[發(fā)明專利]一種控制鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011399205.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112676348A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧勇;楊大巍;袁俊;李若曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): B21B15/00
• 分類號(hào): B21B15/00;B21D3/05
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅明理

本發(fā)明公開的是鋼軌軋制技術(shù)領(lǐng)域的一種控制鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力的方法，主要在采用上下彎曲度矯直機(jī)對(duì)鋼軌進(jìn)行矯直時(shí)，所述上下彎曲度矯直機(jī)的上矯直輥采用直線型，下矯直輥采用直線—凹弧—直線型，其中下矯直輥兩端的直線段長(zhǎng)度為10mm～15mm，中部弧形的弦高為0.3mm～0.5mm。本發(fā)明通過(guò)將上下彎曲度矯直機(jī)的下矯直輥設(shè)計(jì)成直線—凹弧—直線型，當(dāng)鋼軌經(jīng)過(guò)該矯直輥時(shí)，鋼軌軌底與矯直輥接觸面積較寬，鋼軌軌底中心與下矯直輥的接觸壓力顯著降低，從而降低了矯直后鋼軌軌底中心的殘余應(yīng)力，可有效控制鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力≤220Mpa，同時(shí)因保持鋼軌垂直的矯直狀態(tài)，可更好地保證鋼軌的平直度質(zhì)量和鋼軌腹腔尺寸精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼軌軋制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)近些年鐵路的快速發(fā)展，重載鐵路車型已經(jīng)從C60、C63逐漸升級(jí)到C70、C70H等，列車的軸重也從21噸提高到25噸，部分線路提高到27噸。列車軸重的提高后，鋼軌軌底在服役過(guò)程中承受的拉應(yīng)力也顯著增加。為保證鐵路的運(yùn)輸安全，國(guó)際上的主要鋼軌標(biāo)準(zhǔn)，例如歐洲的EN標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)的鐵標(biāo)均根據(jù)生產(chǎn)裝備水平和技術(shù)水平，規(guī)定鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力≤250MPa，以保證鋼軌在線路服役過(guò)程中的安全運(yùn)行。

為使鋼軌軌底中心殘余應(yīng)力滿足≤250MPa要求，國(guó)內(nèi)科技工作者也研究了多種控制殘余應(yīng)力的技術(shù)和方法，并取得了良好效果。

(1)通過(guò)優(yōu)化矯直工藝降低軌底殘余應(yīng)力

專利CN110538873A“一種控制百米鋼軌軌底殘余應(yīng)力的方法”,通過(guò)控制水平矯直輥總壓下量控制在55mm以內(nèi)，控制相鄰的兩個(gè)水平壓下量之差，即R2、R4、R6、R8壓下量依次減小，且R2與R4、R4與R6、R6與R8壓下量之差分別控制在10mm、8mm、6mm以內(nèi)，矯直速度不大于2.0m/s，使得軌底殘余應(yīng)力控制在200MPa以內(nèi)。

(2)通過(guò)熱處理降低殘余應(yīng)力

專利CN106086370B“一種降低鋼軌殘余應(yīng)力的方法以及所得鋼軌及其應(yīng)用”所述降低鋼軌殘余應(yīng)力的方法包括將軋制后所得鋼軌的軌頭踏面中心、軌頭兩側(cè)和軌底中心部位依次進(jìn)行加速冷卻、緩慢冷卻和空冷，所述加速冷卻的開冷溫度為650-950℃，冷卻速度為2-8℃/s，終冷溫度為400-600℃，所述緩慢冷卻的冷卻速度為0.1-1.5℃/s，終冷溫度為180-300℃。能夠在保證鋼軌的拉伸性能的前提下有效降低鋼軌的殘余應(yīng)力，提高平直度。

(3)通過(guò)輕壓下工藝降低殘余應(yīng)力

專利CN205393228U“用于改善鋼軌殘余應(yīng)力及軌高波動(dòng)的裝置”通過(guò)采用水平矯直機(jī)的輸出端依次配備軌高波動(dòng)均勻化裝置、殘余應(yīng)力優(yōu)化裝置，可穩(wěn)定將鋼軌的軌高波動(dòng)控制在0.4mm以內(nèi)，殘余應(yīng)力控制在50MPa以下，甚至改善為壓應(yīng)力。

(4)通過(guò)矯直和軋制降低殘余應(yīng)力

專利CN102049434A“矯直輥、用于矯直鋼軌的設(shè)備和鋼軌軋制方法”、CN102049415B“一種鋼軌軋制方法”、CN102049416A“軋輥、用于軋制鋼軌的設(shè)備和鋼軌軋制方法”等專利通過(guò)控制鋼軌軋制裝置的形狀，成功將43kg/m～75kg/m鋼軌的軌底殘余應(yīng)力控制在250MPa以內(nèi)。

從以上專利技術(shù)看，雖然采用不同技術(shù)可有效控制軌底中心殘余應(yīng)力，但部分專利在實(shí)施過(guò)程中也存在不足。例如CN102049434A、CN102049416A專利，雖然可有效控制鋼軌的軌底中心殘余應(yīng)力，但是當(dāng)鋼軌來(lái)料旁彎和扭轉(zhuǎn)較大時(shí)，導(dǎo)致鋼軌在水平矯直機(jī)中不能保持水平直立形狀，此時(shí)會(huì)限制鋼軌的水平壓下工藝，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼軌腹腔的尺寸出現(xiàn)一邊大一邊小的狀態(tài)(標(biāo)準(zhǔn)要求-0.5mm～+0.6mm)，同時(shí)導(dǎo)致鋼軌的平直度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

發(fā)明內(nèi)容