U75V重轨钢生产.doc

CL0204-U75V重轨钢生产案例简要说明:依据国家职业标准和金属材料及热处理技术、材料成型与控制技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

该案例是轧制生产工艺及质量控制案例，体现了重轨生产工艺及轧制规程、型钢轧制设备等知识点和岗位技能，与本专业《型钢生产》课程重轨生产的工艺流程单元的教学目标相对应。

1.背景介绍我国是以铁路为主要运输手段的国家，铁路所担负的运输任务十分繁忙。

铁路负载重，车行速度慢是中国与发达国家的主要差距。

近年来铁道部曾经多次实施客车提速，但仍跟不上国家经济快速发展的需要。

因此，提高行车速度、建设高速铁路是铁道部门近期的重点工作。

近年来，铁路干线正向安全、高速、重载的方向发展。

高速铁路有着快速、方便、舒适的特点和运力大、能耗低、污染轻、占地少、成本低、安全的优势。

随着我国铁路客运专线建设的迅猛发展，铁路对高速百米钢轨的需求量急剧上升。

本案例主要概述了U75V重轨钢轧制的生产工艺流程。

2.主要内容2.1.U75V重轨钢的用途铁路是我国国民经济的大动脉，随着经济的高速发展，铁路运输也日趋繁忙。

由于列车轴重、行车速度及密度大幅度提高，钢轨的服役条件越来越恶劣，使用寿命大大缩短。

特别是在重载或小半径曲线，由于钢轨硬度偏低、强度不足，使钢轨产生严重磨耗和发生接触疲劳伤损，致使钢轨使用寿命降低，线路养护费用增加，严重影响行车安全。

U75V重轨钢是近几年发展起来的重轨钢，由于其耐磨性能和综合性能好，能够大大提高钢轨使用寿命，延长大修周期，减少运行维护成本，从一出现就得到铁路部门认可。

2.2.U75V重轨钢轧制的生产工艺路线U75V重轨钢的生产工艺流程为（见图1）:连铸坯→步进梁式加热炉→高压水除磷→ BD1 粗轧→ BD2粗轧→U1、 E1 万能粗轧→U2、 E2 万能中轧→UF 万能精轧→热锯切头尾→钢轨预弯→步进式冷床冷却→复合矫直机矫直→检测中心检测(断面尺寸检测、平直度检测、超声波探伤及涡流探伤) →双向液压补矫→锯钻定尺→入库图1 U75V重轨钢的生产工艺流程图2.3U75V重轨钢轧制规程U75V重轨钢生产线轧机参数见表1 。

表1 现场轧机参数1 65 190 514 1285 1414 926 5000 3000现场依据轧制规程进行轧制，采用BD1+BD2+CCS结构方式。

其中BD1 有9个道次，BD2有5个道次，CCS连轧机组一共6个道次，其现场轧制规程见表2，表3。

表2 现场（BD1、BD2）轧制规程o. Sta. Groove Dimension work Area Length work Speed Roll No. Gap Red Dia Timemm mm mm2% m mm m/s s1BD1 1/J 295×330163 96813 9.0 8.6 925 2.5 4.42 1/J 305×285123 86388 10.8 9.6 925 2.8 4.53 2/H 293×26093 73195 15.3 11.4 930 3 5.04 2/H 303×23063 66705 8.9 12.5 930 3.2 5.25 2/H 313×20533 61180 8.3 13.6 930 3.5 5.36 2/H 319×18513 56030 8.4 14.9 930 3.8 4.47 3/G 192 13 48991 12.6 17.0 845 4 4.88 4/F 208 13 41852 14.6 19.9 882 4.2 5.29 5/E 192 13 35047 16.3 23.8 908 4.5 5.8Total Rolling Time:44.6 s Tota lDeadTime:68.8 s Total Time:113.4 sBD2 Roll Drwgo. Sta. Groove Dimension work Area Length work Speed Rool No. Gap Red Dia Timemm mm mm2% m mm m/s s1BD2 1/D 120 42 32800 6.4 25.4 706 2 13.62 1/D 91 13 29057 11.4 28.7 706 2.5 12.53 2/C 69.5 13 24692 15.0 33.7 735 2.8 13.24 3/B 54 13 20394 17.4 40.9 757 3 14.95 4/A 43 13 17970 11.9 46.4 772 3.2 15.9表3现场（CCS）轧制规程No. Sta. Dimension Force Area Length work SpeedWeb Head Base Red Diamm kN kN kN mm²% m mm m/s32.0 3084 1842 2828 14238 20.8 58.5 1085 4.911 UR1ER 31.5 1468 ---- ---- 13977 ---- 59.6 734 5.002 UF IDLE (open) ---- ---- ---- 13977 1.8 59.6 1120 53 UF IDLE (open) ---- ---- ---- 13977 ---- 59.6 1120 4.15ER IDLE (open) ---- ---- ---- 13977 ---- 59.6 734 4.15 424.0 2708 1351 2602 11159 20.2 74.7 1086 5.2UR25 UR18.3 2565 1122 2735 8822 20.9 94.4 1083 4.953EF 18.3 464 ---- ---- 8604 2.5 96.8 751 5.076 UF 16.7 1934 ---- 859 7932 10.1 105.0 1046 5.5BD1机架通过9个道次将方形坯料轧制成帽型。

首先通过箱型孔对方形坯料进行轧制，这样有利于降低铸坯的缺陷，提高坯料的内在质量，然后通过6个道次的孔型轧制使箱型坯料转变为帽型坯料，如图1所示：图1 BD1轧制坯料形状BD2机架包括5个道次，将BD1轧制完成后的帽型轧件轧制为轨型。

BD2前4个道次是切深孔，主要任务是将帽型切深出头腰腿分明的轨型。

BD2后1个道次采用上下辊对称轧制，矫正切深孔不对称轧制引起的轴对称偏差，为CCS 精轧机组做好准备。

如图2所示：图2 BD2轧制坯料形状其中CCS万能轧制部分共有六个道次，分别为UR1，ER，UR2，UR3，EF，UF 共三个机架六个孔型。

其中UR1，UR2，UR3为第一架四辊万能轧制机架，通过改变压下量来实现；ER，EF通过和ABD2、BBD2两孔配在一起的平辊来轧制，UF 是三辊半万能轧制，立辊无孔型用来轧制钢轨底部，确保成品钢轨轨底的平整度。

现场采用可逆式连续轧制方式，首先是UR1和ER的二机架连轧，UF孔型打开不参与轧制；然后导轨反转钢轨逆向轧制通过UR2进行轧制；最后先后通过UR3，EF，UF进行三机架连轧。

在此过程中除了万能轧制的平辊调整压下量外，轧边机E也会进行左右方向的移动以保证孔型中心线与轧制中心线重合。

2.4U75V重轨钢万能轧机生产线简介万能轧机生产线由 121222221 布置的 7 架轧机组成 ,其中开坯机 2 架(BD1、BD2)、万能粗轧机组 2架(U1、 E1) 、万能中轧机组 2 架(U2、 E2) 、万能精轧机组 1 架(UF) 。

一、开坯机开坯机为 2 台结构型式相同的二辊可逆式牌坊轧机 ,轧辊最大直径为1100 mm ,辊身长度为 2300mm ,辊颈直径为 600 mm ,电机功率为 5000 kW ,轧制速度为 015～510 m/ s ,其特点主要有:(1)上、下辊均设调节装备 ,下轧辊采用垫片调节 ,上轧辊设有电动压下装置 ,压下速度为 65 mm/s ,正常轧制时下辊固定 ,上辊压下。

换品种或使用较小直径的轧辊时 ,设置适当厚度的垫片调节轧辊位置 ,下辊调节范围为0～175 mm(含垫片) 。

(2)上辊提升高度达 900 mm ,具有采用 1000mm×200 mm板坯立轧生产 H 型钢的可能。

(3)机前、机后均设有推床翻钢机 ,可以在任何道次移钢或翻钢。

二、U75V重轨钢CCS万能轧机CCS万能轧机本体主要包括:UR万能/ 2辊粗轧机1台,E轧边机1台,UF 万能精轧机1台。

机组部分主要包括:CS轧机底板、机架、轧机对中装置及提升工作辊道、主轴支撑架、齿轮座、传动轴支座、传动电机、换辊装置、横移装置等,轧机机组设备布置密集,吊装工作量较大,尤其是重电机的吊装,在施工中经过了精心的策划。

万能轧机共有 3 架 ,粗轧机 U1 的电机功率为5000 kW ,粗轧机 U2 的电机功率为 3500 kW ,精轧机 UF的电机功率为 2500 kW ,万能轧机作为万能机架使用 ,带有 2 个水平辊和 2 个立辊 ,对轧件的水平方向和垂直方向的四面进行轧制。

水平辊最大直径为 1200 mm ,辊身长度为 1500 mm ,立辊最大直径为 800 mm ,立辊辊身长度为 340 mm ,水平辊最大轧制压力为 6000 kN ,立辊最大轧制力为 4000kN。

轧制普通型钢时 ,万能轧机转换成二辊机架 ,即不带立辊 ,只有 2 个水平辊 ,轧辊最大直径为1020 mm。

万能轧机的机架由两部分组成 ,其传动侧为固定牌坊 ,操作侧为可移动牌坊。

更换轧辊时 ,操作的牌坊移开 ,旧轧辊由换辊小车拖至横移台车上 ,然后将新轧辊推入机架 ,从而实现快速换辊 ,换辊时间仅为 20 min。

三、轧边机轧边机为移动式两辊机架 ,轧制钢轨时可以快速横移以更换孔型,牌坊横移行程最大为850mm ,最大横移速度100 mm/s ,横移定位精度为±2mm。

轧机由1台1500kW同步可逆主电机通过齿轮箱传动,轧辊最大直径900mm,辊身长度为1200mm ,最大轧制压力为2500kN。

3.分析路径引领学生制定品种钢生产操作要点既是一个典型工作任务，也是一个代表性工作任务。

下面以U75V重轨钢生产为例，说明该钢种案例教学、现场教学的经过。

通过案例学习力求使学生掌握较系统全面的U75V重轨钢生产工艺的基本理论和技术。

使学生具有较高的获取信息和加工知识的能力，拥有良好的业务素质和较强的工程实践能力。

在经过理论知识学习和实习教学，通过计算机仿真和现场教学，将在学校所学知识转化成能力。