книги из ГПНТБ / Полухин П.И. Прокатка и термическая обработка железнодорожных рельсов

ширины подошвы. На темплете, взятом от полосы после прокат­ ки ее в последнем тавровом калибре, не было обнаружено сле­ дов указанного надреза. Такой же надрез на исходной прямо­ угольной заготовке, прокатанной по ранее применявшейся ка­ либровке, оставлял на подошве таврового профиля след в виде трещины глубиной 3,5 и шириной 1,6 мм. Новая калибровка позволила также повысить производительность стана.

При прокапке исходной заготовки в первом тавровом калиб­ ре сваливания полосы не наблюдалось, хотя отношение высо­ ты к ширине равно 2,9.

Калибровка рельсов Р-50

Выше указано, что рельсы Р-50 прокатывают из прямоуголь­ ной заготовки сечением 270 X 280 мм. В обжимной клети 900 (лист 30) из этой заготовки за несколько проходов получают по­ лосу шириной примерно 330 мм и переменной высотой; средняя высота равняется около 135 мм. Эта полоса кантуется на ребро и в таком положении задается в первый тавровый калибр, в ко­ тором производится разрезка заготовки но стороны подошвы на глубину 45 мм. Первый тавровый калибр является общим для прокатки рельсов Р-50, Р-65 и Р-75.

Тавровые калибры, применяемые для прокатки рельсов на заводе Б, существенно отличаются от ранее рассмотренных тав­ ровых калибров завода А как по форме, так и по характеру осуществляемой в них деформации. Формы и размеры этих ка­ либров показаны на листе 32, а расчетные данные приведены в табл. 39.

Отличительной особенностью первого калибра является боль­ шая высота 310 мм при сравнительно небольшой ширине

1,35 мм.

Во втором тавровом калибре имеется разреЗывающий гре­ бень высотой 10 мм со стороны головки. В этом калибре произ­ водится очень большая высотная деформация (обжатие .по оси гребня 100 мм), которая сопровождается не только развертыва­ нием фланцев подошвы, но и разрезкой полосы со стороны го­ ловки. Боковое обжатие в этом калибре составляет незначи­ тельную величину (средний коэффициент бокового обжатия ра­ вен 1,018), а по верху калибра металл уширяется.

В третьем тавровом калибре фланцы подошвы развертыва­ ются полностью, а образовавшиеся ранее ложные фланцы го­ ловки обжимаются при свободном уширении металла в этой

2 6 6 ПРОКАТКА И КАЛИБРОВКА РЕЛЬСОВ

щем рельсовом калибре обжатие шейки также большое (коэф­

плавно уменьшаются, достигая в чистовом калибре одинаковой величины 1,08. Фланцы подошвы и головки имеют весьма уме­ ренные коэффициенты вытяжки; практически в последних .че­

Уширение в рельсовых калибрах сравнительно невелико, осо­ бенно начиная с четвертого калибра.

Коэффициенты бокового обжатия фланцев головки в послед­ них четырех калибрах колеблются от 1,05 до 1,10 у основания фланца и от 1,025 до 0,75 у края.

Фланцы подошвы также получают небольшое боковое обжа­ тие в открытых ручьях. В закрытых ручьях фланцы незначи­ тельно обжимаются у основания и совсем не обжимаются у края.

Боковая обработка фланцев головки и подошвы рассматри­ ваемой калибровки не может считаться вполне удовлетвори­ тельной.

Обжатие головки по высоте в закрытых ручьях колеблется от 2 до 3,5 мм, а в открытых — от 0,75 до 2 мм. Исключение со­ ставляет пятый калибр, в котором из-за большого обжатия шейки предусматривается приращение высоты фланцев головки. Фланцы подошвы, обрабатываемые в закрытых ручьях, получа­ ют высотную осадку от 8,5 до 6,6 мм. Приращение высоты фланцев в открытых ручьях практически не учитывается, за ис­ ключением пятого калибра, где оно равно 2 мм.

Для данной калибровки характерно рациональное размеще­ ние калибров по клетям, которое обеспечивает равномерную загрузку клетей и позволяет эффективно использовать прокат­ ные валки.

Калибровка рельсов Р-65

Рельсы Р-65 прокатывают из .'блюмов сечением 300X300 мм, которые в клети 900 обжимаются в плоскую заготовку шириной 330 мм и переменной высотой (средняя высота равна 135 мм). Дальнейшая прокатка полученной заготовки производится в тавровых калибрах клети 900 в тех же валках, которые приме­ няются и для рельсов Р-50. Остальные калибры размещены по клетям (лист 36) так же, как при прокатке рельсов Р-50.

Форма и размеры тавровых калибров показаны на листах 35

и36, а расчетные данные приведены в табл. 39.

Втретьем тавровом калибре, который отличается от соответ­ ствующего калибра для Р-50 только большими размерами, про­ изводится меньшее высотное обжатие по оси гребня и соответ­

ственно меньшее боковое обжатие; общий коэффициент вытяжки в этом калибре равен 1,37.

Как и в предыдущей калибровке, все рельсовые калибры имеют наклонное положение в валках (листы 37—39). Данные, характеризующие деформацию металла в этих калибрах, при­ ведены на листе 40.

В разрезном рельсовом калибре фланцы головки по высоте обжимаются незначительно; фланцы тавровой заготовки вхо­ дят как в закрытые, так и в открытые ручьи свободно, что об­ легчает процесс заполнения этих ручьев. ^

Общий коэффициент вытяжки в рельсовых калибрах посте­ пенно уменьшается по ходу прокатки от 1,27 в пятом калибре до 1,09 в чистовом. В черновых калибрах коэффициенты вытяж­ ки шейки больше по сравнению с общим коэффициентом вытяж­ ки, а в предчистовом и чистовом калибрах наоборот. Коэффи­ циент вытяжки фланцев головки в черновых калибрах примерно одинаков, а в предчистовом и чистовом' калибрах больше по сравнению с общим коэффициентом вытяжки. Коэффициент вы­ тяжки фланцев подошвы незначительно отличается по величине от общего коэффициента вытяжки (лист. 40, а).

Уширение в рельсовых калибрах принято большое; оно из­ меняется от 7 мм в пятом калибре до 2 мм в предчистовом

(лист 40, б).

Фланцы головки имеют небольшую боковую обработку в последних четырех калибрах (исключение составляет только пятый калибр), причем в открытых ручьях большее обжатие дается у основания фланца, а у края оно невелико; в закрытых же ручьях фланцы головки у края практически не обжимаются

(лист 40, в).

Недостаточную боковую обработку имеют также фланцы по­ дошвы (лист. 40, б). С точки зрения обработки фланцев подош­ вы и головки данная калибровка имеет те же недостатки, что и калибровка рельсов Р-50.

Фланцы •головки обжимаются по высоте, за исключением пя­ того калибра, где возможно даже приращение высоты фланцев в открытом ручье из-за большого обжатия шейки (лист. 40, д).

Высотное обжатие фланцев подошвы в закрытых ручьях из­ меняется от 10,5 мм в пятом калибре до 7,8 мм в чистовом. При- ■ ращение высоты фланцев в открытых ручьях не учитывается

(лист 40, е).

Калибровка рельсов Р-75

Рельсы Р-75 прокатывают из блюмов 300X320 мм, которые за несколько проходов в обжимной клети 900 обжимаются в плоскую заготовку. Полученная заготовка с кантовкой задается в первый тавровый калибр, характеристика которого была при­

ет к ножницам для обрезки концов и разрезки на части.

В рельсобалочный цех примерно 70% блюмов поступает в горячем состоянии и 30%— в холодном. Горячие блюмы допол­ нительно напреваютоя в камерных печах в течение 12—20 мин.

800°, а затем окончательно — в камерной печи. Камерные печи работают на доменном газе с возможностью добавления коксо­ вального газа; калорийность газа составляет 1500 ккал/м3.

Рис. 145. Калибровка валков блюминга 1150 завода В

Методические трехзонные печи с верхним и нижним подогре­ вов работают на смеси доменного и коксовального газов кало­ рийностью 4000 ккал/м3.

Заданный тепловой режим камерных и методических печей поддерживается автоматически.

Загрузка и выдача блюмов из методических печей произво­ дится при помощи рольгангов, толкателей (со стороны всада) и сталкивателей (со стороны выдачи). Подача заготовок к ка­ мерной печи так же, как и выдача из них производятся при по­ мощи электрических тележек и кранов с горизонтальными кле­ щами. Одна из тележек установлена на стороне всада в камер­ ные печи, а другая — на стороне выдачи; обе тележки оборудо­ ваны рольгангами. Нагретые блюмы поступают по рольгангу к рельсобалочному стану.

Рельсобалочный стан завода В является наиболее совершен­ ным как по своей конструкции, так и по степени механизации и автоматизации технологических процессов. Общая характери­ стика этого стана была уже приведена на стр.; 220—224.

Рельсобалочный стан 800 оборудован манипуляторами ори­ гинальной конструкции и кантователями, позволяющими одно­ временно прокатывать две полосы в одной клети, что обеспечи­ вает высокую производительность стана. Манипуляторы и кан­ тователи имеют гидравлические приводы. Обе клети трио 800 имеют подъемно-качающиеся столы. Передача полосы от одной клети к другой может производиться с передней и задней сто­ рон при помощи цепных шлепперов.

После прокатки на стане полоса транспортируется к пилам го;р>Я'чей резки, штемпельной и гибочной машиним.

Рельсы после загибки поступают на холодильник, где охлаж­ даются до 500—550°; по мере охлаждения кривизна рельсов уменьшается. В дальнейшем :рель'сы подвергаются термической обработке в печах изотермической выдержки. Загрузка рельсов в печи производится канатными шлепперами. В печи рельсы располагаются на подвижной подине и выдерживаются в тече­ ние двух часов при 550—600°, что полностью предупреждает образование флокенов в рельсах. В цехе установлено пять пе­ чей изоTepiMичеокой выдержки; печи камерные, двухсекционные рассчитаны для рельсов длиной 12,5 и 25 м.

После изотермической выдержки рельсы поступают на хо­ лодильник, где они охлаждаются до 50—100°. Затем они транс­ портируются к роликовым правильным машинам. Рельсы за­ даются в правильную машину скантованными на подошву при помощи подъемного ролика. Перед задачей в правильную ма­ шину и при выходе из нее рельсы автоматически кантуются на ребро, чтобы не оставлять царапин на подошве при их передви­ жении. После правки рельсы поступают в рельсоотделочное от­ деление. Работа поточных линий отделки рельсов автоматизи­ рована.

Автоматизация рельсобалочного стана

В рельсобалочном цехе проведена большая работа по авто­ матизации производственных операций. В настоящее время осу­ ществлена автоматизация нажимного механизма, приемного, от­ водящего и рабочих рольгангов обжимной клети 900. Манипу­ лятор и кантователь не автоматизированы из-за несовершенства их конструкции.

Система автоматического управления нажимным устройст­ вом предусматривает быструю и точную перестановку верхнего валка после каждого прохода в соответствии с заданной про­ граммой обжатия. Ниже приведено краткое описание автомати­ зации рельсобалочного стана Ч1

1 По данным инженеров Н. В. Бражникова, В. И. Бондаренко и В. П. Чис­ това.

В основу системы автоматики нажимного устройства клети 900 положена цифровая следящая система с программным уп­ равлением. Принцип работы этой системы описывается в спе­ циальной литературе. Введение системы автоматики нажимного устройства клети 900 позволило облегчить условия труда опера­ торов и повысить часовую производительность стана путем уве­ личения скорости перемещения верхнего валка на 15—20%, а также позволило производить точную установку верхнего валка.

Система автоматического управления рольгангами, обслужи­ вающими клеть 900, предназначена для автоматической подачи

Рис. 146. Расположение головок фотореле на обжимной клети 900

блюмов к клети, автоматической задачи их в валки в процессе прокатки и автоматической передачи полосы к клетям 800.

Автоматика рольгангов связана с программным устройством автоматики нажимного механизма клети 900 таким образом, что система счета проходов служит датчиком для работы рольган­ гов. Связь эта осуществляется при помощи двух реле: по­ следнего прохода РПП и реле первого прохода РП. Реле РПП включается при переходе шагового реле ШР счета проходов в положение последнего прохода и остается включенным также при положении реле ШР, соответствующем первому проходу. Реле РП включается при переходе реле ШР в положение перво­ го прохода. Отключение реле РПП и РП происходит при пере­ ходе шагового реле в положение второго прохода.

В качестве индикаторов положения полосы использованы ф о то р е л е . Расположение головок фотореле показано на рис. 146. Первая головка ФР1 расположена в начале приемного рольган­ га 2 таким образом, что блюм, находящийся на трасферкаре 1, попадает ,в поле зрения головки. Вторая головка ФР2 располо­ жена в конце приемного рольганга. Фотореле ФРЗ и ФР4 слу­ жат для фиксирования захвата металла в последнем проходе