百米热处理钢轨头尾温度控制方法

文档序号：1225766 发布日期：2020-09-08 浏览：44次 >En<

阅读说明：本技术 百米热处理钢轨头尾温度控制方法 (Head and tail temperature control method for hectometer heat-treated steel rail ) 是由张海旺李钧正韩志杰杨正宗武东东郭朝军王建锋于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种百米热处理钢轨头尾温度控制方法；包括铸坯加热工序、万能机组轧制工序和热处理工序,所述铸坯加热工序,控制钢轨铸坯尾部加热温度、均热温度比铸坯头部加热温度、均热温度分别高出20～40℃；所述万能机组轧制工序,万能机组轧辊冷却水采用间歇性喷水,即在钢轨咬入时关掉冷却水,待钢轨咬入后再开启冷却水。本发明可将百米钢轨轧制完成后、在线热处理淬火冷却开始时,钢轨头部温度与钢轨尾部温度差控制在20℃以内,钢轨通长温度波动控制在30℃以内。(The invention relates to a head and tail temperature control method for a hectometer heat-treated steel rail; the method comprises a casting blank heating process, a universal unit rolling process and a heat treatment process, wherein in the casting blank heating process, the heating temperature and the soaking temperature of the tail part of a steel rail casting blank are controlled to be 20-40 ℃ higher than the heating temperature and the soaking temperature of the head part of the casting blank respectively; in the rolling process of the universal unit, the cooling water of the roller of the universal unit is sprayed intermittently, namely the cooling water is turned off when the steel rail is bitten, and the cooling water is turned on after the steel rail is bitten. The invention can control the temperature difference between the head temperature and the tail temperature of the steel rail within 20 ℃ and the full-length temperature fluctuation of the steel rail within 30 ℃ when the on-line heat treatment quenching cooling is started after the hundred-meter steel rail is rolled.)

百米热处理钢轨头尾温度控制方法

技术领域

本发明涉及钢轨温度控制方法，尤其涉及一种百米热处理钢轨头尾温度控制方法。

背景技术

百米在线热处理钢轨生产工艺流程为：钢轨铸坯加热、高压水除鳞、开坯机轧制、万能机组轧制、热打印、在线热处理、冷床冷却、矫直、探伤、在线检验、锯切、收集。钢轨铸坯经过多机架轧机多道次轧制成钢轨后，再通过辊道运输至在线淬火设备进行热处理。

实际生产中发现，由于百米钢轨轧制过程中头尾冷却条件与钢轨中部不同，钢轨头部与尾部在热处理冷却段开始冷却时间不同，钢轨头、尾和中部温度在热处理开始冷却时相差较大，钢轨尾部温度一般低于头部温度50～80℃，头部温度低于钢轨中部温度20～40℃。

热处理温度是热处理工艺的关键参数，钢轨开始冷却前温度均匀性是影响钢轨冷却后组织均匀性的重要因素，温度不均匀的钢轨冷却后，钢轨踏面硬度差可达10～25HB，硬度不均匀的钢轨在使用时容易过早出现波磨，缩短钢轨使用寿命。

为了使在线热处理钢轨组织性能均匀，硬度波动范围小，通常在淬火冷却机组前安装加热装置，对钢轨加热进行温度补偿，以保持钢轨温度均匀性；这种工艺布置不但增加了设备投入，而且钢轨补热会导致生产成本增加，同时会降低钢轨在线热处理生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种百米热处理钢轨头尾温度控制方法，降低百米钢轨热处理开始冷却时的头尾温差。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

百米热处理钢轨头尾温度控制方法，包括铸坯加热工序、万能机组轧制工序和热处理工序，所述铸坯加热工序，控制钢轨铸坯尾部加热温度、均热温度比铸坯头部加热温度、均热温度分别高出20～40℃；所述万能机组轧制工序，万能机组轧辊冷却水采用间歇性喷水，即在钢轨咬入时关掉冷却水，待钢轨咬入后再开启冷却水。

上述的百米热处理钢轨头尾温度控制方法，所述铸坯加热工序，当环境温度为20～40℃时，钢轨铸坯尾部加热温度、均热温度比铸坯头部加热温度、均热温度分别高20～30℃；当环境温度大于-10℃小于20℃时，钢轨铸坯尾部加热温度、均热温度比铸坯头部加热温度、均热温度分别高31～40℃。

上述的百米热处理钢轨头尾温度控制方法，所述万能机组包括万能轧机U1、E轧机和万能轧机U2，万能机组轧制包括3个轧程；第1轧程轧件头部到达进口热检时自动开启二次除鳞系统，尾部脱离U1轧机时自动停止二次除鳞系统，第2轧程和第3轧程二次除鳞系统不开启。

上述的百米热处理钢轨头尾温度控制方法，所述铸坯加热工序，加热炉预热段温度＜850℃，加热一段温度为1100～1180℃；当环境温度为20～40℃时，加热二段铸坯头部温度为1230℃～1250℃，均热段铸坯头部温度为1210～1230℃；当环境温度大于-10℃小于20℃时，加热二段铸坯头部温度为1240℃～1260℃，均热段铸坯头部温度为1220～1240℃。

上述的百米热处理钢轨头尾温度控制方法，所述热处理工序是指对轧后钢轨进行加速冷却处理工序，钢轨头尾在热处理冷却段入口温度为650～800℃。

上述的百米热处理钢轨头尾温度控制方法，所述钢轨规格为50kg/m、60kg/m、75kg/m、60N、75N、54E1、60E1、60E2，钢轨轧制长度为100～110m。

进口热检是指轧机前能够自动感应钢轨位置，将钢轨位置信号传给轧机控制系统的装置，轧机控制系统根据钢轨位置发送相关指令；二次除鳞系统是指万能轧机U1前除鳞水系统，去除轧制过程中产生或残留的氧化铁皮。

万能轧机组由两个带立辊的万能轧机和一架两辊轧边机组成，万能轧机分别称为U1轧机、U2轧机，轧边机称为E轧机，按钢轨进轧机顺序布置为：U1轧机-轧边机E-U2轧机；钢轨在万能机组三架轧机间连续可逆轧制，即:钢轨到达万能机组后，钢轨头部进入U1轧机，依次经过U1、E、U2轧机轧制，称为“第1轧程”；第1轧程轧制完成后，钢轨尾部进入U2轧机，钢轨依次经过U2、E、U1轧机轧制，称为“第2轧程”；第2轧程轧完后，钢轨头部进入U1轧机，再依次经过U1、E、U2轧机，称为“第3轧程”。

目前钢轨轧制工艺是，钢轨经过开坯机轧制后，到达万能轧机组，万能轧机组各机架轧机冷却水开启，连续喷淋对轧辊进行冷却，钢轨离开万能机组后才关闭冷却水。为了防止“打滑”，即钢轨不能正常进入轧机，采用较低轧制速度，轧制速度一般为1-1.5m/s；钢轨咬入后采用高轧制速度，轧制速度一般为3.5-6m/s。钢轨咬入时，由于轧制速度较低，在第1轧程和第3轧程头部轧制时间较长，第2轧程钢轨尾部轧制时间较长，大量轧辊冷却水和除鳞水浇到钢轨上，导致钢轨头部、尾部温降很大。

本发明针对百米热处理钢轨淬火前头尾温差大，头尾温度低于钢轨其它部位温度，对钢轨从加热炉出炉到开始淬火热处理冷却过程温度进行分析，发现钢轨在万能机组轧制时头部、尾部被二次除鳞水和轧辊冷却水长时间连续喷淋，钢轨头尾被二次除鳞水和轧辊冷却水喷淋时间远大于钢轨其它部位被轧辊冷却水喷淋时间，因此钢轨在万能机组轧制时，钢轨头尾温降大于钢轨其它部位温降。

针对钢轨在万能机组头尾冷却温降大于其它部位温降问题，对轧辊冷却水和二次除鳞水控制工艺进行优化，万能机组轧辊冷却水由连续喷淋改为间歇性喷水，即在钢轨咬入时关掉冷却水，待钢轨咬入后(第1轧程和第3轧程钢轨头部出U2轧机，第2轧程钢轨尾部出U1轧机)再开启冷却水；万能第1轧程轧件头部到达进口热检时自动开启二次除鳞系统，尾部脱离U1轧机时自动停止二次除鳞系统；第2和3轧程二次除鳞系统不开启。

采用上述方案有益效果是：

本发明可将百米钢轨轧制完成后、在线热处理淬火冷却开始时，钢轨头部温度与钢轨尾部温度差控制在20℃以内，钢轨通长温度波动控制在30℃以内，为百米钢轨淬火后获得均匀组织性能提供保障；钢轨踏面硬度差控制在10HB以内，避免由于钢轨硬度不均匀导致在使用时过早出现波磨情况(波磨是一种钢轨伤损，指钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形状的不平顺现象，波磨会增加列车运行中噪声，同时产生安全隐患)，延长钢轨使用寿命。

具体实施方式

实施例1：

百米热处理钢轨头尾温差控制方法，厂房温度为20℃，采用铸坯断面为380*280mm，铸坯长度为7890mm，轧制钢轨规格为60N，长度为108.5m，加热炉预热段温度为830℃，加热一段温度为1160℃，加热段二段铸坯头部温度为1230℃，铸坯尾部温度为1250℃；均热段铸坯头部温度为1210℃，铸坯尾部温度为1230℃。

万能机组轧辊冷却水由连续喷淋改为间隙性喷淋，即在钢轨咬入时关掉冷却水，待钢轨咬入后(第1轧程和第3轧程钢轨头部出U2轧机，第2轧程钢轨尾部出U1轧机)再开启冷却水。万能第1轧程轧件头部到达进口热检时自动开启二次除鳞系统，尾部脱离U1轧机时自动停止二次除鳞系统，第3轧程系统不开启。