100m长尺钢轨生产500m焊接钢轨工艺设计.pdf

第 3 3 卷第 2期 2 ( 0 7年 4月 包钢科技 s c i e n c et e c h n o l o g y o f b a o t o u s t e e l ( g r o u p )c o r p o r a ti o n vo 1 3 3。 no 2 ap r i l ， 2 xi 7 1 0 0 m长尺钢轨生产 5 0 0 m焊接钢轨工艺设计 胡柯薇 ， 张 娅 ， 葛鲁静 (包钢( 集团) 公 司设计研究院， 内蒙古 包头0 1 4 0 1 0 ) 摘要 ： 包钢轨梁厂 1 0 0m长 尺钢 轨具有 多方面 的优势 ， 有必要 以 1 0 0m长尺钢轨为原料生产 5 0 0m焊接钢轨 ， 建设 5 0 0 m焊接钢轨生产线 。该生产线 的建设 既可 以满足铁路运行 的要求 又可以充分发挥 1 0 0 m长尺钢轨 的优势 。 关键词 ： 长尺钢轨 ； 焊接钢轨生产线 ； 工艺设计 中 图分类号 ： t g 4 5 7 1 1 文献标识码 ： b 文章编号 ： 1 0 0 9 5 4 3 8 ( 2 0 0 7 ) 0 2 0 0 0 1 0 3 t e c h no l o g y de s i g n o n us i n g 1 0 0 m lo n g ra i l s t o pr o d u c e 5 0 0 m w e l d e d ra i l s h u k e w e i ， z h a n g y a ， g e l u ri n g ( d e s i g n& r e s e a r c h i n s t i t u t e o fb a o t o u s t e e l( g r o u p )c o r p ， b a o t o u 0 1 4 0 1 0 ， n e i mo n g g o l ， c h i n a) ab s t r a c t ： t he 1 0 0一me te r r a l l ma d e i n t h e ra i l be a m o f ba o t o u s t e e l co r p h a s ma n y a d v a n t a g e s i t i s v e r y n e c e s s a r y t o b u i l d 5 0 0一me t e r we l d e d r a il pr o d u c t i o n l i n e b y t a k i n g 1 0 0一 me t e r r ail s 8 s c o mi n g ma t e ria 1 th i s p r o du c ti o n l i n e n o t o n l y me e t s t he r e q u i r e me n t s o f r a i l wa y t r a n s p o r t a t i o n， b ut c a l l d e v e l o p the a dv an t a g e s o f 1 0 0一me t e r r a i l t o t h e f t r l 1 ke y wo r d s： l o n g s t e e l r a i l ； p r o d u c ti o n l i n e o f we l d e d s t e e l r a i l ； t e c hn o l o gy d e s i g n 包钢轨梁厂作 为我 国生产钢轨三大基地之一， 主要产品有钢轨、 工字钢、 槽钢、 乙字钢等 。为了适 应铁路高速化发 展趋 势， 于 2 0 0 4年投资建设 1 0 0 m 长尺钢轨生产线 ， 该项 目现已投入生产 。1 0 0 m长 尺钢轨生产线 以生产重 轨为 主项 ， 兼顾生产 h型 钢 、 槽钢、 工字钢、 方钢等产 品。生产 的重轨品质具 备“ 高强韧性 、 高纯净度、 高平直度 、 高精度” 的特点 ， 满足 铁 科技 2 0 04 1 2 0号 规定 的 “ 我 国铁 路 时 速 2 0 0 k m 客运 专线 铁路以及 3 5 0 k m h客运专线铁路 建设用钢轨产品” 的需求 。 1 1 0 0 m长尺钢轨生产 5 0 0 m焊接钢 轨的优势 1 0 0 m长 尺钢 轨与 传统 长 度 的钢轨 ( 一般 是 2 5 m ) 相比， 在生产和使用中具有 多方面的优势： 可 以消除钢轨端部矫直和探伤 的盲 区； 可以提高钢轨 的性能质量 、 成材率和端部平直度； 可以减少钢轨焊 接接头的数量， 从 而减少焊接经费和改善铁路运营 的平稳 性 、 安全性 。 利用 1 0 0 m长尺钢轨焊 接的无缝线路与 2 5 m 钢轨焊接的无缝线路相 比， 焊接接头的数量减少约 五分之一。焊接接头的数量和质量对铁路运行的速 度和平稳性有很大影响。利用 1 0 0 m长尺钢轨焊接 5 0 0 m焊接轨焊 接接头仅 为 4个 ， 极少数量的焊接 接头使铁路的平顺 度大幅提高 ， 适合列 车高速平稳 运行 1 。同时单位千米焊接接头数量 的降低， 会使 危及行车安全的断头情况减少 ， 对于铁路安全运输 具有极大意义。 因此， 建设一条 5 0 0 m焊接钢 轨生产线， 利用 1 0 0 m长尺钢轨作为 5 0 0 m焊接钢轨生产线的原料 ， 收稿 日期 ： 2 0 0 7 0 2一o 1 作者简介 ： 胡柯薇 ( 1 9 7 1 一) ， 女 ， 辽宁省鞍 山市人 ， 轧钢专业工程 师 ， 现从事轧钢设计工作 。 维普资讯 2 包钢科技 第 3 3卷 可以充分发挥 1 0 0 r n长尺钢轨应有 的优势 ， 满足铁 路运行 的高速、 平稳、 安全等要求。同时在包钢建设 5 0 0 r n 焊接钢轨生产线 ， 既可保证原料充分供应 ， 地 理位置又距离包钢轨梁厂较近 ， 使原料到生产线 的 距离减少 ， 降低运输成本 。 2 5 o o m焊接钢轨生产工艺 2 1 生产 工序 利用 1 0 0 r n 长尺钢轨生产 5 0 0 r n焊接钢轨 ， 生 产流程如图 1 所示 。 匹 叵 三 堕 囹一 匝 匾 固一 匝 匣 童 圈一 匝 圈 一 匿 亟 圄一 匿 耍 亘 豳一 医 夔 亘 亘 圈一 囫 垂 委 亘 垂 雯 圈一 匿 夔 受 受 圃一 匦 匝 圜一 匦 蟹 囹一 图 l 生产流程 图 2 2 主要工序作用( 见表 1 ) 表 i 主要工序作用 2 】 工序名称 工序作用 钢轨检查 钢轨矫直除锈 钢轨焊接 焊后热处理 矫直 粗磨 外 形 精 整 及 平 直度检验 焊接接头探伤 检查钢轨 型式尺寸及钢轨表面质量 钢轨矫直纠正钢轨端部弯曲 ， 保证轨端平直度 。钢轨除锈是将待 焊钢 轨端面与 焊机电极接触部 位进行 除锈打磨 ， 除去 轨端与焊机 电极接触面的氧化铁皮及 黏附的颗粒杂质 ， 减少 由于电极接触的 不均匀而产生 电极灼烧现象 ， 保证钢 轨焊 接质量稳定 。 焊接工序是生产工序中的重要工序， 焊接工序决定焊缝质量和外观质量 ， 该工序要 求保证 焊缝具有 足够的强度 ， 不出现 “ 过烧” 缺陷。 提高焊接接头韧性 ， 钢轨焊接后焊接接头需进行热处理 ， 焊后热处 理包括正火及 任何增加或 降低焊接接头 冷却速度 而 采取 的工艺。由于正火后 接头 硬度 降低 ， 因此正火工位必须配置喷风 ， 快速 冷却焊接接头 ， 保证 焊接 接头的硬度满 足钢 轨硬度要求。 纠正焊接平直度 ， 对焊接过程中由于高温 引起 的焊接接头弯 曲变形进行矫直。 消除毛刺 。 平顺钢轨， 保证焊接接头的表面粗糙度能满足探伤扫查的需要。 对焊接接头的轨顶面及 轨头侧 面工作边进行外形精整 ， 外形精整应保 持轨头轮廓形 状 ， 不应使焊接 接头或 钢轨产 生任 何损伤 检测钢轨焊缝是否有未焊透、 过烧 、 裂 纹、 气孔 、 夹碴 、 铸态金属组织、 灰斑等缺陷。 2 3 主要 设备 组成 轨端的焊前综合处理 ， 选择的设备为钢轨焊接 前校直除锈一体机。钢轨焊接 ， 选择的设备 为钢轨 闪光对焊机。钢轨焊后热处理， 选择的设备 为钢轨 焊缝双频正火设备 。钢轨焊接接头粗 磨， 该工位为 人工操作 ， 对焊缝进行粗磨。钢轨焊接接头矫直 ， 选 用的设备为四面压力矫直机 。钢轨外形精整及平直 度检验 ， 选择的设备为钢轨焊缝精 磨机 。钢轨焊缝 探伤 ， 选择的设备为超声波探伤机。 3 5 0 0 m焊接钢轨生产线平面布置 5 0 0 r n 焊接钢轨生产线工艺布置可以采用单线布 置， 也可采用双线布置。单线布置即直线布置 ， 所有生 产工序在一条线上布置。采用单线布置 ， 生产线较长， 但是生产工艺流程较顺畅。双线布置即 u形布置 ， 生 产工序在两条线上布置 ， 两条线相互平行。采用双线 布置， 生产线长度较短， 若生产场地长度有限， 则采用 双线布置。双线布置生产工艺流程相对复杂 ， 由于生 产工序布置在两条线上 ， 存在焊接轨在两线之间吊运 的问题， 因此双线布置对生产节奏有一定影响。 包钢 5 0 0 r n 焊 接钢轨生产线采用双线布置， 第 一 线工艺流程为： 上料一 矫直除锈一焊接一空工位 一热处理一热矫一粗 磨一 长轨存放 ， 第二线工艺流 程为冷矫一精磨一探伤一长轨存放 。5 0 0 r n 焊接钢 轨生产线前后分别设有 1 0 0 r n 存轨台和 5 0 0 r n 存轨 台， 存放焊前 1 0 0 r n钢轨 和焊后 5 0 0 m焊接钢轨 。 生产线两侧设 置两条铁路线用 于原料和成 品的运 输 。工艺平面布置见图 2 。 维普资讯 第 2 期 1 0 0 m长尺钢轨生产 5 0 0 m焊接钢轨工艺设计 3 图 2 5 o 0 n l 焊接轨 生产 线 工 艺平 面布 置 图 5 0 0 l“lta_ 焊接钢轨生产线初步选择 的建设 场地位 于高炉铁渣厂 以南 、 包西站以北的空地。原料从包 钢轨梁厂经铁路运输至 5 0 0 n l 焊接钢轨生产线 ， 采 甩 电葫芦将 1 0 0 i n钢轨吊运到 1 0 0 17 1 存轨 台( 对 于 需要淬火的钢轨 吊运到 1 0 0 n l 淬火 钢轨存轨 台 ， 经 淬火工艺后焊接 ) 。生产时钢轨 由电葫芦 吊运到生 产线上 ， 首先进行端头矫直除锈 ， 然后进行焊接等工 序 ， 完成第一线工艺流程后 ， 焊接轨由电葫芦吊运到 第二线 ， 进行焊接轨的精整 ， 焊接轨完成第二线工艺 流程后 ， 由电葫芦 吊运到 5 0 0 n l 存轨台。5 0 0 n l 焊接 钢轨采用长轨列车运输 ， 焊接钢轨运输线与包西站 接轨 ， 为焊接后 5 0 0 l“lta_ 铁轨运输提供了便利条件。 4 结束语 包钢轨梁厂万能轧制钢轨生产线生产的 1 0 0 n l 长尺钢轨质量具备高纯净度、 高精度和高平直度的 标准要求 ， 满足铁科技 2 0 0 4 1 2 0号规定的“ 我 国铁 路时速 2 0 0 k m客运专线铁路以及 3 5 0 k m h客运专 线铁路建设用钢轨产品” 的需求。利用 1 0 0 m长尺 钢轨生产 5 0 0 l “lta_ 焊接钢轨 ， 建设 5 0 0 n l 焊接钢轨生 产线， 工艺设计可行。该生产线的建设将满足客运 铁路高速 、 平稳 、 安全的需要 ， 并填补 5 0 0 r n焊接钢 轨市场空 白。 参考文献 r 杨来顺 客运专线无缝线路的钢轨焊接 j 铁 道 工程学报 ， 2 0 0 5 ， ( 1 ) ： 4 75 0 2 t b t 1 6 3 2 2 2 0 0 5 ， 钢轨 焊接第 2部分 ： 闪光 焊接 s ； 信 息； 宝钢全球首创汽车板生产新工艺“ 电镀锌0 5 板” 、 、一 制