Реферат: Выбор технологии прокатки рельсов

- в качестве исходного металла используют непрерывнолитую заготовку из вакуумированной стали сечением не менее 900-1000 см² ;

- нагрев заготовок производят в печах с шагающими балками;

- печную окалину удаляют на установках гидросбива окалины;

- прокатку рельсов производят с использованием жестких универсаль­ных или горизонтальных клетей;

- перед охлаждением на холодильнике рельсы проходят изгиб на подош­ву;

- правку рельсов производят в роликоправильных машинах в двух плос­костях жесткости, а доправку на гидравлических прессах;

- резку концов рельсов производят на пилах Wagner дисками с твердо­сплавным инструментом;

- для контроля качества рельсов в потоке рельсоотделки устанавливается комплекс приборов.

13.2. Предложения по реконструкции РБЦ НТМК

13.2.1. Анализ технологий и состава оборудования, используемых для производства рельсов в России

Производство рельсов для железных дорог в России осуществляется на рельсобалочных станах Нижнетагильского и Кузнецкого металлургических комбинатов с применением двухвалковых калибров.

До реконструкции сталеплавильного передела НТМК, когда рельсы про­катывали из слитков, разлитых сверху, на стан 800 поступали заготовки се­чением 320x340 мм, полученные в обжимном цехе №1 на блюминге 1150.

После перехода на разливку стали на МНЛЗ на стан 800 поступают . заготовки сечением 300x360 мм.

Схема основного технологического оборудования рельсобалочного стана 800 представлена на рис. 13.3.

Прокатка железнодорожных рельсов Р65 на стане 800 производится за!2 проходов: 5 проходов в реверсивной клети 950, 3 - в 1-й клети трио 800, 3 -во 2-й клети трио 800 и 1 - в чистовой клети дуо 850. Технология прокатки рельсов путем обжатия раската в двухвалковых тавровых и рельсовых калиб­рах имеет следующие недостатки: большая неравномерность деформации по элементам профиля; наличие открытых и закрытых ручьев, требующих глу­бокого вреза в валки; головка и подошва рельса не подвергается прямому обжатию в направлении оси симметрии рельса.

Прокатка рельсов на КМК не имеет принципиальных отличий от техно­логической схемы, используемой на НТМК.

В 1991 г. УралНИИЧМ выполнил на КМК работу "Разработка и приме­нение технологии по повышению прямолинейности рельсов", в результате которой было выявлено, что рельсы по высоте имеют неровность, которая носит синусоидальный характер с периодом, равным примерно 2800 мм. Это соответствует длине окружности ручья калибра чистовой клети.

Наличие этой характерной волнистости связано с радиально-осевым пе­ремещением валков в процессе прокатки, которое возникает из-за нежесткого крепления подушек клети, наличия зазора между подушками и станинами, износа конусов валков, с неравномерным нагревом металла, износом калиб­ров, а также отсутствием вальцетокарных станков для нарезки калибров по периметру бочки валка с необходимой точностью. Поэтому для снижения волнистости рельсов, образующейся при прокатке, необходимо:

- обеспечить равномерный нагрев заготовок по длине и сечению;

- вести прокатку в жестких клетях с хорошим уравновешиванием шпин­делей;

- прокатывать в чистовом калибре не более 1000 т рельсов;

- установить вальцетокарные станки, например, фирмы "Геркулес" (Гер­мания), обеспечивающие высокую точность обработки прокатных валков.

Рис 13.3. Схема расположения основного технологического оборудования рельсобалочного стана 800

1 - методические нагревательные печи; 2 - камерные нагревательные печи; 3 - обжимная двухвалковая клеть 950; 4 - черновая и предчистовая трехвалковые клети 800; 5 - чистовая двухвалковая клеть 850; 6 - ножницы горячей резки; 7 - стеллаж возвратного потока; 8 - маятниковые пилы горячей резки; 9 - клеймовочная ма­шина; 10, 22 - передаточный швеллер для проката из качественной стали и рельсов; 11 - стеллаж для проката из качественной стали; 12 - центральные холодиль­ники; 13, 20, 21, 32- горизонтальные роликоправильные машины; 14 - распределительный стеллаж; 15 - горизонтально-правильные прессы; 16 - вертикально-правильные (штемпельные) прессы; 17 - установки для закалки концов рельсов; 18 - установки по центровке рельсов; 19 - станки сверлильно-фрезерные; 23 - печи изотермической выдержки рельсов; 24 - печь для нагрева рельсов под закалку; 25, 28 - кантователи рельсов; 26 - установка термоправки рельсов; 27 - закалочная машина; 29 - инспекторские стеллажи; 30 - установка замера твердости головки рельса; 31 - вертикальная роликоправильная машина; 33 -холодильники за отпускной печью; 34 - пакетирующее устройство; 35- печь для отпуска закаленных рельсов

На рельсобалочном стане КМК испытан способ непрерывной прокатки рельсов в предчистовой универсальной 4-х валковой клети и в чистовой 2-х валковой клети [13] (см. рис. 13.2, способ 7). По этому способу в 1987 г. было прокатано 25 тыс. т рельсов Р65. Испытания показали, что стойкость чисто­вого 2-х валкового калибра составила 1500 т, стойкость чугунного валка со . стороны головки рельса универсального калибра - 5,5 тыс. т, стойкость чу­гунного валка со стороны подошвы около 12 тыс. т. Установлена высокая стабильность получения профиля, замечаний по геометрии профиля практи­чески не было. Качество рельсов, прокатанных с применением универсально­го калибра, характеризуется следующими показателями: количество рельсов длиной 25 м, не имеющих поверхностных дефектов, составило 82-90 % по сравнению с 67-80 % для текущего производства; механические свойства находятся на том же уровне, а пластичность несколько больше у опытных рельсов. Авторами статьи [13], проводившими вышеуказанные испытания, предложен также способ прокатки рельсов с использованием 2-х универсаль­ных клетей, которые располагаются непрерывно (см. рис. 13.2, способ 5).

Сотрудниками Уральского политехнического института и УралНИИчер-мета предложен способ прокатки рельсов на КМК с применением двух уни­версальных и двухвалковой клети (см. рис. 13.2, способ 1а), отличающийся тем, что в 4-х валковой клети приняты вертикальные валки одинакового диа­метра как со стороны головки, так и подошвы рельса [14, 15]. Результаты этих работ были использованы в ПО "Уралмаш" при проектировании конструкции рабочих клетей для прокатки рельсов.

К рельсам, предназначенным для скоростного совмещенного движения, предъявляются повышенные требования по продольной прямолинейности, в частности, отклонения поверхности катания головки рельса в вертикальной плоскости не должны превышать 0,3 мм на базовой длине 1,5 м. Такая пря­молинейность, как показывает практика зарубежных заводов, достигается с использованием как универсальных, так и двухвалковых калибров.

В последние годы ГНЦ РФ ОАО "УЙМ", КМК и ВНИИЖТ выполнили комплекс работ, в результате которых были внедрены мероприятия по тер­мической правке рельсов во время отпуска [16] и после него, усовершенство­ваны технология [17] и схема правки, организован контроль прямолинейно­сти рельсов с помощью устройства "Элекон", что позволило существенно повысить прямолинейность рельсов. В настоящее время на КМК до 80 % рельсов в потоке отвечают повышенным требованиям по прямолинейности, и разработаны мероприятия по повышению этой доли до 100 %. Поэтому, с точки зрения достижения повышенной прямолинейности рельсов, для рекон­струкции РБЦ НТМК правомочны предложения по прокатке рельсов с при­менением как универсальных, так и двухвалковых клетей.