重轨轧疤缺陷原因分析及改进措施

2017-05-30赵科达赵利永王世杰��

科技风 2017年24期

关键词：分析

赵科达　赵利永　王世杰��

摘要：分析高速重轨万能轧制生产过程，以及重轨轧疤缺陷的形态特征的原因，制定相应的缺陷检测方法，并提出了相应的措施，根据缺陷的特征，显著降低了轧疤缺陷引起的高速重轨改切率。

关键词：高速重轨；轧疤缺陷；分析

随着中国高铁时代的来临，承载列车的钢轨质量成了关乎生死的大事，进而如何保证上线钢轨的高质量、确保高铁全线的安全通畅，也成了我们亟需解决的重要课题。型钢应用万能轧机生产铁路重轨，将其工艺流程布置为：BD1BD2U1EU2UF。在生产过程中，轧疤缺陷通常会出现在轧件的上轨腰部或者是下颚，是一种常见的表面缺陷。在进行连续轧时，该缺陷由于很难被检查出而成了影响重轨的质量提升的关键制约因素，也在很大程度上影响了百米重轨的挑出率。（图1：60N生产时缺陷占比）。从数据统计中我们发现，轧疤缺陷是影响钢轨合格率不高的主要原因，占比15.21%。

通过对轧制工艺、孔型系统和重轨质检得到的反馈信息进行细致的分析，找出产生重轨轧疤缺陷的主要原因，进而根据以往的经验总结出检查轧疤缺陷的方法，进而得出解决措施，显著降低了轧疤缺陷造成的百米重轨改切率。

一、轧疤产生原因及分析

（一）孔型特点

邯钢大型厂在生产过程中，万能轧线在重轨的生产工序中采用如图2所示孔型系统，包括：箱形孔、帽形孔、轨形孔、万能孔、轧边孔和半万能成品孔。其中开坯轧机（BD1）上配置箱形孔；开坯轧机（BD2）上依次配置梯形孔、帽形孔、切深孔、先导孔和轨形孔；万能粗轧机（U1、U2）上配置万能孔；轧边机（E）上配置轧边孔；万能精轧机（UF）上配置半万能成品孔。切深孔之后的孔型都类似轨形孔。

（二）轧疤产生原因

由于万能轧制机组的重轨孔型中部的辊面设计的较高，在生产过程中，如果轧件扭转、微弯，或者其上的导卫没有起到应有的支撑和导向作用，在咬入过程中都会造成对辊面的冲击，进而在辊面上形成粘肉，引起后续的轧疤缺陷。

另外，如果导卫的设计、安装不合理，轧件也容易产生轧疤缺陷。在设计导卫时，要留足底部和腰部的落差，否则将很容易发生轧件咬入之前的歪斜；不合理的安装导卫也会使辊面过多露出，由于轧辊在轧件咬入期间会受到冲击，这会使粘肉的几率提高。由此可见，导卫的安装高度、平直度和偏移量是影响轧疤缺陷的关键因素。

（三）轧疤缺陷形态特征

轧疤缺陷通常呈月牙形，长约20～80mm。但由不同孔型的轧制工艺造成的轧疤缺陷在特征也会有明显的区别：第一，出现轧疤缺陷的周期长度上有明显区别，这是由于在产线上各道次的辊径和延伸率不相同造成的；其次，不同孔型上出现的轧疤缺陷形态特征各不同。U1轧机在运行时必须要确保轧件在第一道轧制时的顺利咬入，因此在设计时一般会增加导卫间隙，但这样往往会增加轧辊的露出面积，使轧件在咬入孔型时很容易冲击上辊，使重轨的上腰部出现轧疤缺陷。E轧机上由于其导卫间隙较小，出现的轧疤缺陷较浅。UF轧机在运行时，轧件腰部在咬入孔型时很容易被卫板夹住，这样就会在轧机孔型一侧或两侧的下颚部位产生不同程度的冲击粘钢，从而造成长度不一样的轧疤缺陷。

轧疤缺陷对重轨的质量和使用年限造成了严重的影响，我们在生产和测试中必须根据产生缺陷的机理和缺陷的特征进行着重检查，在检查时应尤其注意以下两个部位：（1）UF轧机上出现轧疤缺陷的几率较大，重轨前3m的下颚位置应进行重点检查；（2）周期性的轧疤缺陷，周期长度约3m左右。

（四）解决措施

分析轧疤缺陷产生的原因发现，解决轧疤缺陷的根本所在是能够保障轧件端头被孔型准确咬入，因此我们可以重点从孔型设计、轧件端头的平直度和导卫板的设计及安装三个方面入手来消除轧疤缺陷。

（1）调整轧制参数：统一軋件尺寸不变，调节轧机头部和底部的压下量，使其保证轧后的平直度；（2）改变轧边孔的头部孔型，保证在轧件经过E轧机的时候头部的压力较小；（3）调整万能轧机的横向位置和轧制线高度，保证U1EU2三架轧机对正，并且轧制线在同一水平线上。

二、导卫设计及安装

（1）精确设计导卫的安装标准，确定导卫的安装高度，使轧件确保可以准确导入孔型；（2）尤其要确保UF轧机的入口卫板高度。

三、结论

（1）轧机孔型、导卫的设计和安装及轧件端头的重力弯曲是造成轧疤缺陷的关键因素；

（2）一般轧疤缺陷会出现在重轨头部前8m范围内；

（3）轧件端头的平直度可以利用改变孔型和压下规程、卫板的重新设计及精确安装卫板等措施来进行提高，以保证轧件的对中咬入，这对重轨轧疤缺陷的控制和减少效果非常明显。

参考文献：

[1]陶功明，攀钢.60kg/m钢轨轧疤缺陷原因分析及改进措施[J].轧钢，2009，12（6）：6366.