[发明专利]百米钢轨双弧反向预弯工艺

说明书

技术领域

本发明涉及百米钢轨双弧反向预弯工艺，属钢轨轧制生产技术领域。

背景技术

钢轨是y轴对称而x轴不对称的复杂断面产品，轧后钢轨是倾倒在冷床上自然冷却，温度由800℃冷却到室温约需3小时，经历着温度变化及组织变化，冷却后钢轨弯向轨头，形成了冷后弯曲度，这样冷却下来的钢轨向轨头弯曲，弦高在3.5米以上，导致百米钢轨不能顺利进入下道工序。为降低百米钢轨冷后弯曲度，业内普遍采用的方法是：测定钢轨在没有经过预弯冷却后的弯曲曲线，然后施加等值向轨底的弯曲，实现对钢轨弯曲的矫直；但是，由于钢轨冷后的弯曲程度受到预弯温度、材质、轨型、冷床摩擦系数、冷却速率、预弯曲线形式等诸多因素影响，控制难度较大，实践测量冷却后钢轨极易形成“W”型弯曲，且状态不稳定，仍然不能满足高平直度百米钢轨要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种百米钢轨双弧反向预弯工艺，通过建立反向预弯曲线参数来设置预弯车动作方案，从而使百米钢轨冷却后弯曲最大弦高控制在40-60mm，大幅提高钢轨平直度，钢轨翻转后在自重影响下以微翘形态顺利进入下道工序，解决背景技术中的缺陷。

解决上述技术问题的技术方案是：

百米钢轨双弧反向预弯工艺，包括反向预弯曲线参数设定步骤和预弯车使用方案设计步骤；所述反向预弯曲线参数设定步骤包括钢轨直线段与弯曲段比例设定、反弯总高设定、反弯温度设定和弯曲段斜率变化速率设定；钢轨直线段长度与弯曲段长度比例设为0.6～1.5，反弯总高1.5～2.8m，反弯温度为750℃-820℃，弯曲段斜率变化速率按照下述公式进行设定：

dy″＝-(R²-x²)^-1/2-x²(R²-x²)^-3/2；

其中：dy〞——斜率变化速率；

R——弯曲段圆弧曲率半径；

x——曲线位置坐标；

所述预弯车根据预弯曲线参数在弯曲段以等间距设置对钢轨进行反向弯曲，在直线段以等间距设置进行等距等速移动。

上述的百米钢轨双弧反向预弯工艺，所述直线段位于钢轨中部，所述弯曲段为2个，分别位于直线段的两侧，每个弯曲段包括弯曲一段和弯曲二段，弯曲一段一端与直线段一端相切，另一端与弯曲二段相切；弯曲一段斜率变化速率设定为0.4％～0.6％，弯曲二段斜率变化速率设定为0.6％～0.8％。

上述的百米钢轨双弧反向预弯工艺，所述钢轨直线段长度为40～60米，每个弯曲段长度为20～30米；弯曲一段曲率半径设定为180m～250m，弯曲二段曲率半径设定为120m～170m。

上述的百米钢轨双弧反向预弯工艺，弯曲段相邻预弯车之间的距离为1.6米或3.2米，在直线段相邻预弯车之间的距离为3.2米或4.8米，预弯车使用总量为42～50组，预弯车行程函数为：

其中：f(n)——预弯车行程；

n——小车序号；

t——反弯温度

k——钢轨断面系数。

本发明预弯曲线参数设定依据为：由于钢轨直线段与弯曲段比例需要考虑轧件在冷床上运动过程中与动(静)梁点接触后是否产生反向回弹，经过大量实验及高温状态的钢轨特性分析将直线段与弯曲段比例设为0.6～1.5；反弯总高与反弯的温度及产品断面有关，生产实践证明，随着温度的降低，反弯总高量减小，生产中控制反弯时温度750℃-820℃，此时返弯总高设为1.5～2.8m较为合理；弯曲段斜率变化速率是指弯曲段曲线二阶导数，其设置与钢轨位置有关，接近两侧的位置取较大的变化速率，接近中部的位置取较小的变化速率，通过整理可得公式：

dy″＝-(R²-x²)^-1/2-x²(R²-x²)^-3/2，

其中：dy〞——对斜率变化速率；

R——弯曲段圆弧曲率半径；

x——曲线位置坐标；

通过大量实验总结出弯曲一段斜率变化速率取值0.6％～0.8％，弯曲二段斜率变化速率取值0.4％-0.6％；预弯车使用方案确定与弯曲段长度成正比，所以在弯曲段以1.6米等间距设置预弯车给予钢轨反向弯曲，平直段以3.2米等间距设置预弯车等距等速移动；通过百米钢轨反向预弯实验数据建立模型，回归出预弯车行程函数：