способ прокатки рельсов
Классы МПК: | B21B1/08 для прокатки заготовок специального профиля, например углового профиля |
Автор(ы): | Кушнарев Алексей Владиславович (RU), Киричков Анатолий Александрович (RU), Егоров Владислав Дмитриевич (RU), Стаканчиков Владимир Владимирович (RU), Шилов Владислав Александрович (RU), Шварц Данил Леонидович (RU), Дерябин Анатолий Андреевич (RU), Васенев Валерий Михайлович (RU), Стрижов Юрий Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-04-12 публикация патента:
20.09.2011 |
Изобретение предназначено для увеличения производительности непрерывно-реверсивных прокатных станов, улучшения качества железнодорожных рельсов. Способ включает получение в обжимной и черновой реверсивных клетях чернового рельсового раската и дальнейшую его прокатку. Уменьшение числа пропускаемых клетей (холостых проходов), компактность расположения оборудования стана, повышение температуры конца прокатки обеспечивается за счет того, что в чистовую непрерывно-реверсивную группу клетей тандем раскат задают с задней стороны, против хода прокатки и прокатывают за два прохода с применением в первом проходе системы калибров: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр; во втором проходе системы калибров: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр универсальный четырехвалковый калибр - универсальный трехвалковый калибр. 6 ил.
Формула изобретения
Способ прокатки рельсов, включающий получение чернового рельсового раската в обжимной и черновой реверсивных клетях и прокатку этого раската в чистовой непрерывно-реверсивной группе клетей тандем с использованием универсальных четырехвалковых, трехвалковых и вспомогательных двухвалковых калибров, отличающийся тем, что черновой раскат задают в чистовую группу тандем против хода прокатки на стане и прокатывают в ней за два прохода, при этом в первом проходе используют систему калибров: универсальный четырехвалковый - вспомогательный двухвалковый - универсальный четырехвалковый калибры, а во втором проходе используют систему калибров: универсальный четырехвалковый - вспомогательный двухвалковый - универсальный четырехвалковый - универсальный трехвалковый калибры.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сортовой прокатки и может быть реализовано при производстве железнодорожных рельсов на непрерывно-реверсивных рельсобалочных станах.
Известен способ прокатки рельсов с применением универсальных рабочих клетей [1, 2]. Указанный способ иллюстрируется схемами на Фиг.1 и Фиг.2.
На Фиг.1 представлена схема расположения рабочих клетей типового рельсобалочного стана, который состоит из обжимной реверсивной клети дуо I, черновой клети дуо II и чистовой непрерывно-реверсивной группы тандем, включающей универсальную реверсивную клеть III, вспомогательную клеть дуо IV и универсальную трехвалковую нереверсивную клеть V.
На Фиг.2 показана схема прокатки в указанных клетях (стрелками указана последовательность прохождения калибров, арабскими цифрами обозначены номера проходов в чистовой группе тандем).
Способ прокатки реализуется следующим образом (Фиг.2). В черновой клети II получают черновой рельсовый профиль, который передают по ходу прокатки в чистовую группу тандем и прокатывают в ней в три прохода, причем первый проход осуществляют в универсальном четырехвалковом калибре клети III и вспомогательном двухвалковом калибре клети IV (универсальная клеть V не используется, валки ее разведены), во втором реверсивном проходе используют один универсальный калибр клети III (вспомогательная клеть IV сдвинута с линии прокатки), третий проход осуществляется с использованием всех трех клетей в универсальном четырехвалковом, вспомогательном двухвалковом и универсальном трехвалковом калибрах. Таким образом, при трех проходах в чистовой группе тандем производится 2 реверса клети, причем в двух проходах клети IV и V не используются (т.е. имеет место 3 пропуска клетей).
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является способ прокатки PSP (Profile sizing process) [3, 4], представленный на схемах Фиг.3 и Фиг.4. Способ реализуется на стане (Фиг.3), включающем черновую рабочую реверсивную клеть I, непрерывно-реверсивную группу тандем в составе двух универсальных четырехвалковых клетей II и расположенной между ними вспомогательной нереверсивной клети дуо III, а также отдельно стоящую универсальную трехвалковую чистовую клеть IV.
На Фиг.4 показана схема прокатки рельсов в указанных клетях (арабскими цифрами обозначены номера проходов). Черновой раскат из реверсивной клети I прокатывают в непрерывно-реверсивной группе клетей тандем за 5 проходов. При этом в первом проходе используют только вспомогательную клеть III (обе универсальные клети II пропускают, валки их разведены), во втором и четвертом проходах используют только заднюю клеть II (вспомогательную и переднюю универсальную клети пропускают), а в третьем и пятом проходах прокатку ведут в передней универсальной клети II и вспомогательной клети III (пропускают заднюю универсальную клеть).
Во всех способах-аналогах черновой раскат задают в непрерывно-реверсивную группу клетей тандем с передней стороны (по ходу прокатки).
Недостатками способа-прототипа являются:
- уменьшение производительности стана вследствие применения в чистовой группе тандем пяти проходов с четырьмя реверсами раската;
- неэффективное использование установленных рабочих клетей в группе тандем, так как число пропускаемых клетей (холостых проходов) составляет 8 при семи рабочих проходах;
- интенсивное снижение температуры раската в чистовой группе тандем.
Еще одним весьма важным недостатком аналогов и прототипа является последовательное использование в последнем проходе двух калибров с горизонтальным разъемом со стороны головки: вспомогательного двухвалкового калибра клети III (Фиг.4) и чистового универсального трехвалкового калибра клети IV. При этом поверхность катания головки (боковая поверхность головки) не контролируется и формируется за счет течения металла в ширину (в сторону зазора), вследствие чего появляется возможность вытекания металла в зазор, а также колебание ширины головки по длине рельса под действием неизбежного изменения технологических факторов (например, температуры раската) в процессе прокатки. Это затрудняет получение правильной формы и высокой точности размеров головки рельса, которая в соответствии с ГОСТ Р 51685-2000 должна быть выполненной по радиусу и иметь стабильные размеры по длине рельса. Это особенно важно при производстве рельсов для высокоскоростных магистралей.
Кроме того, последовательное расположение черновой реверсивной клети, непрерывно-реверсивной группы тандем и отдельно стоящей чистовой клети требуют увеличенной длины стана, особенно при прокатке длинномерных рельсов.
Целью изобретения является увеличение производительности стана, повышение температуры конца прокатки, более эффективное использование рабочих клетей в чистовой группе тандем и улучшение качества рельсов за счет повышения точности размеров головки.
Для реализации указанной цели в известном способе прокатки рельсов, включающем получение чернового рельсового раската в обжимной и черновой реверсивных клетях и прокатку этого раската в чистовой непрерывно-реверсивной группе клетей тандем, полученный черновой раскат задают в чистовую группу тандем с задней стороны (против хода прокатки) и прокатывают в ней за два прохода с использованием следующей системы калибров:
- в первом проходе: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр;
- во втором проходе: универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр - универсальный трехвалковый калибр.
Суть изобретения поясняется схемами на Фиг.5 и Фиг.6. На Фиг.5 показана схема расположения клетей рельсопрокатного стана. Для реализации предлагаемого способа применяют U-образное расположение клетей. На первой линии располагают обжимную реверсивную клеть I и черновую реверсивную клеть II, а на второй (возвратной) линии устанавливают непрерывно-реверсивную группу тандем в составе двух универсальных четырехвалковых клетей УК1 и УК2, вспомогательной клети дуо ВК и чистовой универсальной трехвалковой клети УК3. Причем чистовая универсальная клеть может быть установлена как в составе непрерывной группы, так и отдельно.
На Фиг.6 представлена схема прокатки по заявляемому способу. В черновой клети II получают черновой рельсовый профиль. Полученный раскат шлепперами передают на вторую линию и задают с задней стороны в непрерывно-реверсивную группу тандем, причем в первом проходе чистовую клеть УК3 не используют (валки ее разведены), прокатку осуществляют в универсальном четырехвалковом калибре клети УК2, двухвалковом вспомогательном калибре клети ВК и универсальном четырехвалковом калибре клети УК1. После реверса раската во втором проходе полосу прокатывают в универсальном четырехвалковом калибре клети УК1, двухвалковом вспомогательном калибре клети ВК, универсальном четырехвалковом калибре клети УК2 и в чистовом универсальном трехвалковом калибре клети УК3. При этом в предчистовом универсальном калибре клети УК2 боковая поверхность головки обкатывается вертикальным валком, бочка которого соответствуют профилю головки рельса, что обеспечивает получение правильной формы и стабильных размеров поверхности катания головки готового рельса.
Заявляемый способ прокатки рельсов позволит получить следующий технический результат:
- увеличение производительности стана за счет уменьшения числа проходов в группе тандем до двух;
- повышение температуры конца прокатки вследствие уменьшения затрат времени на прокатку и реверсирование раската;
- уменьшение числа пропускаемых клетей (холостых проходов) при прокатке в группе тандем до одного и, следовательно, более эффективное использование рабочих клетей в группе тандем;
- улучшение качества рельсов за счет повышения точности формы и размеров головки при обработке поверхности катания вертикальным валком в предчистовом универсальном четырехвалковом калибре;
- компактное расположение рабочих клетей, позволяющее уменьшить длину прокатного стана.
Источники информации
1. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов высокого качества с использованием компактных универсальных клетей и технологий Rail Cool. Металлургическое производство и технология (МРТ). Русское издание. 2006, № 2. С.50-56.
2. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов с использованием кассетных клетей и современных технологий охлаждения // Черные металлы. 2008, № 1. С.32-36.
3. Profile sizing process for high-quality medium /heavy sections rails / Nigris G, Schroder I // MFT International. 2002, № 3. С.48-54.
4. Зиновьев А.В. Процесс PSP для производства средне- и крупносортных профилей и рельсов // Новости черной металлургии за рубежом. 2003, № 2. С.69-72.
Класс B21B1/08 для прокатки заготовок специального профиля, например углового профиля