[发明专利]钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法

说明书

本发明涉及钢轨轧制实验装备领域，尤其是一种提高成品钢轨性能和质量的钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法，包括如下步骤：a、模型辊缝标定；b、调整辊缝；c、辊缝大小确定后，完成记录，随后将上、下、左模块打开；d、制备相应体积量以及外形轮廓的模型材料；e、将所准备的模型材料放入辊缝轧制中线位置，即设置于上、下、左、右模块以及模块两侧的全万能压板所构成的挤压腔室内；f、同时调整上、下、左、右模块，即调整上、下、左、右模块至之前确定的钢轨轧制的辊缝的对应位置，观察记录在受模块挤压时的模型材料在辊缝中的流动规律。本发明尤其适用于钢轨万能轧制孔型设计领域。

技术领域

本发明涉及钢轨轧制实验装备领域，尤其是一种钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法。

背景技术

全万能轧制是现代化轧制生产钢轨中广泛采用的方法，万能法轧制钢轨可有效提高钢轨的表面质量、断面的对称性、钢轨断面的几何尺寸精度以及减少钢轨表面的轧制缺陷。全万能法轧制钢轨，其万能孔型包括水平辊及立辊各一对，轧机主要采用一对水平辊对轨腰进行加工，一对立辊对轨头和轨底进行加工,如图1所示。钢轨全万能轧制过程中轨腰的宽展受到轨头及轨底延伸率和宽展的影响。轨底在立辊和水平辊中间进行轧制，其宽展不受任何限制，轨底内侧靠水平辊摩擦力带动整个轨底进行变形。轨头部分的宽展受到孔型限制。

钢轨的全万能轧制过程中轨头、轨底和轨腰与轧辊的接触区长度并不完全相等，在轧辊入口阶段一般情况下是轨腰先与轧辊接触，因此导致轧制开始阶段轨头、轨底和轨腰的金属纵向流动速度不一致。轧制过程中轨头、轨底和轨腰金属的塑性流动方向除了沿长度方向的纵向流动外，还会在轨头、轨腰连接部分及轨底、轨腰连接部分进行横向流动。钢轨万能轧制过程中轨头和轨腰之间以及轨底和轨腰之间的金属横向流动会影响轨底和轨头的宽展及轨腰的出口厚度，从而影响其纵向延伸。如果轨头、轨底和轨腰的纵向延伸系数差别较大时，在钢轨出万能轧机时就可能导致钢轨的侧弯，不但会增加钢轨矫直的工序导致增加钢轨各部分的残余应力，影响钢轨的使用性能，而且会严重影响后续的轧制。因此精确控制钢轨轧制过程中的金属流动不但可以保证万能轧制过程顺利进行，而且可以保证钢轨在正常的侧弯要求之内并降低残余应力，保证钢轨轧后有良好的性能。

我国的钢轨轧制技术以及钢轨数值理论研究主要集中在钢轨组织性能研究、金相组织研究、钢轨轧制过程实验研究及有限元模拟等方面。但是钢轨万能轧制过程中关于钢轨轧制过程中金属流动规律的研究目前较少，而且没有直观的模型研究方法。钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法能直观的展现钢轨轧制过程金属流动机理、轧制过程中金属流动体积以及流动方向，对把握金属的延伸率以及金属流动体积，预测轧后钢轨形状以及控制断面尺寸有着重要的优化孔型设计、指导生产的实用意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以建立准确的金属流动体积预测模型，从而有效指导孔型设计，并在实际生产中进一步提高成品钢轨性能和质量的钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钢轨全万能轧制金属流动平面演示控制方法，包括如下步骤：a、模型辊缝标定：相向移动上模块和下模块，使上模块和下模块的辊边之间相互靠拢紧贴并处于平行状态，然后水平移动左模块，使左模块的辊边与上模块和下模块接触，从而确定轧制中线，在轧制中线确定后，打开辊缝；b、调整辊缝：将钢轨的标准样板卡在所述轧制中线位置，移动上、下、左模块并让上、下、左、右模块分别与钢轨的标准样板上所对应的轨腰、轨底或轨头接触，确定钢轨全万能轧制的辊缝大小；c、辊缝大小确定后，完成记录，随后将上、下、左模块打开；d、根据所述标准样板的尺寸计算所需模型材料的体积以及外形轮廓规格，并根据计算所需模型材料的体积，制备相应体积量以及外形轮廓的模型材料；e、将所准备的模型材料放入辊缝轧制中线位置，即设置于上、下、左、右模块以及模块两侧的全万能压板所构成的挤压腔室内；f、微调整上、下、左、右模块，观察记录在受模块挤压时的模型材料的流动规律。

进一步的是，步骤d中，所述模型材料的材质为橡胶。

进一步的是，步骤d中，所述模型材料的材质为太空沙。