不對稱坯料；依次利用萬能粗軋機(jī)、第一軋邊機(jī)、萬能中軋機(jī)、第二軋邊機(jī)以及萬能 精軋機(jī)對所述不對稱坯料進(jìn)行軋制，其中所述萬能中軋機(jī)的水平軋輥壓下量 為5 7mm,所述第二軋邊機(jī)的水平軋輥壓下量為0.2~lmm，而所述萬能精軋機(jī)的水平軋輥壓下量為2 4rnrn。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的特種斷面翼軌制造方法，其特征在于所述第一 開坯機(jī)的軋制溫度為1180°C 1240°C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的特種斷面翼軌制造方法，其特征在于所述第一 開坯機(jī)和第二開坯機(jī)的軋制次數(shù)分別為各5 7道次，所述萬能粗軋機(jī)和第一 軋邊機(jī)的軋制次數(shù)分別為各3道次，所述萬能中軋機(jī)和第二軋邊機(jī)以及萬能 精軋機(jī)的軋制次數(shù)分別為各1道次。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的特種斷面翼軌制造方法，其特征在于當(dāng)所述不 對稱坯料從所述第二軋邊機(jī)和所述萬能精軋機(jī)軋出時(shí)，由設(shè)在所述第二軋邊 機(jī)和所述萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)的托臺來控制出鋼扭矩。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的特種斷面翼軌制造方法，其特征在于采用抽 頭方式在所述第二開坯機(jī)完成軋制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種特種斷面翼軌的生產(chǎn)線及其制造方法，其中所述生產(chǎn)線包括開坯機(jī)和萬能機(jī)組，其特征在于所述開坯機(jī)包含不對稱孔型，使得特種斷面翼軌的軌頭的工作邊朝軋制線的下方布置，并且在所述萬能機(jī)組的第二軋邊機(jī)和萬能精軋機(jī)的出口側(cè)上、下導(dǎo)衛(wèi)均設(shè)有托臺，以用于控制出鋼扭矩。采用本發(fā)明可有效控制由于特種斷面翼軌的斷面不對稱所帶來的不均勻變形引起的扭轉(zhuǎn)、彎曲等問題，而且可生產(chǎn)75m長的特種斷面翼軌，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可滿足高速鐵路建設(shè)需要。
文檔編號B21B1/08GK101642773SQ20091016975
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者偉 馮, 張學(xué)斌, 王代文, 王彥忠, 賈濟(jì)海, 陶功明 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司