RU2668626C1 - Method of rolling rails - Google Patents
Method of rolling rails Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668626C1 RU2668626C1 RU2017115538A RU2017115538A RU2668626C1 RU 2668626 C1 RU2668626 C1 RU 2668626C1 RU 2017115538 A RU2017115538 A RU 2017115538A RU 2017115538 A RU2017115538 A RU 2017115538A RU 2668626 C1 RU2668626 C1 RU 2668626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- stands
- roll
- universal
- rail
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229940059082 douche Drugs 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- -1 Ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сортовой прокатки и может быть реализовано при производстве железнодорожных рельсов на рельсобалочных станах, оснащенных непрерывно-реверсивной группой, в состав которой входят универсальные четырехвалковые клети.The invention relates to the field of high-quality rolling and can be implemented in the production of railway rails on beam mills equipped with a continuously reversible group, which includes universal four-roll stands.
Сущность изобретения и известных решений, составляющих предшествующий уровень техники, поясняется фигурами, на которых изображено:The essence of the invention and the known solutions that make up the prior art is illustrated by the figures, which depict:
- на фиг. 1 - предшествующий уровень техники, схема рельсобалочного стана, включающего черновые реверсивные клети (1.1), непрерывно-реверсивную группу клетей (1.2) и чистовую универсальную клеть (1.3),- in FIG. 1 - the prior art, the scheme of the beam and beam mill, including rough reversing stands (1.1), a continuously reversing group of stands (1.2) and a finishing universal stand (1.3),
- на фиг. 2 - предшествующий уровень техники, схема прокатки рельсов на рельсобалочном стане, включающем две черновые реверсивные клети дуо и непрерывно-реверсивную группу клетей,- in FIG. 2 - the prior art, the scheme of rolling rails on a beam and beam mill, including two draft reversing stands duo and a continuously reversing group of stands,
- на фиг. 3 - предшествующий уровень техники, схема прокатки рельсов на рельсобалочном стане, включающем одну черновую реверсивную клети дуо и непрерывно-реверсивную группу клетей: I-V - номера клетей; 1-13 номера проходов,- in FIG. 3 - the prior art, the scheme of rolling rails on a beam and beam mill, including one rough reverse stand duo and a continuously reversible group of stands: I-V - stand numbers; 1-13 pass numbers,
- на фиг. 4 - предшествующий уровень техники, схема очага деформации при прокатке рельса в универсальном калибре,- in FIG. 4 - prior art, diagram of the deformation zone during rolling of the rail in a universal gauge,
- на фиг. 5 - схема прокатки рельсов, необходимая для использования калибров с расширяющейся по ходу прокатки шейкой: I-V - номера клетей; 5.1-5.13 номера калибров,- in FIG. 5 is a diagram of the rolling of rails necessary for using gauges with a neck expanding along the rolling path: I-V — stand numbers; 5.1-5.13 gauge numbers,
- на фиг. 6 - схема входа поперечного сечения подката в универсальный рельсовый калибр при одинаковой ширине шейки подката и калибра;- in FIG. 6 is a diagram of the entry of the cross-section of the tackle into the universal rail gauge with the same width of the neck of the tackle and caliber;
- на фиг. 7 - схема входа поперечного сечения подката в универсальный рельсовый калибр при увеличивающейся по ходу прокатки ширине шейки.- in FIG. 7 is a diagram of the entry of the cross-section of the rolled metal into the universal rail gauge with the neck width increasing along the rolling path.
Известно значительное количество как компоновок таких прокатных станов (см. источники ниже), так и различных технологических схем прокатки. Но в целом, общая структура такого рельсобалочного стана может быть отражена схемой, показанной на Фиг. 1, где цифрами обозначено: 1.1 - черновые клети (в состав могут входить одна реверсивная клеть или две реверсивных клети или непрерывная черновая группа), 1.2 - непрерывно-реверсивная группа клетей (в состав включают универсальные четырехвалковые и вспомогательные, эджерные клети дуо), 1.3 - чистовая универсальная клеть (трех- или четырехвалковая). При этом чистовая клеть может, как входить в состав непрерывно-реверсивной группы, так и располагаться отдельно.A significant number of layouts of such rolling mills (see sources below), as well as various technological schemes of rolling are known. But overall, the overall structure of such a beam mill can be reflected in the circuit shown in FIG. 1, where the numbers indicate: 1.1 - roughing stands (the composition may include one reversing stand or two reversing stands or a continuous roughing group), 1.2 - a continuously reversing group of stands (including universal four-roll and auxiliary, duo edger stands), 1.3 - finishing universal stand (three- or four-roll). At the same time, the finishing stand can either be part of a continuously reversible group, or be located separately.
[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; Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов с использованием кассетных клетей и современных технологий охлаждения // Черные металлы. 2008, №1. С. 32-36; Матвеев Б.Н. Стан с калибрующей клетью для прокатки высококачественных средне- и крупносортных профилей и рельсов // Производство проката, 2003, №10. С. 47-48; Nigris G., Schroder J. Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections and rails / MPT International. 2002, №3. P. 48-54; Зиновьев A.B. Процесс PSP для производства средне- и крупносортных профилей и рельсов // Новости черной металлургии за рубежом. 2003, №2. С. 69-72].[Svejkowski U., Nerzak T. Production of high-quality rails using compact universal stands and Rail Cool technologies. Metallurgical production and technology (MRI). Russian edition. 2006, No. 2. S. 50-56; Svejkowski U., Nerzak T. Production of rails using cassette stands and modern cooling technologies // Ferrous metals. 2008,
Весь технологический процесс прокатки рельса можно разбить на два этапа: получение рельсового подката в черновых клетях и его дальнейшая прокатка в непрерывно-реверсивной группе клетей и в чистовой клети, например, как показано на Фиг. 2 [Головатенко А.В., Волков К.В., Дорофеев В.В. и др. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов // Производство проката, 2014, №2. С. 25-39]. Данный способ прокатки включает получение чернового рельсового раската в двух черновых реверсивных клетях 2.1 и 2.2, его прокатку в непрерывно-реверсивной группе клетей 2.3-2.5 за три прохода через группу и окончательное формирование готового рельса в чистовой клети 2.6. Особенностью этого способа является то, что в первом проходе через непрерывно-реверсивную группу, для обжатия используют сразу три клети: первую (по главному направлению прокатки) универсальную клеть 2.3, промежуточную клеть дуо 2.4 и вторую универсальную клеть 2.5. А во втором и в третьем проходах задействуют только по одной клети из непрерывной группы (клеть 2.3 во втором проходе и клеть 2.4 в третьем). Чистовой проход производят в трехвалковой универсальной клети 2.6.The entire technological process of rolling a rail can be divided into two stages: obtaining a rail tack in roughing stands and its further rolling in a continuously reversing group of stands and in a finishing stand, for example, as shown in FIG. 2 [Golovatenko A.V., Volkov K.V., Dorofeev V.V. et al. Development of rolling technology and calibration processes for railway rails // Production of rolled products, 2014, No. 2. S. 25-39]. This rolling method involves obtaining a draft rail roll in two rough reversing stands 2.1 and 2.2, rolling it in a continuously reversible group of stands 2.3-2.5 in three passes through the group and final formation of the finished rail in the finishing stand 2.6. A feature of this method is that in the first pass through the continuously reversible group, three stands are used for crimping at once: the first (in the main direction of rolling) universal stand 2.3, the intermediate stand duo 2.4 and the second universal stand 2.5. And in the second and third passages, only one stand from the continuous group is activated (stand 2.3 in the second pass and stand 2.4 in the third). Finishing pass is carried out in a three-roll universal stand 2.6.
Наиболее близким способом-аналогом, принятым за прототип, является способ прокатки PSP (Profile sizing process) [Nigris G., Schroder J. Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections and rails / MPT International. 2002, №3. P. 48-54; Зиновьев A.B. Процесс PSP для производства средне- и крупносортных профилей и рельсов // Новости черной металлургии за рубежом. 2003, №2. С. 69-72], представленный на схеме Фиг. 3. Способ реализуется на стане, включающем одну черновую рабочую реверсивную клеть I (сечения раскатов, получаемых в ней, на Фиг. 3 затушеваны), непрерывно-реверсивную группу в составе двух универсальных четырехвалковых клетей II и IV, а также расположенной между ними вспомогательной нереверсивной клети III дуо, а также отдельно стоящую или входящую в группу универсальную трехвалковую чистовую клеть V. В черновой клети I в ящичных, тавровых, закрытых и последнем открытом рельсовых калибрах получают черновой рельсовый раскат за 7 проходов. Раскат передают в непрерывно-реверсивную группу клетей и прокатывают в ней за 5 проходов. В способе-прототипе в первом проходе в непрерывно-реверсивной группе используют только вспомогательную клеть III (обе универсальные клети пропускают, валки их разведены). Во втором и четвертом проходах используют только клеть II (вспомогательную клеть III и универсальную клеть IV пропускают). А в третьем и пятом проходах прокатку ведут в универсальной клети II и вспомогательной клети III (пропускают универсальную клеть IV). В последнем, пятом проходе используют, кроме того, чистовой трехвалковый калибр, расположенный в чистовой универсальной клети.The closest analogue method adopted for the prototype is the PSP (Profile sizing process) rolling method [Nigris G., Schroder J. Profile sizing process for high-quality medium / heavy sections and rails / MPT International. 2002, No. 3. P. 48-54; Zinoviev A.B. The PSP process for the production of medium and large sections and rails // News of ferrous metallurgy abroad. 2003, No. 2. S. 69-72], presented in the diagram of FIG. 3. The method is implemented on a mill, including one rough working reverse stand I (sections of peals produced in it, in Fig. 3 shaded), a continuously reversible group of two universal four-roll stands II and IV, as well as an auxiliary non-reversible located between them cage III duo, as well as a separate three-roll finishing stand V or part of a group. In draft stand I in box, tee, closed and last open rail gauges, a rough rail peal is obtained in 7 passes. The reel is transferred to a continuously reversible group of stands and rolled in it in 5 passes. In the prototype method in the first pass in the continuously reversible group, only auxiliary stand III is used (both universal stands are passed, their rolls are divorced). In the second and fourth passes, only stand II is used (auxiliary stand III and universal stand IV are passed). And in the third and fifth passes, rolling is carried out in universal stand II and auxiliary stand III (universal stand IV is passed). In the last, fifth pass, in addition, a finishing three-roll caliber located in the finishing universal stand is used.
Особенностью использования универсальных клетей при прокатке рельсов является то, что в одной и той же клети, с использованием одних и тех же ручьев, производят несколько проходов, последовательно уменьшая межвалковые зазоры и обеспечивая тем самым необходимое обжатие элементов профиля в каждом проходе. Такой способ использования универсальных клетей имеет ряд преимуществ, связанных, прежде всего с малым количеством необходимых валков и рабочих клетей (как, например, в способе-прототипе, см. Фиг. 3), но есть и недостатки - профиль формируется одними и теми же валками, что отрицательно влияет на процесс формоизменения металла при прокатке. Если в известных способах прокатки рельса используют две универсальных клети (как в способе-аналоге, см. Фиг. 1), то последовательность применения универсальных калибров при многопроходной схеме деформирования в непрерывно-реверсивной группе такова, что в известных способах прокатки рельса приходится применять одинаковые по профилировке валки в обеих универсальных клетях. Это не позволяет использовать в таких калибрах широко распространенный в сортовой прокатке прием стабилизации процесса прокатки (центрирования раската в калибре) за счет последовательного расширения центрального, более тонкого элемента (шейки рельса, стенки балки и швеллера и т.п.)A feature of the use of universal stands when rolling rails is that in the same stand, using the same streams, several passes are made, sequentially reducing roll gaps and thereby providing the necessary compression of the profile elements in each pass. This method of using universal stands has a number of advantages associated primarily with the small number of necessary rolls and working stands (as, for example, in the prototype method, see Fig. 3), but there are also disadvantages - the profile is formed by the same rolls , which negatively affects the process of metal forming during rolling. If two universal stands are used in the known methods of rolling a rail (as in the similar method, see Fig. 1), then the sequence of applying universal calibers for a multi-pass deformation scheme in a continuously reversible group is such that in the known methods of rolling a rail it is necessary to use the same roll profiling in both universal stands. This does not allow the stabilization of the rolling process (centering the roll in gauge) due to the sequential expansion of the central, thinner element (rail neck, beam wall and channel, etc.) to be used in such calibers in such calibers
Одним из основных условий обеспечения высокого качества готовых рельсов, прокатываемых в универсальных клетях, является условие равенства вытяжек по элементам профиля (по головке, по шейке и по подошве) [Головатенко А.В., Волков К.В., Дорофеев В.В. и др. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов // Производство проката, 2014, №2. С. 25-39; Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для. вузов. Издание 2-е переработанное и дополненное. М.: Теплотехник, 2010. - 490 с.]. Для выполнения этого условия, учитывая большую разницу в толщинах элементов профиля, необходимо обеспечить существенно различные абсолютные обжатия разных элементов профиля: максимальное обжатие для головки (вертикальным валком) и минимальное обжатие для подошвы (другим вертикальным валком). Разница обжатий приводит к тому, что при обычно применяемых диаметрах прокатных валков и конструкциях рабочих клетей, длина очага деформации металла со стороны неприводного вертикального валка, обжимаемого головку, значительно больше, чем длина очага деформации со стороны приводных горизонтальных валков, обжимающих шейку.One of the main conditions for ensuring the high quality of finished rails rolled in universal stands is the condition that the hoods are equal in profile elements (along the head, along the neck and sole) [Golovatenko A.V., Volkov K.V., Dorofeev V.V. et al. Development of rolling technology and calibration processes for railway rails // Production of rolled products, 2014, No. 2. S. 25-39; Smirnov V.K., Shilov V.A., Inatovich Yu.V. Calibration of the rolls. Study guide for. universities. 2nd edition revised and supplemented. M.: Heat engineer, 2010. - 490 p.]. To fulfill this condition, given the large difference in the thicknesses of the profile elements, it is necessary to provide significantly different absolute reductions of different profile elements: the maximum compression for the head (vertical roll) and the minimum compression for the sole (other vertical roll). The difference in reductions leads to the fact that with the commonly used diameters of the rolling rolls and the designs of the working stands, the length of the metal deformation zone on the side of the non-drive vertical roller, crimped the head, is significantly longer than the length of the deformation zone on the side of the horizontal drive rollers compressing the neck.
На Фиг. 4, в качестве примера, приведено построение реального рабочего универсального рельсового калибра (поз. 4.2) и контура поперечного сечения задаваемой в него раската (поз. 4.1). Выполнено условие равенства вытяжек элементов профиля в проходе. Для реального соотношения обжатий (8 мм по головке, 4,5 мм по шейке и 3,6 мм по подошве) и диаметров вертикальных и горизонтальных валков (1300 мм - горизонтальные валки, 900 мм - вертикальные валки, см. Фиг. 4, поз. 4.3) определены длины участков контакта металла с валками для разных элементов профиля и валков (длины разных участков очага деформации, см. Фиг. 4): Lг - со стороны головки, обжимается вертикальным валком и боковыми, торцевыми поверхностями горизонтальных валков (84,6 мм), Lш - по шейке, обжимается горизонтальными валками (53,9 мм), Lп - со стороны подошвы, обжимается другим вертикальным валком и боковыми, торцевыми поверхностями горизонтальных валков (57,3 мм). Видно, что длина очага деформации со стороны головки Lг имеет наибольшую длину, а со стороны шейки Lш - наименьшую.In FIG. 4, as an example, the construction of a real working universal rail gauge (pos. 4.2) and the contour of the cross section of the roll defined in it (pos. 4.1) are given. The condition of equality of the hoods of the profile elements in the passage is fulfilled. For the real ratio of compression (8 mm on the head, 4.5 mm on the neck and 3.6 mm on the sole) and the diameters of the vertical and horizontal rolls (1300 mm - horizontal rolls, 900 mm - vertical rolls, see Fig. 4, pos. 4.3) the lengths of the sections of contact of the metal with the rolls for different profile elements and rolls (the lengths of different sections of the deformation zone, see Fig. 4) were determined: Lg - from the head side, crimped by a vertical roll and the side, end surfaces of horizontal rolls (84.6 mm), Lш - along the neck, crimped by horizontal rolls (53.9 mm), Lп - from the side of the sole s, crimped other vertical roll and side, the end surfaces of the horizontal rolls (57.3 mm). It can be seen that the length of the deformation zone on the head side Lг has the longest length, and on the neck side Lш - the shortest.
Такое значительное различие в абсолютных обжатиях элементов профиля (8/4,5=1.78) при прокатке рельса в универсальном калибре и соответствующее различие в длинах очагов деформации (84,6/53,8=1,57) имеет ряд отрицательных последствий, основные из которых следующие.Such a significant difference in the absolute reductions of the profile elements (8 / 4.5 = 1.78) when rolling the rail in a universal gauge and the corresponding difference in the lengths of the deformation zones (84.6 / 53.8 = 1.57) has a number of negative consequences, the main ones which are the following.
1) При задаче раската в универсальный рельсовый калибр, первый контакт металла происходит с неприводным вертикальным валком со стороны головки, что ухудшает условия захвата полосы валками.1) In the task of rolling into a universal rail gauge, the first metal contact occurs with a non-driven vertical roll from the head side, which worsens the conditions for the strip to be captured by rolls.
2) В процессе прокатки, с задней стороны очага деформации имеется некомпенсированная часть дуги контакта профиля с вертикальным валком со стороны головки. Это приводит к изгибу заднего конца полосы при прокатке и может привести к образованию дефектов и искажению готового профиля [Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. Издание 2-е переработанное и дополненное. М.: Теплотехник, 2010. - 490 с.].2) During the rolling process, from the back side of the deformation zone there is an uncompensated part of the arc of the profile contact with the vertical roll from the head side. This leads to bending of the rear end of the strip during rolling and can lead to the formation of defects and distortion of the finished profile [Smirnov V.K., Shilov V.A., Inatovich Yu.V. Calibration of the rolls. Textbook for universities. 2nd edition revised and supplemented. M.: Heat engineer, 2010. - 490 p.].
3) Первоначальный контакт сечения прокатываемой полосы только с вертикальным валком приводит к смещению сечения относительно симметричного по шейке положения в сторону подошвы, до достижения контакта металла или с торцевой поверхностью горизонтальных валков со стороны головки или с вертикальным валком, обжимающим подошву (зависит от соотношения обжатий по шейке и по подошве). Такое смещение может увеличить обжатие по головке по сравнению с запланированным (эффект раздавливания головки, отмеченный в [Головатенко А.В., Волков К.В., Дорофеев В.В. и др. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов // Производство проката, 2014, №2. С. 25-39]), повышенному износу торцевых поверхностей горизонтальных валков, а так же к образованию дефектов типа плен и закатов в месте стыковки шейки и головки.3) The initial contact of the section of the strip to be rolled only with the vertical roll leads to a shift of the section relative to the position symmetrical along the neck towards the sole, until the metal comes into contact with either the end surface of the horizontal rolls on the head side or with the vertical roll compressing the sole (depends on the compression ratio neck and sole). Such a shift can increase the head compression compared to the planned one (the head crushing effect noted in [Golovatenko A.V., Volkov K.V., Dorofeev V.V. et al. Development of rolling technology and processes for calibrating railway rails // Production rolled products, 2014, No. 2. P. 25-39]), increased wear of the end surfaces of horizontal rolls, as well as the formation of defects such as captures and sunsets at the junction of the neck and head.
Изложенное позволяет сформулировать техническую проблему: имеющая место разность длин очагов деформации по элементам рельсового профиля приводит к затруднениям входа полосы в калибр, а также к изгибу заднего конца полосы, что в свою очередь приводит к искажению формы профиля на отдельных участках прокатываемой полосы, образованию дефектов, а также к повышенному расходу электроэнергии и дополнительному износу прокатных валков.The above allows us to formulate a technical problem: the difference in the lengths of the deformation zones along the elements of the rail profile leads to difficulties in entering the strip into the gauge, as well as to bending of the rear end of the strip, which in turn leads to distortion of the shape of the profile in individual sections of the rolled strip, the formation of defects as well as increased energy consumption and additional wear of the rolls.
Указанная техническая проблема решается за счет выравнивания длин очагов деформации элементов рельсового профиля при прокатке в универсальных калибрах, достигаемое за счет:The specified technical problem is solved by aligning the lengths of the deformation zones of the elements of the rail profile during rolling in universal gauges, achieved by:
- последовательного расширения гребней горизонтальных валков на определенную величину 5- sequential expansion of the crests of the horizontal rolls by a certain amount of 5
- и назначения определенных, взаимосвязанных обжатий по элементам профиля.- and the purpose of certain, interconnected reductions by profile elements.
Такое конструирование калибров позволит:Such a design of calibers will allow:
- повысить надежность захвата полосы валками универсальной клети, что повлияет на увеличение реальной производительности стана за счет уменьшения количества задержек и повысит температуру конца прокатки;- to increase the reliability of the capture of the strip by the rolls of the universal stand, which will affect the increase in the real productivity of the mill by reducing the number of delays and increase the temperature of the end of rolling;
- устранить изгиб заднего конца полосы в процессе ее прокатки в универсальном калибре, что в свою очередь уменьшит вероятность искажения готового профиля и повысит точность его размеров, уменьшит вероятность образования поверхностных дефектов прокатного происхождения и снизит затраты электроэнергии и расход валков на прокатку.- eliminate the bending of the rear end of the strip during its rolling in a universal gauge, which in turn will reduce the likelihood of distortion of the finished profile and increase the accuracy of its dimensions, reduce the likelihood of surface defects of rolling origin and reduce the cost of electricity and the consumption of rolls for rolling.
Заявляемый способ прокатки рельсов включает:The inventive method of rolling rails includes:
- получение промежуточного рельсового раската в черновых реверсивных клетях дуо,- obtaining an intermediate rail peal in draft reversible stands of duo,
- его прокатку в непрерывно-реверсивной группе клетей в составе двух универсальных четырехвалковых и вспомогательной двухвалковой клети между ними- its rolling in a continuously reversible group of stands in the composition of two universal four-roll and auxiliary two-roll stands between them
- и завершение прокатки в чистовой трехвалковой универсальной клети.- and completion of rolling in a finishing three-roll universal stand.
От прототипа изобретение отличается тем, что:The invention differs from the prototype in that:
- прокатка в непрерывно-реверсивной группе клетей производится за три прохода,- rolling in a continuously reversing group of stands is carried out in three passes,
- и при этом по ходу прокатки в каждом универсальном калибре ширину гребней горизонтальных валков, формирующих шейку профиля, устанавливают больше, чем ширина шейки профиля раската, задаваемого в этот калибр, на величину δ, определяемую по выражению- and at the same time, in the course of rolling in each universal gauge, the width of the crests of the horizontal rolls forming the neck of the profile is set greater than the width of the neck of the profile of the roll set in this caliber by δ, determined by the expression
- а величины обжатий головки ΔВгг и подошвы ΔВпп профиля со стороны вертикальных валков определяют, соответственно, соотношениями- and the values of the compression head ΔV gg and soles ΔB PP profile from the side of the vertical rolls are determined, respectively, by the ratios
где ΔS - обжатие шейки рельса в этом калибре;where ΔS is the compression of the rail neck in this gauge;
Sш - толщина шейки рельсового профиля в этом калибре;S W - the thickness of the neck rail profile in this gauge;
Вг - среднее значение ширины головки рельса в этом калибре;In g is the average width of the rail head in this gauge;
Вп - среднее значение ширины подошвы рельса в этом калибре;In p - the average value of the width of the bottom of the rail in this gauge;
Rг и Rш - радиусы, соответственно, вертикального валка со стороны головки и горизонтального валка по ширине шейки.R g and R W - the radii, respectively, of the vertical roll from the head and horizontal roll along the width of the neck.
Таким образом, для решения указанной технической проблемы предлагается применить два мероприятия:Thus, to solve this technical problem, it is proposed to apply two measures:
1) использовать калибровку валков, отличающуюся переменной, увеличивающейся по ходу прокатки шириной шейки,1) use the calibration of the rolls, which is characterized by a variable that increases along the rolling width of the neck,
2) применить специальную последовательность использования клетей, входящих в непрерывно-реверсивную группу. Именно специальная последовательность применения клетей дает возможность использовать калибровку этих клетей с изменяющейся шириной шейки профиля.2) apply a special sequence of using stands included in a continuously reversible group. It is the special sequence of application of the stands that makes it possible to use the calibration of these stands with a changing width of the neck of the profile.
Заявляемый способ реализуется на рельсобалочном стане, типовая схема которого показана на Фиг. 3, включающем в свой состав обжимную реверсивную клеть дуо I, непрерывно-реверсивную группу клетей в составе двух универсальных II (УК1), IV (УК2) и вспомогательной клети дуо III (ВК), а также чистовую универсальную клеть V (УКЗ).The inventive method is implemented on a beam and beam mill, a typical scheme of which is shown in FIG. 3, which includes a crimping reverse stand duo I, a continuously reversing group of stands consisting of two universal stands II (UK1), IV (UK2) and an auxiliary stand duo III (VK), as well as a finishing universal stand V (UKZ).
Предлагаемая последовательность применения клетей, входящих в непрерывно-реверсивную группу, показана на Фиг. 5. В черновой клети I (или группе черновых клетей) прокатывают профиль чернового рельса с использованием специальной калибровки валков с зауженной шейкой профиля (калибры 5.1-5.5) и передают его в непрерывно-реверсивную группу. Здесь прокатка производится за три прохода. Прокатку в первом проходе (как и в способе-прототипе, см. Фиг. 3) начинают в двухвалковом калибре вспомогательной клети III (калибр 5.6), что позволяет обеспечить максимальную точность и симметричность чернового профиля. Далее используют вторую (по главному направлению прокатки) универсальную четырехвалковую клеть IV (калибр 5.7). Первую универсальную клеть II в первом проходе через группу не используют, валки ее разводят. Во втором реверсном проходе применяют все три клети непрерывной группы (калибры 5.8-5.10). В третьем проходе -используют первую универсальную клеть II (калибр 5.11), вспомогательную клеть III (калибр 5.12) и чистовую трехвалковую клеть V (калибр 5.13). Вторую универсальную клеть IV в третьем проходе не используют, валки ее разведены. Чистовая трехвалковая универсальная клеть V может, как входить в состав непрерывной группы, так и располагаться отдельно. Именно такая последовательность применения клетей позволяет использовать максимальное количество клетей при минимальном количестве проходов через группу и, одновременно, дает возможность использовать валки с разными калибрами в универсальных четырехвалковых клетях.The proposed sequence of use of the stands included in the continuously reversible group is shown in FIG. 5. In the roughing stand I (or the group of roughing stands), the profile of the rough rail is rolled using a special calibration of rolls with a narrowed neck of the profile (gauges 5.1-5.5) and transfer it to the continuously reversing group. Here rolling is carried out in three passes. Rolling in the first pass (as in the prototype method, see Fig. 3) is started in the twin roll gauge of auxiliary stand III (caliber 5.6), which allows for maximum accuracy and symmetry of the rough profile. Next, use the second (in the main direction of rolling) universal four-roll stand IV (caliber 5.7). The first universal stand II in the first pass through the group is not used, its rolls are bred. In the second reverse pass, all three stands of the continuous group are used (calibers 5.8-5.10). In the third pass, use the first universal stand II (caliber 5.11), auxiliary stand III (caliber 5.12) and the finishing three-roll stand V (caliber 5.13). The second universal stand IV in the third passage is not used, its rolls are divorced. The final three-roll universal stand V can either be part of a continuous group or be located separately. It is this sequence of application of stands that allows you to use the maximum number of stands with a minimum number of passes through the group and, at the same time, makes it possible to use rolls with different calibers in universal four-roll stands.
Идею увеличения ширины шейки рельсового профиля по ходу прокатки и ее преимущества можно прокомментировать при помощи Фиг. 6 и Фиг. 7, где показано взаимное положение поперечного сечения валков универсального рельсового калибра и поперечного сечения входящего в него раската при совпадении центральных осей шеек раската и калибра. На Фиг. 6 показано взаимное положение валков и сечения входящего в них раската при одинаковой ширине шейки раската и калибра. Видно, что при дальнейшем продвижении по очагу деформации, под воздействием вертикального валка обжимающего головку, и при отсутствии поддержки другими валками, поперечное сечение раската начнет смещаться от центрального положения в сторону подошвы, приводя к искажению формы профиля. На Фиг. 7 показан момент первого контакта сечения раската и валков при условии, что шейка калибра шире, чем шейка задаваемого в калибр раската. Видно, что при правильном подборе величины расширения шейки, можно обеспечить условия, при которых, начиная с самого первого момента контакта, горизонтальные валки будут "поддерживать" поперечное сечение раската и препятствовать его смещению, устраняя тем самым указанные выше отрицательные последствия.The idea of increasing the width of the neck of the rail profile during rolling and its advantages can be commented on with the help of FIG. 6 and FIG. 7, which shows the relative position of the cross section of the rolls of a universal rail gauge and the cross section of the roll entering into it when the central axes of the necks of the roll and caliber coincide. In FIG. 6 shows the relative position of the rolls and the cross section of the roll entering into them with the same width of the roll neck and caliber. It can be seen that with further advancement along the deformation zone, under the influence of a vertical roll compressing the head, and in the absence of support by other rolls, the roll cross-section will begin to shift from the central position to the side of the sole, leading to distortion of the profile shape. In FIG. 7 shows the moment of the first contact of the section of the roll and the rolls, provided that the neck of the caliber is wider than the neck of the roll set in the caliber. It can be seen that with the right choice of the neck expansion value, it is possible to provide conditions under which, starting from the very first moment of contact, horizontal rolls will "support" the cross section of the roll and prevent its displacement, thereby eliminating the above negative consequences.
Проведенное математическое моделирование процесса прокатки рельса в универсальном калибре с использованием упрощенной модели, показало, что для обеспечения одновременности захвата сечения раската вертикальным валком со стороны головки и торцевыми поверхностями горизонтальных валков, ширина гребней горизонтальных валков, формирующих шейку профиля, должна быть больше чем ширина шейки профиля раската, задаваемого в этот калибр (соответствует ширине гребня, формирующего шейку в предыдущем калибре) на определенную величину "Q, которую можно рассчитать по выражениюThe mathematical modeling of the rolling process of the rail in a universal gauge using a simplified model showed that to ensure simultaneous capture of the roll section by a vertical roll on the head side and the end surfaces of the horizontal rolls, the width of the crests of the horizontal rolls forming the neck of the profile should be greater than the width of the neck of the profile the roll set in this caliber (corresponds to the width of the ridge forming the neck in the previous gauge) by a certain amount of "Q, which m zhno calculated by the expression
где ΔS - обжатие шейки рельса в рассматриваемом калибре;where ΔS is the compression of the rail neck in the considered gauge;
Sш - толщина шейки рельсового профиля в рассматриваемом калибре;S W - the thickness of the neck rail profile in this caliber;
Вг - среднее значение ширины головки рельса в рассматриваемом калибре;In g - the average value of the width of the rail head in the considered gauge;
Вп - среднее значение ширины подошвы рельса в рассматриваемом калибре;In p - the average value of the width of the bottom of the rail in the considered gauge;
Rг и Rш - радиусы, соответственно, вертикального валка со стороны головки и горизонтального валка по ширине шейки.R g and R W - the radii, respectively, of the vertical roll from the head and horizontal roll along the width of the neck.
При таком расширении шейки, часть обжатия головки и подошвы в горизонтальном направлении осуществляется за счет уклонов торцевых поверхностей горизонтальных валков, поэтому, для обеспечения условий равенства вытяжки элементов профиля, величину обжатий головки ΔBгг со стороны вертикального валка следует определять из соотношенияWhen such an expansion collar, crimping of the head portion and base in the horizontal direction is carried out by deviations end surfaces of horizontal rolls, however, to ensure equal conditions hoods profile elements, size reductions head ΔB gg side vertical roll should be determined from the relationship
а величину обжатий подошвы ΔBПП профиля вертикальным валком - по выражениюand the size of the compression of the sole ΔB PP profile vertical roll - according to the expression
Величины, входящие в правую часть выражений (2) и (3), совпадают с одноименными величинами, входящими в выражение (1).The values included in the right-hand side of expressions (2) and (3) coincide with the quantities of the same name included in expression (1).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115538A RU2668626C1 (en) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Method of rolling rails |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115538A RU2668626C1 (en) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Method of rolling rails |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668626C1 true RU2668626C1 (en) | 2018-10-02 |
Family
ID=63798327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017115538A RU2668626C1 (en) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Method of rolling rails |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668626C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710410C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-12-26 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" | Method of rolling rails |
| RU2717251C1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-03-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of rolling rails |
| RU2787897C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-01-13 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" | Method for rolling tramway grooved rails |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2068282A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-12 | Sacilor | Rolling sections |
| SU1445823A1 (en) * | 1987-06-01 | 1988-12-23 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Method of sizing rails |
| RU2100107C1 (en) * | 1995-07-06 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Four-roll set of three-high rolling stand |
| RU2530609C2 (en) * | 2009-03-16 | 2014-10-10 | ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД | Method of rail rolling, device for rail rolling and rail thus made |
-
2017
- 2017-05-02 RU RU2017115538A patent/RU2668626C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2068282A (en) * | 1980-02-04 | 1981-08-12 | Sacilor | Rolling sections |
| SU1445823A1 (en) * | 1987-06-01 | 1988-12-23 | Кузнецкий металлургический комбинат им.В.И.Ленина | Method of sizing rails |
| RU2100107C1 (en) * | 1995-07-06 | 1997-12-27 | Акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Four-roll set of three-high rolling stand |
| RU2530609C2 (en) * | 2009-03-16 | 2014-10-10 | ТАТА СТИЛ ЮКей ЛИМИТЕД | Method of rail rolling, device for rail rolling and rail thus made |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717251C1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-03-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of rolling rails |
| RU2710410C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-12-26 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" | Method of rolling rails |
| RU2787897C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-01-13 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК" | Method for rolling tramway grooved rails |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2668626C1 (en) | Method of rolling rails | |
| WO2016054851A1 (en) | Production line for rolling hollow steel and roll-forming production method therefor | |
| RU2530609C2 (en) | Method of rail rolling, device for rail rolling and rail thus made | |
| RU2429090C1 (en) | Procedure for rail rolling | |
| RU2710410C1 (en) | Method of rolling rails | |
| US5664452A (en) | Method of rolling finished sections from a preliminary section in a reversing rolling stand arrangement | |
| RU2595082C1 (en) | Method of rolling rails | |
| RU2764911C1 (en) | Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base | |
| RU2776314C1 (en) | Rail rolling method (variants) | |
| RU2717251C1 (en) | Method of rolling rails | |
| RU2787897C1 (en) | Method for rolling tramway grooved rails | |
| KR20210127238A (en) | Manufacturing method of seamless square steel pipe | |
| JPH08267114A (en) | Rolling method for controlling edge drop in cold rolling | |
| RU2169050C2 (en) | Channel bar production method | |
| RU2725547C1 (en) | Method for rolling of lining strip profiles | |
| Dorofeev et al. | Improvement of the Technology of Rolling Rails in Universal Stands on Modern Rail Rolling Mills | |
| RU2627140C1 (en) | Method for rail rolling | |
| SU1348018A1 (en) | Method of rolling t-section and bulb-strip | |
| RU2340416C1 (en) | Method of stepped rolling | |
| RU2156666C1 (en) | Method for making high accuracy shapes of manifold pipelines | |
| SU899170A1 (en) | Strip rolling method | |
| RU2403996C1 (en) | Method of rolling doublet-tee iron | |
| JP3627703B2 (en) | Method for rolling a shape having a flange | |
| RU2148449C1 (en) | Method for profiling equal-flange angles | |
| RU2237529C1 (en) | Method for rolling round shapes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190503 |