重軌軋疤缺陷原因分析及改進(jìn)措施

趙科達(dá)　趙利永　王世杰??

摘要：分析高速重軌萬(wàn)能軋制生產(chǎn)過程，以及重軌軋疤缺陷的形態(tài)特征的原因，制定相應(yīng)的缺陷檢測(cè)方法，并提出了相應(yīng)的措施，根據(jù)缺陷的特征，顯著降低了軋疤缺陷引起的高速重軌改切率。

關(guān)鍵詞：高速重軌；軋疤缺陷；分析

隨著中國(guó)高鐵時(shí)代的來臨，承載列車的鋼軌質(zhì)量成了關(guān)乎生死的大事，進(jìn)而如何保證上線鋼軌的高質(zhì)量、確保高鐵全線的安全通暢，也成了我們亟需解決的重要課題。型鋼應(yīng)用萬(wàn)能軋機(jī)生產(chǎn)鐵路重軌，將其工藝流程布置為：BD1BD2U1EU2UF。在生產(chǎn)過程中，軋疤缺陷通常會(huì)出現(xiàn)在軋件的上軌腰部或者是下顎，是一種常見的表面缺陷。在進(jìn)行連續(xù)軋時(shí)，該缺陷由于很難被檢查出而成了影響重軌的質(zhì)量提升的關(guān)鍵制約因素，也在很大程度上影響了百米重軌的挑出率。（圖1：60N生產(chǎn)時(shí)缺陷占比）。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中我們發(fā)現(xiàn)，軋疤缺陷是影響鋼軌合格率不高的主要原因，占比15.21%。

通過對(duì)軋制工藝、孔型系統(tǒng)和重軌質(zhì)檢得到的反饋信息進(jìn)行細(xì)致的分析，找出產(chǎn)生重軌軋疤缺陷的主要原因，進(jìn)而根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出檢查軋疤缺陷的方法，進(jìn)而得出解決措施，顯著降低了軋疤缺陷造成的百米重軌改切率。

一、軋疤產(chǎn)生原因及分析

（一）孔型特點(diǎn)

邯鋼大型廠在生產(chǎn)過程中，萬(wàn)能軋線在重軌的生產(chǎn)工序中采用如圖2所示孔型系統(tǒng)，包括：箱形孔、帽形孔、軌形孔、萬(wàn)能孔、軋邊孔和半萬(wàn)能成品孔。其中開坯軋機(jī)（BD1）上配置箱形孔；開坯軋機(jī)（BD2）上依次配置梯形孔、帽形孔、切深孔、先導(dǎo)孔和軌形孔；萬(wàn)能粗軋機(jī) （U1、U2）上配置萬(wàn)能孔；軋邊機(jī)（E）上配置軋邊孔；萬(wàn)能精軋機(jī)（UF）上配置半萬(wàn)能成品孔。切深孔之后的孔型都類似軌形孔。

（二）軋疤產(chǎn)生原因

由于萬(wàn)能軋制機(jī)組的重軌孔型中部的輥面設(shè)計(jì)的較高，在生產(chǎn)過程中，如果軋件扭轉(zhuǎn)、微彎，或者其上的導(dǎo)衛(wèi)沒有起到應(yīng)有的支撐和導(dǎo)向作用，在咬入過程中都會(huì)造成對(duì)輥面的沖擊，進(jìn)而在輥面上形成粘肉，引起后續(xù)的軋疤缺陷。

另外，如果導(dǎo)衛(wèi)的設(shè)計(jì)、安裝不合理，軋件也容易產(chǎn)生軋疤缺陷。在設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)時(shí)，要留足底部和腰部的落差，否則將很容易發(fā)生軋件咬入之前的歪斜；不合理的安裝導(dǎo)衛(wèi)也會(huì)使輥面過多露出，由于軋輥在軋件咬入期間會(huì)受到?jīng)_擊，這會(huì)使粘肉的幾率提高。由此可見，導(dǎo)衛(wèi)的安裝高度、平直度和偏移量是影響軋疤缺陷的關(guān)鍵因素。

（三）軋疤缺陷形態(tài)特征

軋疤缺陷通常呈月牙形，長(zhǎng)約20～80mm。但由不同孔型的軋制工藝造成的軋疤缺陷在特征也會(huì)有明顯的區(qū)別：第一，出現(xiàn)軋疤缺陷的周期長(zhǎng)度上有明顯區(qū)別，這是由于在產(chǎn)線上各道次的輥徑和延伸率不相同造成的；其次，不同孔型上出現(xiàn)的軋疤缺陷形態(tài)特征各不同。U1軋機(jī)在運(yùn)行時(shí)必須要確保軋件在第一道軋制時(shí)的順利咬入，因此在設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)增加導(dǎo)衛(wèi)間隙，但這樣往往會(huì)增加軋輥的露出面積，使軋件在咬入孔型時(shí)很容易沖擊上輥，使重軌的上腰部出現(xiàn)軋疤缺陷。E軋機(jī)上由于其導(dǎo)衛(wèi)間隙較小，出現(xiàn)的軋疤缺陷較淺。UF軋機(jī)在運(yùn)行時(shí)，軋件腰部在咬入孔型時(shí)很容易被衛(wèi)板夾住，這樣就會(huì)在軋機(jī)孔型一側(cè)或兩側(cè)的下顎部位產(chǎn)生不同程度的沖擊粘鋼，從而造成長(zhǎng)度不一樣的軋疤缺陷。

軋疤缺陷對(duì)重軌的質(zhì)量和使用年限造成了嚴(yán)重的影響，我們?cè)谏a(chǎn)和測(cè)試中必須根據(jù)產(chǎn)生缺陷的機(jī)理和缺陷的特征進(jìn)行著重檢查，在檢查時(shí)應(yīng)尤其注意以下兩個(gè)部位：（1）UF軋機(jī)上出現(xiàn)軋疤缺陷的幾率較大，重軌前3m的下顎位置應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)檢查；（2）周期性的軋疤缺陷，周期長(zhǎng)度約3m左右。

（四）解決措施

分析軋疤缺陷產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn)，解決軋疤缺陷的根本所在是能夠保障軋件端頭被孔型準(zhǔn)確咬入，因此我們可以重點(diǎn)從孔型設(shè)計(jì)、軋件端頭的平直度和導(dǎo)衛(wèi)板的設(shè)計(jì)及安裝三個(gè)方面入手來消除軋疤缺陷。

（1）調(diào)整軋制參數(shù)：統(tǒng)一軋件尺寸不變，調(diào)節(jié)軋機(jī)頭部和底部的壓下量，使其保證軋后的平直度；（2）改變軋邊孔的頭部孔型，保證在軋件經(jīng)過E軋機(jī)的時(shí)候頭部的壓力較?。唬?）調(diào)整萬(wàn)能軋機(jī)的橫向位置和軋制線高度，保證U1EU2三架軋機(jī)對(duì)正，并且軋制線在同一水平線上。

二、導(dǎo)衛(wèi)設(shè)計(jì)及安裝

（1）精確設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)的安裝標(biāo)準(zhǔn)，確定導(dǎo)衛(wèi)的安裝高度，使軋件確?？梢詼?zhǔn)確導(dǎo)入孔型；（2）尤其要確保UF軋機(jī)的入口衛(wèi)板高度。

三、結(jié)論

（1）軋機(jī)孔型、導(dǎo)衛(wèi)的設(shè)計(jì)和安裝及軋件端頭的重力彎曲是造成軋疤缺陷的關(guān)鍵因素；

（2）一般軋疤缺陷會(huì)出現(xiàn)在重軌頭部前8m范圍內(nèi)；

（3）軋件端頭的平直度可以利用改變孔型和壓下規(guī)程、衛(wèi)板的重新設(shè)計(jì)及精確安裝衛(wèi)板等措施來進(jìn)行提高，以保證軋件的對(duì)中咬入，這對(duì)重軌軋疤缺陷的控制和減少效果非常明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶功明，攀鋼.60kg/m鋼軌軋疤缺陷原因分析及改進(jìn)措施[J].軋鋼，2009，12（6）：6366.

[2]周劍華，吳迪，等.全萬(wàn)能成品孔型軋制高精度重軌生產(chǎn)工藝研究[J].鋼鐵研究，2007，35（3）：3134.

作者簡(jiǎn)介：趙科達(dá)（1990），男，漢族，唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，軋鋼工，助理工程師，研究方向：材料工程軋鋼。