重軌軋疤缺陷原因分析及改進措施

趙科達　趙利永　王世杰??

摘要：分析高速重軌萬能軋制生產過程，以及重軌軋疤缺陷的形態特征的原因，制定相應的缺陷檢測方法，并提出了相應的措施，根據缺陷的特征，顯著降低了軋疤缺陷引起的高速重軌改切率。

關鍵詞：高速重軌；軋疤缺陷；分析

隨著中國高鐵時代的來臨，承載列車的鋼軌質量成了關乎生死的大事，進而如何保證上線鋼軌的高質量、確保高鐵全線的安全通暢，也成了我們亟需解決的重要課題。型鋼應用萬能軋機生產鐵路重軌，將其工藝流程布置為：BD1BD2U1EU2UF。在生產過程中，軋疤缺陷通常會出現在軋件的上軌腰部或者是下顎，是一種常見的表面缺陷。在進行連續軋時，該缺陷由于很難被檢查出而成了影響重軌的質量提升的關鍵制約因素，也在很大程度上影響了百米重軌的挑出率。（圖1：60N生產時缺陷占比）。從數據統計中我們發現，軋疤缺陷是影響鋼軌合格率不高的主要原因，占比15.21%。

通過對軋制工藝、孔型系統和重軌質檢得到的反饋信息進行細致的分析，找出產生重軌軋疤缺陷的主要原因，進而根據以往的經驗總結出檢查軋疤缺陷的方法，進而得出解決措施，顯著降低了軋疤缺陷造成的百米重軌改切率。

一、軋疤產生原因及分析

（一）孔型特點

邯鋼大型廠在生產過程中，萬能軋線在重軌的生產工序中采用如圖2所示孔型系統，包括：箱形孔、帽形孔、軌形孔、萬能孔、軋邊孔和半萬能成品孔。其中開坯軋機（BD1）上配置箱形孔；開坯軋機（BD2）上依次配置梯形孔、帽形孔、切深孔、先導孔和軌形孔；萬能粗軋機 （U1、U2）上配置萬能孔；軋邊機（E）上配置軋邊孔；萬能精軋機（UF）上配置半萬能成品孔。切深孔之后的孔型都類似軌形孔。

（二）軋疤產生原因

由于萬能軋制機組的重軌孔型中部的輥面設計的較高，在生產過程中，如果軋件扭轉、微彎，或者其上的導衛沒有起到應有的支撐和導向作用，在咬入過程中都會造成對輥面的沖擊，進而在輥面上形成粘肉，引起后續的軋疤缺陷。

另外，如果導衛的設計、安裝不合理，軋件也容易產生軋疤缺陷。在設計導衛時，要留足底部和腰部的落差，否則將很容易發生軋件咬入之前的歪斜；不合理的安裝導衛也會使輥面過多露出，由于軋輥在軋件咬入期間會受到沖擊，這會使粘肉的幾率提高。由此可見，導衛的安裝高度、平直度和偏移量是影響軋疤缺陷的關鍵因素。

（三）軋疤缺陷形態特征

軋疤缺陷通常呈月牙形，長約20～80mm。但由不同孔型的軋制工藝造成的軋疤缺陷在特征也會有明顯的區別：第一，出現軋疤缺陷的周期長度上有明顯區別，這是由于在產線上各道次的輥徑和延伸率不相同造成的；其次，不同孔型上出現的軋疤缺陷形態特征各不同。U1軋機在運行時必須要確保軋件在第一道軋制時的順利咬入，因此在設計時一般會增加導衛間隙，但這樣往往會增加軋輥的露出面積，使軋件在咬入孔型時很容易沖擊上輥，使重軌的上腰部出現軋疤缺陷。E軋機上由于其導衛間隙較小，出現的軋疤缺陷較淺。UF軋機在運行時，軋件腰部在咬入孔型時很容易被衛板夾住，這樣就會在軋機孔型一側或兩側的下顎部位產生不同程度的沖擊粘鋼，從而造成長度不一樣的軋疤缺陷。

軋疤缺陷對重軌的質量和使用年限造成了嚴重的影響，我們在生產和測試中必須根據產生缺陷的機理和缺陷的特征進行著重檢查，在檢查時應尤其注意以下兩個部位：（1）UF軋機上出現軋疤缺陷的幾率較大，重軌前3m的下顎位置應進行重點檢查；（2）周期性的軋疤缺陷，周期長度約3m左右。

（四）解決措施

分析軋疤缺陷產生的原因發現，解決軋疤缺陷的根本所在是能夠保障軋件端頭被孔型準確咬入，因此我們可以重點從孔型設計、軋件端頭的平直度和導衛板的設計及安裝三個方面入手來消除軋疤缺陷。

（1）調整軋制參數：統一軋件尺寸不變，調節軋機頭部和底部的壓下量，使其保證軋后的平直度；（2）改變軋邊孔的頭部孔型，保證在軋件經過E軋機的時候頭部的壓力較??；（3）調整萬能軋機的橫向位置和軋制線高度，保證U1EU2三架軋機對正，并且軋制線在同一水平線上。

二、導衛設計及安裝

（1）精確設計導衛的安裝標準，確定導衛的安裝高度，使軋件確?？梢詼蚀_導入孔型；（2）尤其要確保UF軋機的入口衛板高度。

三、結論

（1）軋機孔型、導衛的設計和安裝及軋件端頭的重力彎曲是造成軋疤缺陷的關鍵因素；

（2）一般軋疤缺陷會出現在重軌頭部前8m范圍內；

（3）軋件端頭的平直度可以利用改變孔型和壓下規程、衛板的重新設計及精確安裝衛板等措施來進行提高，以保證軋件的對中咬入，這對重軌軋疤缺陷的控制和減少效果非常明顯。

參考文獻：

[1]陶功明，攀鋼.60kg/m鋼軌軋疤缺陷原因分析及改進措施[J].軋鋼，2009，12（6）：6366.

[2]周劍華，吳迪，等.全萬能成品孔型軋制高精度重軌生產工藝研究[J].鋼鐵研究，2007，35（3）：3134.

作者簡介：趙科達（1990），男，漢族，唐山科技職業技術學院，軋鋼工，助理工程師，研究方向：材料工程軋鋼。