[发明专利]高速铁路重轨万能孔型热定径轧制技术

说明书

本发明属于轧钢领域，特别涉及型钢高精度轧制成形技术。

目前高速铁路重轨的生产主要有两种方法：一是采用孔型法，该方法是重轨经过一系列二辊孔型轧制成形。由于为二辊孔型，其轨高尺寸偏差、轨底高度偏差、轨头宽度偏差都较大，断面对称性不易保证，整体尺寸精度难以满足高速铁路的运行要求。另一种方法是采用万能法，该方法是利用四辊万能孔型轧制重轨，其生产的重轨尺寸精度较好，可以满足高速铁路的要求。但我国目前尚无此生产设备，其缺点是投资大，生产建设周期长，轧件精度难以继续提高，不能满足我国高速铁路建设的要求。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种轧制技术，既能保证生产技术的成品孔型有延伸又能确定产品尺寸，两种功能可同时兼顾，大幅度提高尺寸精度。

本发明采用自动控制技术、测量技术、计算机技术及四辊万能定径轧机相结合的技术手段实现对重轨的高精度轧制。本发明中重轨高精度轧制主要采用如下的步骤和条件：①采用四辊万能定径轧机，小辊径，短辊身，高刚度机架，组合式轧辊，硬质合金高耐磨辊环，小压下量定径精轧；②在定径轧制的出口侧安装有尺寸测量仪对重轨尺寸进行测量，并将结果反馈给轧机控制系统，以此控制辊缝，控制精度确保±0.10mm；③在轧机上装有AGC控制系统与尺寸测量仪形成闭环控制，使重轨的尺寸精度控制实时、准确；④在四辊万能定径轧机前有尺寸测量仪，对重轨成品孔型轧后尺寸进行测量，并传输给定径轧机，根据数学模型对轧辊孔型进行预设定，从而保证每一轧件的尺寸精度；⑤由计算机对所有数据进行采集和存储，同时测量结果可以实时在屏幕上显示出来，对超差产品有报警功能，实现智能化控制。

本发明提供的高速铁路重轨万能孔型热定径轧制技术，由于采用闭环计算机智能化控制，通过数学模型对不同重轨进行孔型预设定及轧机采用高强度结构，可有效地防止重轨尺寸超差，保证每一重轨的整体质量，重轨的主要尺寸公差减少到现有国际先进标准的20％以内。

图1为重轨万能孔型定径原理简图，

图2为定径轧制闭环控制系统示意图，

图3为图2的A-A剖示图。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1、2、3中，1水平辊，2立辊，3轧件，4轧辊位置传感器，5轨高传感器，6腰厚传感器，7定位辊。

实施例：

本发明已在实验室现有型钢万能轧机上安装成功，并对65Kg/m重轨进行了轧制实验。所用的仪器：工业控制计算机，万能轧机，前、后尺寸测量仪。主要参数：水平辊宽260mm。立辊φ250mm，辊高140mm。主电机为直流，功率54kw，转数为0-590r/min。轧机带有：数字式扭矩仪，测量范围0-1000n·m；数字式转数仪，测量范围0-16000r/min；压力传感器；记录为486微型计算机。

在重轨轧制中，首先由定径前的尺寸测量仪对重轨各尺寸进行测量，并将结果输入到计算机。在轧制过程中，轧出的轧件1由轧后尺寸测量仪进行测量，如果尺寸精度超过给定公差，则反馈给控制计算机，重新计算数学模型，由电气控制系统完成对轧辊的调整，从而保证轧件1的尺寸精度。控制精度：通过实验室轧制实验，可使重轨轨头宽、轨底宽公差在轧后达到铁道部提出的200Km/h重轨尺寸标准公差的20～40％之内；并消除了轧制和热锯形成的局部硬弯，确保轨腰的对称性及对轨头和轨底的垂直度，热定径前、后的主要尺寸偏差如表1所示。

表1热精轧前、后重轨的主要尺寸偏差值    单位：mm

    轨高轨底宽    轨头宽断面不对称轧前    ±0.5+1.0 -2.0    ±0.5头±0.5底±1.0轧后    ±0.2±0.4    ±0.2头±0.2底±0.4提高相对值    60％60％    60％    60％TB/(T)68-87    +0.8，-0.5+1.0 -1.5    ±0.5头±0.5  底±1.0TGV60标准    ±0.5±0.8    ±0.5    ±1.5