13. Выбор технологии прокатки рельсов

13.1. Анализ технологий и состава оборудования, используемых для производства рельсов за рубежом

Прокатка железнодорожных рельсов на современных зарубежных станах в настоящее время осуществляется в основном с применением универсальных клетей [11,12]. Такая технология предусматривает многократное прямое обжатие наиболее ответственных элементов профиля - головки и подошвы. На рис. 13.1 дано сравнение схемы деформации рельсового профиля в двухвалковых и четырехвалковых калибрах.

При прокатке в двухвалковых калибрах головка рельса не подвергается прямому обжатию по высоте рельса, вследствие чего металл головки имеет недостаточно плотную и довольно крупную зернистую структуру и обладает пониженными механическими свойствами по сравнению с рельсами, прокатанными в универсальных калибрах. Это особенно следует иметь ввиду при использовании непрерывнолитых заготовок, которые подвергаются меньшей вытяжке по сравнению со слитком.

При прокатке в универсальных калибрах сечение рельса остается симметричным относительно горизонтальной плоскости. Головка и подошва рельса при этом имеют почти одинаковую температуру. Рельсы, прокатанные с применением универсальных калибров, характеризуются мелкозернистой структурой, улучшенным качеством поверхности и повышенными механическими свойствами. Прокатка рельсов в универсальных клетях обеспечивает одновременную равномерную деформацию всего профиля четырьмя валками. Форма универсальных калибров гарантирует сохранение выпуклости головки рельса.
При этом ходовая поверхность рельса, подвергаемая максимальной нагрузке при эксплуатации, обрабатывается под прямым давлением. Для ограничения ширины головки и подошвы рельса служит вспомогательная двухвалковая клеть с горизонтально расположенными валками.

Процесс прокатки рельсов на универсальном стане был разработан в 1964-68 гг. на заводе в г. Эйанже (Франция) фирмы Unimetal (ранее фирма Sacilor).
Лицензии на процесс были проданы фирмам Shin Nippon Seitetsu (Япония),
Broken Hill Proprietary (Австралия), ISCOR (ЮАР), Асо Minas (Бразилия) и др.

По этой технологии заготовка вначале прокатывается в одной-двух реверсивных двухвалковых клетях, а затем в двух-трех универсальных клетях ( из них 1-2 клети реверсивные, а чистовая клеть нереверсивная). До и после реверсивных клетей устанавливаются вспомогательные двухвалковые клети.
Деформация в универсальных и вспомогательных клетях осуществляется в непрерывном режиме прокатки. Чистовая клеть обычно устанавливается отдельно, т.е. непрерывная прокатка в ней не предусматривается.

[pic] а

Рис. 13.1. Схема деформации рельсового профиля: а - прокатка в двухвалковом калибре; б — прокатка в четырехвалковом калибре;

1 - заготовка;

2 - промежуточный профиль;

3 - готовый профиль

По существу известные способы прокатки рельсов с применением универсальных клетей отличаются типом клетей и калибров, а также порядком прокатки в трех последних проходах (рис. 13.2).

В качестве примера ниже приводится описание технологии и состава оборудования на рельсобалочном стане с универсальными клетями завода фирмы
Nippon Kokan в Фукуяме (Япония). На этом стане прокатывают рельсы тяжелого типа - 50 и 60 кг/м из непрерывнолитой заготовки сечением 250x355 мм.
Заготовка нагревается в печи с шагающими балками производительностью 150 т/ч. Стан имеет пять клетей, из которых две универсальные.

Для обеспечения необходимого качества поверхности рельсов и минимальных допусков их размеров на стане применяют гидросбив окалины, легированные валки в чистовой клети, сменные запасные клети, которые можно быстро и точно собирать и настраивать.

Отделочное оборудование стана рассчитано на обработку рельсов длиной до
50 м. Для правки термически необработанных рельсов на участке рельсо- отделки имеются два гидравлических пресса усилием 1700 и 800 кН.
Установлено пять станков для обрезки концов и сверления болтовых отверстий.

На ряде зарубежных заводов прокатка осуществляется с применением жестких двухвалковых клетей, например, на рельсобалочном стане завода August
Thyssen Hutte в Дуйсбурге (Германия). Здесь прокатывают железнодорожные рельсы S49 и UIC60, рельсы трамвайные, остряковые, контррельсы.
Максимальная длина рельсов - 60 м. Заготовка литая сечением 265x380 мм, длиной 11,4 м.

Нагрев металла производится в двух печах с шагающими балками, производительность каждой печи 120 т/ч. Для удаления печной окалины имеется установка гидросбива окалины, давление воды 18 МПа (180 кгс/см2). Гидросбив окалины позволяет улучшить качество поверхности рельсов и получать ее без вкатанной окалины. Для подачи воды высокого давления установлены соответствующие насосы и фильтровальная станция для очистки осветленной воды.

Прокатка рельсов ведется в 3-х клетях: в обжимной клети дуо реверсивной
1180 мм и в двух компактных горизонтальных клетях дуо реверсивных 950 мм конструкции фирмы Schloemann - Siemag AG, расположенных в линию.
Особенностью клетей этой фирмы является повышенная жесткость, обеспечивающая узкие допуски на размеры проката. Количество проходов: в обжимной клети - 6, в клетях дуо 950 - 7 (4+3).

В одном калибре чистовой клети прокатывают не более 600 т рельсов.
Работа оборудования рабочих линий полностью автоматизирована. Раскат рельсов длиной 125 м на пиле горячей резки делится на две части. Перед охлаждением на холодильнике рельсы изгибаются на подошву со стрелой прогиба
1,6м.

[pic]

Рис. 13.2. Способы прокатки рельсов с использованием универсальных клетей в трех последних проходах: а - схема размещения рабочих клетей; б

- способы прокатки в калибрах; 1-7 - номера способов прокатки

Правка рельсов производится в роликоправильных машинах в двух плоскостях
74 жесткости. Кантовку рельсов и задачу их в ГРПМ производит манипулятор.
Кроме того, имеются два правильных гидравлических пресса. Отделка концов производится на четырех сверлильно-отрезных станках фирмы Wagner.

В линии стана установлены приборы: