淺談鋼軌生產過程和成品檢驗中的質量控制

陳民

摘 要：以長鋼軌的生產實踐為基礎，探討了鋼軌生產過程和成品檢驗中影響質量的若干細節，并從質量監理的角度給出提升質量的建議。

關鍵詞：鋼軌;生產過程;成品檢驗;質量控制

2018年，河鋼邯鋼鋼軌產品正式通過中鐵檢驗認證中心（CRCC）認證，邯鋼成為國內第5家具備生產百米重軌能力的企業[1]。然而近幾年路內鋼軌的訂貨量均在300萬噸以下，遠低于5家生產廠的總產能，市場呈現供大于求的態勢。鋼軌質量的好壞，不僅直接影響列車運行安全、平穩和舒適，還很大程度決定了生產廠的競爭力。為保證鋼軌質量穩定，不僅要科學制定生產工藝和技術參數，還要根據生產實際形成一套有效的質量體系來加強質量管理。

1 生產過程和成品檢驗的易忽視細節

鋼軌生產過程復雜，工序繁多，生產過程控制不嚴格，對鋼軌產品質量影響很大。而成品檢驗作為判定鋼軌是否合格的關鍵步驟，對鋼軌整體質量水平也起著至關重要的作用。

1.1 煉鋼過程中影響鋼軌用鋼坯質量的關鍵工序為真空處理和連鑄。

真空處理目的是脫氣和去夾雜，提高鋼的純凈度。真空處理過程中，真空度、除氣時間、軟吹時間等工藝參數對真空處理的結果影響明顯，處理過程中鋼液的成分和鋼液狀態也很重要。日常生產中，因為時序和設備穩定性的緣故，極易導致各爐鋼水的處理時間不均，差異明顯，因此要特別關注保持真空度低于100pa的時間和軟吹時間是否滿足規程要求。軟吹過程中，氬氣壓力過小，將無法保證夾雜物的上浮，氬氣壓力過大，則鋼液可能發生裸露，而且由于各爐精煉渣厚度不同，在相同的氬氣壓力下，可能個別爐次鋼液也會有裸露的情況，因而要關注鋼液狀態，及時調整軟吹壓力。

連鑄即連續鑄鋼，可得到內部組織更為均勻、致密、偏析少且性能穩定的鑄坯。連鑄過程中，澆鑄溫度、速度、電磁攪拌頻率等工藝參數以及水口的狀態對鑄坯的質量影響明顯，而且中間包中鋼液的化學成分基本與鋼軌等同，所以連鑄過程中鋼液的化學成分以及氫含量也很重要。中間包連續測溫是監測澆鑄溫度的主要手段，但是自動測溫設備會偶有異常出現，這就需要隨機進行人工測溫，防止因自動測溫不準導致的過熱度超標鑄坯流入鐵路用鋼軌的生產中。

1.2 軋鋼過程中影響鋼軌質量的關鍵工序為軋制、矯直、超聲波探傷、在線檢查等。

軋制使矩形坯壓縮、塑性變形以得到鋼軌的外形。工藝參數設定和導衛裝置的安裝決定鋼軌的尺寸和表面質量，而軋輥的好壞也是影響鋼軌質量的重要因素。生產過程中，現場為追求高班產，可能會忽視對軋輥和導衛的維護，當出現未超標缺陷時選擇放任不管;更有甚者，一套軋輥的軋制量達到規程要求卻仍在使用。軋鋼車間管理上的疏松會導致批量的缺陷產生，從根本上影響鋼軌產品質量。因此，要特別關注已軋出鋼軌是否存在缺陷，如有缺陷，應當停軋并盡快調查原因，處理完畢方可生產;關注各軋輥軋制量情況，當軋制量接近控制要求上限，應當及時換輥，若軋制量超出規程要求，則應重點跟蹤成品質量。

矯直使鋼軌通過一系列彈塑性變形后達到平直，并對尺寸微整形。矯直參數的設定決定了矯后鋼軌的平直度，也能一定程度上調整鋼軌的尺寸、扭轉等。矯前的鋼軌因軋制調整會出現較大的差異，這就要求矯直崗位關注矯前鋼軌的外形尺寸、平直度等情況，有針對性的調整矯直參數。矯直輥的質量直接影響矯直效果，矯直量較大時矯直輥老化，會使得對鋼軌的不對稱、腹腔、扭轉等調整困難，甚至直接導致批量的不合格，因此要嚴格執行換輥制度。

超聲波探傷可以對鋼軌內部質量進行無損檢測，探傷設備的穩定性直接影響鋼軌探傷的結果。這就要求兩次樣軌標定間隔時間不宜過長，樣軌標定時的過鋼速度不應小于正常檢測過鋼速度，人工缺陷回波高度相比上一次標定下降不應超過3dB。如有探頭調整前每次標定均不報警或回波高度下降超過3dB時，應對上次標定后檢測的鋼軌進行復探。正常檢測時，如有回波高度較高未報警的情況，應倒回重新檢測，必要時可人工探傷進一步確認。

在線檢查即檢查人員在鋼軌慢速運送時檢查鋼軌表面質量是否合格，檢查人員的配置和狀態能否滿足要求、檢查設備是否正常等都影響檢查的效果。如無自動化檢測設備，鋼軌4個檢查面均需配備檢查人員，如果少人，則必須停止檢查直至人員配齊。照明設施布置應合理，側向的射燈光源可以有效的使軋疤、軋痕等缺陷呈現出明暗不同的特征，有利于減少漏檢。

1.3 外形尺寸檢驗主要在檢查臺架上進行。雖然全斷面自動檢測設備正在推進，但外形尺寸檢查目前還是主要以人為主，尺寸樣板、平直尺和扭轉尺等測量工具是否精準、檢查人員是否專業負責決定了檢驗結果的有效性。鐵標明確規定，尺寸、平直度和扭轉應逐支檢查，現場檢查人員不可對檢查項目實行抽檢。大部分生產廠采用數顯扭轉尺測量軌端扭轉值，這種扭轉尺輕便且結果直觀，但是穩定性較差，檢查人員應經常在大理石平臺上對扭轉尺進行校準，如果扭轉尺發生較大偏差，應對上一次校準后測量的鋼軌進行復檢。鋼軌全長尺寸是有波動的，較明顯的如鋼軌端部比軌身軌高最低處的軌高要大0.3mm-0.5mm，而標準要求鋼軌全長范圍任意一處尺寸應合格，因此現場應關注軌身尺寸，對易出現超差的部位加強測量。當外形尺寸有多支不合格或接近標準公差上限時，應立即聯系矯直崗位，及時調整。

成品表面檢驗主要在檢查臺架、成品庫、運輸車等區域進行，相當于是對在線檢查的補充。成品表面檢驗的效果主要由檢查人員的經驗水平決定。從位置分布來看，軋疤多出現在A、D段，其中A段更多一些;從鋼軌斷面分布來看，軋疤集中出現在上下腹腔[2]。因此，檢查人員應有針對性的重點巡查軋疤缺陷高發部位，如有批量漏檢，應及時聯系軋鋼車間檢崗并對已入庫鋼軌組織復檢。

2 提升質量的建議

2.1 ?建立品質管理部門。應有獨立于分廠之外的鋼軌品質管理部門，該部門直接向公司匯報;部門人員應具備足夠的專業素養，熟悉生產流程;擁有一套有效的質量管理體系，對分廠鋼軌的生產過程和成品檢驗進行監督，通過評比、考核等手段達到整改的目的。

2.2 ?制定內控標準。針對測量誤差較大、易引發質量異議的項目，例如軌端扭轉、平直度、表面缺陷深度、軌高、斷面不對稱等，制定相較鐵標加嚴0.05mm-0.1mm的內控標準，不僅能有效減少質量異議，還能促進整個工藝水平的優化提升。

2.3 ?定期自查自糾。鋼廠應每月或每季度進行對標排查，對照標準文件應涵蓋各鐵路用鋼軌標準、生產作業指導書、中鐵物關于建議加強鋼軌生產過程質量管理的函等，通過實際生產跟蹤、記錄回溯、成品查驗等方式來查找未達到上述標準文件的情況，并及時整改。

2.4 ?鼓勵科技創新。雖然鋼軌生產技術日趨成熟，但內部質量、高低點、全長尺寸波動、表面缺陷的控制上還有很大的提升空間，大力推進生產工藝和技術的革新，才能攻克鋼軌質量上的頑疾。

2.5 ?加強職工管理。影響產品質量的根本還是在于職工的素質，鋼廠應加強職工的培訓，不僅要提升專業水平，還要樹立質量第一的意識;強化考核，獎懲分明，充分調動職工對提升質量的積極性。

3 結語

鋼軌的生產工藝及設備在不斷發展創新，對鋼軌產品檢驗的技術手段也在不斷進步。提升鋼軌質量需要我們不斷學習專業知識，增強質量意識，完善質量管理體系。科學的質量管理體系能夠維持鋼軌質量穩定，保證出廠產品合格，提高產品競爭力，為我國鐵路運行安全和運輸事業發展助力。

參考文獻：

[1] 賈芳，吳兆軍，陳明輝. 河鋼邯鋼 百米重軌鋪向國內外市場[N]. 河北經濟日報. 2018-03-30 （002）.

[2] 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.

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