浅析重轨轧疤缺陷原因及改进措施

2019-03-02任世友

冶金与材料 2019年5期

任世友

（河钢邯钢大型轧钢厂，河北邯郸 056000）

近年来，随着科技的发展，高速重轨的生产技术也取得了长足的进步，当前普遍采用的是万能轧机技术，其工艺布置一般为：BD1-BD2-UR-E-UF。但是，在其生产过程中也存在着很多问题与不足，尤其是轧疤缺陷的产生，影响了钢轨的质量。而且在连续生产阶段，这种缺陷是很难发现的，很大程度上制约着钢轨质量的提高，进而为列车的安全运行埋下了隐患。因此，必须进一步加强重轨轧疤缺陷原因以及改进措施的研究。

1 钢轨缺陷分析

在实际生产中，万能轧制技术有着非常多的优势，不仅产品精度高，所需的能耗也比较低，但是考虑到钢轨的复杂生产流程，其中任何一个细节做的不到位都会造成缺陷的产生，进而影响到最终产品的质量。

1.1 结疤

结疤，是在生产过程中较容易产生的一类缺陷，由于表面有异物压入进而形成疤痕，其外部轮廓具有不规则性，且常常有多种不同的类型，出现的位置也不确定。研究发现，铸坯缺陷是造成结疤的重要因素，因此，在具体的生产阶段，不断提升所使用材料的纯净度、改善铸坯的表面质量，可以有效避免结疤的产生。在进行冶炼时，应严格控制杂物的进入，并选取科学、合理的铸造温度以及浇注速度，并对产品的冷却速率进行很好的控制，以有效提高铸坯的质量。此外，通过对结疤的深入研究还发现，其与裂纹有着较为密切的关系。

1.2 轧痕

轧痕，也是生产过程中较为常见的一类缺陷，一般可分为以下两种：一是，周期性轧痕，顾名思义，呈现出周期性的分布，所产生的轧痕在形状上趋于一致。这类缺陷的产生，主要是因为在生阶段出现了操作不当，使得孔型老化过快，进而形成了周期性轧痕。二是，非周期性轧痕，其产生于钢轨的不同位置。这类缺陷的产生，主要是因为生产过程中粘在轧辊等部位的金属掉到了钢轨表面，经过多次碾压而形成。轧件进出孔型，与卫板多次进行接触，在其表面就会累积下一定厚度的金属层，再进行轧制后，就会形成不同程度的轧痕。通过上述分析可以发现，在实际生产中，应不断改进生产技术，严格按生产流程操作，以尽可能减少钢轨缺陷的产生，提高钢轨的最终质量。

2 轧疤缺陷原因及特征分析

2.1 轧疤缺陷的原因

轧疤缺陷是影响重轨质量的重要因素，其产生的原因主要是由于孔型腰部的辊台过高，如果轧件存在一定的弯曲、变形，或是卫板未能起到应有的导向作用，就会在咬入阶段对辊台造成某种程度的冲击，进而导致轧疤缺陷的出现。比如，轧件在进入UF 成品孔型时，轧件端头出现了轻微的弯曲、扭转或是卫板没能起到应有的作用，就会使得轧件冲撞轧辊，造成金属滞留在相应的区域，当轧辊继续向下旋转时，就会引发轧疤缺陷的产生。所以说，导致轧疤缺陷的主要因素有：孔型、卫板设计与安装、轧件端头弯曲等。在进行卫板的设计与安装时，存在不规范的操作，就会产生一定程度的轧疤缺陷。在具体的设计过程中，腰部、底部卫板的落差过小，会使得轧件在咬入之前出现歪斜。卫板安装操作时，不合理的操作会使得辊面露出太多，在咬入的某一瞬间，轧辊受到冲击粘肉的可能性大增。

对于UF 轧机来说，在咬入孔型的时候，如果所使用的卫板在高度上有所不足，使得轧辊在某一方向上露出的过多；如果所使用的卫板在水平方位的偏移有所不足，使得轧辊在轴向上的露出过多，这些都会增大冲击而出现粘肉。所以说，要想有效地控制轧疤缺陷，就要合理选择卫板的高度，并对其偏移量等相关参数进行有效地控制。

2.2 轧疤缺陷的特征

在形状上，轧疤一般呈现出月牙形。但由不同孔型产生的轧疤，在很多方面会有着较大的差别。一方面，轧疤的周期长度有所区别。因为各道次的辊径等参数是不完全相同的，最终产生的轧疤的周期长度也不尽相同。另一方面，轧疤的形态特征有所区别。在BD2 轧机的第五孔咬入时，由于缺少了上卫板的作用，使得咬入的波动较大，往往是在重轨的上腰部产生轧疤。UR轧机在第一道轧制时，需要确保轧件的成功咬入，所以留出的空隙是比较大的，露出的面积也随之大大增加，咬入过程中极容易对上辊造成冲击，轧疤缺陷随之出现。UF 轧机上，在实际的咬入过程中，腰部常常会受到上下卫板的夹击，往往会在孔型的下颚等位置形成冲击粘肉，由于粘肉的程度有大有小，所引发的轧疤也就有长有短。

3 轧疤缺陷改进措施

3.1 孔型及轧件端头平直度

对压下规程进行适当的调整：在确保轧件尺寸固定的前提下，对万能轧机的压下规程进行一定程度的调整，以确保轧后的平直；对轧边孔头部孔型进行适当的修改，以确保轧件通过轧机时的头部压力被控制在合理的范围以内；对万能轧机的横向位置进行调整，确保轧制线处于相同的水平线上；对轧机出口卫板的装设位置进行调整，确保其与辊面的距离科学、合理，同时向操作侧进行适当的偏移，以确保实现对中咬入。

3.2 卫板设计及安装

在实际安装过程中，首先要给出规范化的卫板安装标准，确保卫板的高度处于合理范围内，使得轧件可以较为精准的进入孔型。万能轧机的出口、入口卫板，要根据需要进行一定程度的偏移，以确保轧件不出现意外偏移，同时尽可能的降低冲击孔型的概率。对卫板的设计方案进行优化，一是根据相应的施工参数，对卫板的设计过程进行改进；二是根据项目需要，在适当位置增加卫板。