一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法，属于冶金行业钢轨生产领域。控制热处理钢轨矫前的轨形是通过控制热处理出口处钢轨尾部的轨形而实现，当钢轨尾部在热处理出口处呈上翘状态时，其上翘量应不大于20cm；当钢轨尾部在热处理出口处呈下扣状态时，以距离尾部5米处钢轨轨底与辊道的间隙为依据，其间隙量应不大于1cm；热处理出口处钢轨尾部的轨形是通过控制轨底冷却介质压力调整的。本发明专利技术的有益效果：本发明专利技术通过控制热处理出口处钢轨尾部的轨形，来保证热处理钢轨矫前头部和尾部的轨形，避免了矫前出现批量轨形不良问题，提高矫直合格率，且操作方法较为简单，实用性强，不需增加额外成本。不需增加额外成本。

【技术实现步骤摘要】
一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法


[0001]本专利技术涉及钢轨生产领域，具体涉及一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法。

技术介绍

[0002]钢轨在线余热热处理是提高钢轨强度、韧性的常见方法。钢轨经过热处理后空冷至室温，然后进行矫直。钢轨矫后的平直度是评价矫直效果的关键指标。影响热处理钢轨矫后平直度的一个关键因素是矫前的轨形状态，即钢轨热处理后空冷至室温的轨形。钢轨经过矫直后，要求轨端垂直向上不大于0.6mm/1.5m，而要求轨端垂直向下不大于0.2mm/1.5m，相对轨端垂直向上，轨端垂直向下的允许范围小的多。如果热处理钢轨矫前头尾向下扣头，则容易导致矫后轨端垂直向下，超出允许范围，因此要避免热处理钢轨头尾矫前下扣。另一方面，如果钢轨上翘过高，钢轨矫后平直度垂直向上容易超标，且钢轨随步进式冷床运送至矫直机的过程中会翻倒，影响生产节奏。实践表明，钢轨矫前头部和尾部的上翘量不超过35cm时，既能保证钢轨平直度符合要求，另一方面能保证钢轨随步进式冷床运送至矫直机的过程中不翻倒。因此，热处理钢轨矫前头尾部保持上翘状态，且上翘量控制35cm以内，是提高热处理钢轨矫直合格率的重要保证。
[0003]从钢轨热处理完毕后到空冷至室温，大约需要两个小时。如果某一热处理工艺下钢轨矫前的轨形不良，则是在热处理完毕约两个小时之后空冷至室温时才能发现，存在延迟问题。在这两个小时期间连续生产的钢轨可能都存在轨形不良的问题，这对钢轨矫直合格率造成很大的影响。
[0004]为了解决热处理钢轨轨形问题，申请号为201621086809.1的专利公开了“一种防止淬火钢轨弯曲上翘的装置”，该装置以两套为一组相对布设于淬火生产线冷却模块的两侧，配置侧导卫斜辊和立辊；当钢轨在冷却模块的辊道上输送时，立辊转动，其辊面与钢轨轨底侧边相抵，侧导卫斜辊转动，其辊面与钢轨轨腰和轨底的连接处相抵；该专利未涉钢轨热处理完后在空冷过程中的冷却变形，钢轨冷却至室温后可能存在轨形不良问题。
[0005]申请号为201811093074 .9的专利申请公开了“钢轨在线热处理平直度控制方法”，主要包括弯曲处理和热处理冷却控制：钢轨轧制后通过弯曲机控制热态钢轨具有0.4～1.0mm/1 .5m弯向轨底的弯曲度；在热处理结束后控制钢轨轨头的温度比轨底温度低60～120℃。该专利控制热处理钢轨平直涉及轨头轨底协调冷却，而轨头冷却与组织性能密切相关。该方法控制钢轨平直的同时又需要兼顾组织性能，工艺调整“窗口”小，调整难度较大。
[0006]申请号为202110037685 .7的专利公开了“一种提高在线热处理钢轨淬火后平直度的生产控制方法”，通过合理控制钢轨轨头和轨底的冷却强度和温度差，使得热处理后钢轨的弯曲控制在理想范围内。该专利是通过对钢轨轨头轨底冷速和温度协调，达到控制钢轨矫前的平直状态，工艺参数调整复杂，现场操作难度较大。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法，能够及早判断钢轨冷却至室温的轨形，有效避免矫前出现批量轨形不良问题，提高矫直合格率。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：控制热处理钢轨矫前的轨形是通过控制热处理出口处钢轨尾部的轨形而实现，当钢轨尾部在热处理出口处呈上翘状态时，其上翘量应不大于20cm；当钢轨尾部在热处理出口处呈下扣状态时，以距离尾部5米处钢轨轨底与辊道的间隙为依据，其间隙量应不大于1cm；热处理出口处钢轨尾部的轨形是通过控制轨底冷却介质压力调整的。
[0009]当钢轨尾部在热处理出口处的上翘量超过20cm时，增加轨底冷却介质压力，根据钢轨米重，每超1cm按照一定比例增加冷却压力；当钢轨在热处理出口处距尾部5米处轨底与辊道的间隙超过1cm时，减小轨底冷却介质压力，根据钢轨米重，每超过0.1cm按照一定比例减小冷却压力。
[0010]当钢轨尾部在热处理出口处上翘时，60kg/m及以下米重的钢轨上翘量每超过1cm，轨底冷却压力增加5%
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7.5%，60kg/m以上米重的钢轨上翘量每超过1cm，轨底冷却压力增加7.5%
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10%；当钢轨尾部在热处理出口处下扣时，60kg/m及以下米重的钢轨距端部5米处轨底与辊道的间隙每超过0.1cm，减小轨底冷却压力5%
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7.5%，60kg/m以上米重的钢轨距端部5米处轨底与辊道的间隙每超过0.1cm，减小冷却压力7.5%
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10%。
[0011]所述热处理钢轨矫前的轨形就是钢轨热处理后空冷至室温的轨形。
[0012]本专利技术的原理：热处理钢轨轨形状态实质上是轨头轨底相对冷却强度对比的综合反映，包括热处理和热处理后的空冷至室温两个过程。其中热处理过程中，轨头和轨底相对冷却强度因冷却工艺的不同是变化的，而空冷至室温的过程中，轨头和轨底相对冷却强度是不变的。热处理出口处钢轨轨形状态，在随后空冷至室温过程中的变化规律是一定的。因此，可以通过热处理出口处的轨形状态提前判断空冷至室温后的轨形状态。
[0013]选择热处理出口处钢轨尾部的轨形状态作为判定钢轨冷却至室温的轨形的依据，一方面是因为钢轨此时已热处理完毕后，在热处理出口辊道处于静止状态，便于测量翘扣幅度，另一方面是因为尾部刚冷却完毕，能更准确的反映热处理过程中的轨头轨底整体冷却强度对比。
[0014]如果钢轨尾部在热处理出口处呈上翘状态，说明在热处理过程中轨底相对轨头冷却强度偏小，在随后的空冷过程中，轨底冷却引起的收缩量大于轨头，在空冷至室温的过程中钢轨会向轨底的方向弯曲。通过大量生产实践统计，当钢轨尾部在热处理出口处的上翘量不超20cm时，在空冷至室温后，钢轨头部和尾部均呈上翘状态；当在热处理出口处钢轨尾部的上翘量超过20cm后，在空冷至室温后，钢轨头部和尾部容易呈下扣状态。因此，当钢轨尾部在热处理出口处的上翘量大于20cm时，需增加轨底冷却介质压力，加大冷却强度。由于钢轨米重越大，则截面积越大，抗变形能力越强，为调整钢轨轨形所需的压力变化幅度也越大。经过大量实践数据表明，当钢轨尾部在热处理出口处上翘时，60kg/m及以下米重的钢轨上翘量每超过1cm，轨底冷却压力需增加5%
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7.5%，60kg/m以上米重的钢轨上翘量每超过1cm，轨底冷却压力需增加7.5%
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10%。
[0015]如果钢轨尾部在热处理出口处呈下翘状态，说明在热处理过程中轨底相对轨头冷却强度偏大，在随后的空冷过程中，轨底冷却引起的收缩量小于轨头，在空冷至室温的过程
中钢轨会向轨头的方向弯曲。由于热处理完毕后钢轨尾部仍在450℃以上，下扣的量用常规的长尺和塞尺不便测量。为了方便清楚的量化轨头下扣，选择以距尾部5米处钢轨轨底与辊道的间隙量为依据。通过大量生产实践统计，在热处理出口处，当距尾部5米处轨底与辊道的间隙量不超1cm时，在空冷至室温后，钢轨两端部上翘量不超过35cm；在热处理出口处，当距尾部5米处轨底与辊道的间隙量超过1cm时，在空冷至室温后，钢轨头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法，其特征在于：控制热处理钢轨矫前的轨形是通过控制热处理出口处钢轨尾部的轨形而实现，当钢轨尾部在热处理出口处呈上翘状态时，其上翘量应不大于20cm；当钢轨尾部在热处理出口处呈下扣状态时，以距离尾部5米处钢轨轨底与辊道的间隙为依据，其间隙量应不大于1cm。2.根据权利要求1所述的一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法，其特征在于：当钢轨尾部在热处理出口处的上翘量超过20cm时，需增加轨底冷却介质压力，根据钢轨米重，每超1cm按照一定比例增加冷却压力；当钢轨在热处理出口处距尾部5米处轨底与辊道的间隙超过1cm时，需减小轨底冷却介质压力，根据钢轨米重，每超过0.1cm按照一定比例减小冷却压力。3.根据利要求2所述的一种控制热处理钢轨矫前轨形的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志杰，张义春，李钧正，顾双全，陈立珂，杨光，武东东，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司邯郸分公司，
类型：发明
国别省市：