RU2776314C1

RU2776314C1 - Rail rolling method (variants)

Info

Publication number: RU2776314C1
Application number: RU2021114555A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Соловьев; Игорь Петрович Мазур; Елизавета Сергеевна Белолипецкая
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-07-18

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to rolling of a rail on a mill with a continuous reversible group of stands. An intermediate rail roll is produced in the reversible roughing stands and further rolled in the continuous reversible group of stands and a calibration stand. The main part of the intermediate rail roll is rolled in the continuous reversible group of stands with an acceleration in the last pass ensuring an "inverse temperature wedge" along the length of the rail for the temperature of the rail web. Rolling in the calibration stand is performed ensuring equal temperature of the web along the length of the finished rail at the end of rolling to result in equal height along the length of the rail.

EFFECT: equal height along the length of the rail is provided.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности, к производству сортового проката, и может быть реализовано при производстве железнодорожных рельсов длиной 100 м и более на станах с непрерывной реверсивной группой клетей.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of long products, and can be implemented in the production of railway rails with a length of 100 m or more on mills with a continuous reversible group of stands.

Рельсы длиной 12,5 м и 25,0 м производятся на станах линейного типа. Например, рельсобалочный стан 900/800 состоит из четырех двух- и трехвалковых клетей, расположенных в три линии. В первой линии прокатка проводится в двухвалковой реверсивной клети (малый блюминг). Вторая линия стана состоит из двух черновых трехвалковых клетей. Чистовая двухвалковая клеть установлена в третьей линии стана. Чистовая клеть установлена на одной оси с линией черновых клетей, но имеет свой привод. Rails with a length of 12.5 m and 25.0 m are produced on linear type mills. For example, a 900/800 rail and beam mill consists of four two- and three-roll stands arranged in three lines. In the first line, rolling is carried out in a two-roll reversible stand (small blooming). The second line of the mill consists of two rough three-roll stands. A finishing two-roll stand is installed in the third line of the mill. The finishing stand is installed on the same axis as the line of roughing stands, but has its own drive.

На стане 900/800 прокатка осуществляется в обжимной клети за 5-7 проходов, после чего грубопрофилированная полоса поступает к черновой линии клетей трио. В каждой черновой клети осуществляется 3-4 прохода, в которых постепенно формируется заданный профиль. Полученный раскат передается в чистовую рабочую двухвалковую клеть, где за один проход окончательно формируется профиль готового рельса. Масса заготовки составляет около 3,5 т.Из заготовки получают прокат длиной до 50 м, который затем разделяют пилами на рельсы требуемой длины. [Технология прокатного производства: Учебник для вузов / Грудев А. П., Машкин Л. Ф., Ханин М. И - М.: Металлургия, 1994, с. 656].On the 900/800 mill, rolling is carried out in the reduction stand in 5-7 passes, after which the rough-shaped strip is fed to the roughing line of the trio stands. In each roughing stand, 3-4 passes are carried out, in which a given profile is gradually formed. The resulting roll is transferred to the finishing working two-roll stand, where the profile of the finished rail is finally formed in one pass. The mass of the billet is about 3.5 tons. Rolled products up to 50 m long are obtained from the billet, which is then cut with saws into rails of the required length. [Technology of rolling production: Textbook for universities / Grudev A.P., Mashkin L.F., Khanin M.I - M.: Metallurgy, 1994, p. 656].

Недостатком данного способа является невозможность прокатки рельсов длиной 100 м и более. Для производства рельс длиной 100 м и более требуется заготовка большей массы. Длительность прокатки возрастает, что не позволяет получать требуемую температуру конца прокатки. Рельсы длиной 100 м прокатывают на станах с непрерывной группой клетей. Непрерывная группа клетей сокращает пространство, занимаемое оборудованием стана, и снижает потери тепла заготовки во время прокатки, что позволяет обеспечить требуемую температуру конца прокатки. В состав стана входят 6 клетей: черновая обжимная клеть; обжимная клеть; непрерывная реверсивная группа из 3 клетей и калибровочная клеть [Головатенко А.В. Ввод в эксплуатацию универсального рельсобалочного стана и освоение технологии производства рельсов на современном оборудовании в рельсобалочном цехе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» / Головатенко А.В., Волков К.В., Александров И.В. и др. // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. №6 (1374), 2014. С. 32-38].The disadvantage of this method is the impossibility of rolling rails with a length of 100 m or more. For the production of rails with a length of 100 m or more, a workpiece of a larger mass is required. The duration of rolling increases, which does not allow obtaining the required end-of-rolling temperature. Rails 100 m long are rolled on mills with a continuous group of stands. The continuous group of stands reduces the space occupied by the mill equipment and reduces the heat loss of the billet during rolling, which ensures the required end-of-roll temperature. The mill consists of 6 stands: roughing crimping stand; crimping stand; continuous reversible group of 3 stands and a calibration stand [Golovatenko A.V. Commissioning of a universal rail and beam mill and mastering the technology of rail production using modern equipment in the rail and beam shop of OAO EVRAZ ZSMK / Golovatenko A.V., Volkov K.V., Alexandrov I.V. etc. // Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information. No. 6 (1374), 2014. S. 32-38].

Известен способ прокатки (аналог изобретения), регламентирующий температурные и деформационные режимы прокатки железнодорожных рельсов на станах с непрерывной реверсивной группой клетей. В соответствии с этим способом осуществляют нагрев заготовки под прокатку, многопроходные черновую и чистовую прокатки соответственно в дуо-реверсивных клетях и в универсальных клетях непрерывной реверсивной группы, последующее дифференцированное охлаждение по головке и подошве рельса от температуры 720-870°С до температуры 450-600°С. Черновую прокатку проводят в температурном интервале 950-1100°C с коэффициентом вытяжки за проход в пределах 1,12-1,30. Чистовую прокатку проводят в температурном интервале 850-1000°C с коэффициентом вытяжки в универсальных калибрах в пределах 1,07-1,18, после чего проводят финишную прокатку в отдельно стоящей универсальной нереверсивной клети в температурном интервале 820-880°C с коэффициентом вытяжки в пределах 1,07-1,10. В результате изготавливают рельсы повышенной износостойкости и контактной выносливости [RU 2743534 С1. Способ изготовления железнодорожных рельсов повышенной износостойкости и контактной выносливости. Опубликовано 19.02.2021. Бюл. №5].A known method of rolling (similar to the invention), which regulates the temperature and deformation conditions of the rolling of railway rails on mills with a continuous reversible group of stands. In accordance with this method, the billet is heated for rolling, multi-pass roughing and finishing rolling, respectively, in duo-reversing stands and in universal stands of a continuous reversing group, followed by differential cooling along the head and foot of the rail from a temperature of 720-870 ° C to a temperature of 450-600 °C. Rough rolling is carried out in the temperature range of 950-1100°C with an elongation ratio per pass in the range of 1.12-1.30. Finish rolling is carried out in a temperature range of 850-1000°C with an elongation ratio in universal calibers in the range of 1.07-1.18, after which finishing rolling is carried out in a separate universal non-reversing stand in a temperature range of 820-880°C with an elongation ratio of within 1.07-1.10. As a result, rails of increased wear resistance and contact endurance are made [RU 2743534 C1. A method for manufacturing railway rails of increased wear resistance and contact endurance. Published on 02/19/2021. Bull. No. 5].

Выбор в изобретении-аналоге заявленной температуры прокатки в последних пропусках группы тандем от 820 до 880°С обусловлен тем, что при температурах свыше 880°С не достигается эффективное измельчение аустенитного зерна, а при температурах менее 820°С существенно уменьшается пластичность металла, возрастают нагрузки на прокатные валки, и возникает риск получения закалочных структур в поверхностных слоях рельсов вследствие контакта с водой, подаваемой для охлаждения прокатных валков.The choice in the invention-analogue of the declared rolling temperature in the last passes of the tandem group from 820 to 880°C is due to the fact that at temperatures above 880°C, effective grinding of austenite grains is not achieved, and at temperatures below 820°C, the ductility of the metal significantly decreases, loads increase on the rolls, and there is a risk of hardening structures in the surface layers of the rails due to contact with the water supplied to cool the rolls.

Процесс чистовой многопроходной прокатки в клетях непрерывно-реверсивной группы в температурных интервалах 850-1000°C с коэффициентом вытяжки за проход в пределах 1,07-1,18 позволяет получить наиболее мелкозернистую структуру и высокие механические свойства рельсовой стали, за счет экспериментально установленной зависимости по увеличению количества образований центров новых зерен при деформации металла в этом диапазоне вытяжек.The process of finishing multi-pass rolling in stands of a continuous-reversing group in the temperature ranges of 850-1000°C with an elongation ratio per pass in the range of 1.07-1.18 makes it possible to obtain the most fine-grained structure and high mechanical properties of rail steel, due to the experimentally established dependence on an increase in the number of formations of centers of new grains during metal deformation in this range of drawings.

Прокатка в чистовой непрерывной реверсивной группе клетей производится за три прохода. В первом проходе используются первая универсальная клеть, вспомогательная клеть и вторая универсальная клеть. Во втором проходе, после реверса непрерывной группы клетей стана, раскат также деформируется в трех клетях, но в обратной последовательности. В третьем проходе используются первая универсальная клеть и вспомогательная клеть. Завершается прокатка в отдельно стоящей нереверсивной калибровочной клети.Rolling in the finishing continuous reversible group of stands is carried out in three passes. The first pass uses the first universal stand, the auxiliary stand and the second universal stand. In the second pass, after the reversal of the continuous group of mill stands, the roll is also deformed in three stands, but in reverse order. The third pass uses the first universal stand and the auxiliary stand. The rolling is completed in a separate non-reversible sizing stand.

Чистовая прокатка при температурах свыше 1000°С не обеспечивает подавление рекристаллизационных процессов и эффективное измельчение зерна, а при температурах ниже 850°С уменьшается пластичность стали, возрастают нагрузки на валки и увеличивается риск образования поверхностных дефектов.Finish rolling at temperatures above 1000°C does not provide suppression of recrystallization processes and effective grain refinement, while at temperatures below 850°C steel ductility decreases, loads on rolls increase, and the risk of surface defects increases.

Вытяжка менее 1,07 в температурном интервале от 850 до 1000°С не позволяет эффективно измельчить структуру головки рельса, величина вытяжки в универсальном четырехвалковом калибре более 1,18 в рассматриваемом температурном интервале может привести к появлению анизотропии механических свойств в головке рельса, что ухудшает качество рельса.Elongation less than 1.07 in the temperature range from 850 to 1000°C does not allow efficient grinding of the structure of the rail head, the amount of drawing in the universal four-roll caliber of more than 1.18 in the temperature range under consideration can lead to the appearance of anisotropy of mechanical properties in the rail head, which degrades the quality rail.

Для соблюдения прямолинейности и обеспечения требуемых геометрических размеров профиля рельсов по всей их длине в заданном диапазоне допусков проводят финишную прокатку в отдельно стоящей универсальной нереверсивной клети в температурном интервале 820-880°C с коэффициентом вытяжки в пределах 1,07-1,10.To maintain straightness and ensure the required geometric dimensions of the rail profile along their entire length in a given tolerance range, finishing rolling is carried out in a separate universal non-reversible stand in a temperature range of 820-880°C with an elongation ratio in the range of 1.07-1.10.

При температурах финишной прокатки не ниже 820°С и не выше 880°С вытяжка раската с коэффициентом более чем 1,1 приводит к возрастанию контактных нагрузок, увеличению износа валков, ухудшению получения точной геометрии профиля. Вытяжка раската менее 1,07 приводит к невыполнению высоты выпуклой маркировки по шейке профиля в пределах требуемых ГОСТом.At temperatures of finishing rolling not lower than 820°C and not higher than 880°C, drawing of rolled stock with a coefficient of more than 1.1 leads to an increase in contact loads, an increase in roll wear, and a deterioration in obtaining an accurate profile geometry. Rolled hood less than 1.07 leads to non-fulfillment of the height of the convex marking along the neck of the profile within the limits required by GOST.

В качестве недостатков следует отметить, что в рассматриваемом способе определены предпочтительные диапазоны температур прокатки в чистовой группе клетей и конца прокатки (финишной прокатки), но задача обеспечения одинаковой температуры конца прокатки по длине проката не рассмотрена. Указано, что возможно ухудшение профиля рельса при деформации за пределами диапазона 1,07-1,10 по коэффициенту вытяжки, но влияние температуры конца прокатки на точность профиля по длине рельс не рассмотрено.As disadvantages, it should be noted that in the method under consideration, the preferred temperature ranges of rolling in the finishing group of stands and the end of rolling (finish rolling) are determined, but the problem of ensuring the same temperature of the end of rolling along the length of the rolled product is not considered. It is indicated that the deterioration of the rail profile during deformation outside the range of 1.07-1.10 in terms of the elongation coefficient is possible, but the effect of the temperature at the end of rolling on the accuracy of the profile along the length of the rail is not considered.

Для повышения точности размеров и формы профиля предлагается использовать специальную калибровку в черной клети.To improve the accuracy of the dimensions and shape of the profile, it is proposed to use a special calibration in the black stand.

Известен способ прокатки (аналог изобретения) на рельсобалочном стане с непрерывной реверсивной группой клетей, включающий получение в реверсивных черновых клетях промежуточного рельсового раската с использованием закрытых рельсовых калибров и дальнейшую его прокатку в непрерывной реверсивной группе клетей с использованием двухвалковых калибров вспомогательной клети, а также четырех- и трехвалковых калибров универсальных клетей. Возможность повышения точности симметричного профиля подката, задаваемого в универсальные клети, обеспечивается за счет того, что прокатку в черновых реверсивных клетях дуо завершают после прокатки в закрытых разрезных калибрах, при этом симметрирование с одновременным контролем высоты фланцев промежуточного сечения осуществляют в двухвалковом открытом калибре интенсивной деформации во вспомогательной клети дуо чистовой непрерывно-реверсивной группы клетей [RU 2717251 С1. Способ прокатки рельсов. Опубликовано 19.03.2020. Бюл. №8].A known method of rolling (similar to the invention) on a rail and beam mill with a continuous reversible group of stands, including obtaining an intermediate rail bar in reversible roughing stands using closed rail calibers and its further rolling in a continuous reversing group of stands using two-roll calibers of an auxiliary stand, as well as four and three-roll calibers of universal stands. The possibility of improving the accuracy of the symmetrical profile of the rolled stock, specified in the universal stands, is ensured by the fact that rolling in the rough reversible duo stands is completed after rolling in closed split passes, while balancing with simultaneous control of the height of the flanges of the intermediate section is carried out in a two-roll open pass of severe deformation in auxiliary stand duo finishing continuous-reversible group of stands [RU 2717251 C1. Rail rolling method. Published on 03/19/2020. Bull. No. 8].

Затем раскат чернового рельса передают в чистовую непрерывно-реверсивную группу клетей. В первом проходе раската через чистовую группу клетей валки первой универсальной клети разводят и пропускают полосу через клеть без обжатия. Во вспомогательной клети используют открытый рельсовый калибр, основная цель которого - обеспечить получение максимально симметричного и точного подката для последующей прокатки в универсальных клетях. Для этого необходимо иметь достаточно высокую степень заполнения этого калибра, имея минимальные свободные, не контролируемые валками поверхности прокатываемого профиля. Важность обеспечения высокой точности и симметричности чернового профиля именно в этом калибре объясняется тем, что при последующей прокатке в универсальных и вспомогательных калибрах практически невозможно исправить ряд возможных несовершенств профиля, и, прежде всего, разнополочность фланцев.Then the roll of the rough rail is transferred to the finishing continuous-reversible group of stands. In the first pass of the roll through the finishing group of stands, the rolls of the first universal stand are parted and the strip is passed through the stand without compression. In the auxiliary stand, an open rail gauge is used, the main purpose of which is to ensure that the most symmetrical and accurate rolling is obtained for subsequent rolling in universal stands. To do this, it is necessary to have a sufficiently high degree of filling of this caliber, having minimal free surfaces of the rolled profile that are not controlled by the rolls. The importance of ensuring high accuracy and symmetry of the draft profile in this pass is explained by the fact that during subsequent rolling in universal and auxiliary passes it is practically impossible to correct a number of possible profile imperfections, and, above all, the flanges with different flanges.

Полученный таким образом высокоточный подкат в дальнейшем прокатывается в универсальных и вспомогательных калибрах непрерывной реверсивной группы клетей. Завершается прокатка в отдельно стоящей нереверсивной калибровочной клети.The high-precision roll obtained in this way is further rolled in universal and auxiliary calibers of a continuous reversible group of stands. The rolling is completed in a separate non-reversible sizing stand.

Данный способ прокатки рельсов позволяет получить следующие технические результаты:This method of rolling rails allows you to obtain the following technical results:

- улучшение качества рельсов за счет повышения точности формы и размеров профиля, что обеспечивается большей точностью настройки симметричного двухвалкового рельсового калибра при расположении его на валках вспомогательной клети, а также повышенной жесткостью вспомогательной клети;- improving the quality of the rails by increasing the accuracy of the shape and dimensions of the profile, which is ensured by a greater accuracy of setting a symmetrical two-roll rail gauge when it is located on the rolls of the auxiliary stand, as well as increased rigidity of the auxiliary stand;

- уменьшение общего количества необходимых калибров за счет объединения функций открытого симметричного рельсового калибра и первого контрольного калибров, что снижает затраты на изготовление прокатных валков и привалковой арматуры;- reduction of the total number of required calibers by combining the functions of an open symmetrical rail caliber and the first control caliber, which reduces the cost of manufacturing rolls and welding reinforcement;

- уменьшение количества калибров, которые необходимо разместить на валках черновой клети, что позволит или использовать валки с меньшей длиной и диаметром бочки, или разместить на тех же валках дополнительный (запасной) калибр, имеющий повышенный износ и сократить тем самым коэффициент расхода прокатных валков;- reduction in the number of passes that must be placed on the rolls of the roughing stand, which will allow either using rolls with a shorter barrel diameter and length, or placing an additional (spare) pass on the same rolls, which has increased wear and thereby reduce the consumption coefficient of rolling rolls;

- увеличение производительности стана за счет уменьшения количества проходов в черновой клети дуо и уменьшения, таким образом, такта прокатки в черновой клети, что приведет к выравниванию и общему сокращению тактов прокатки в черновой клети и непрерывной реверсивной чистовой группе;- increasing the productivity of the mill by reducing the number of passes in the duo roughing stand and thus reducing the rolling cycle in the roughing stand, which will lead to alignment and an overall reduction in rolling cycles in the roughing stand and continuous reversing finishing group;

- повышение температуры прокатки в непрерывной реверсивной группе за счет снижения такта прокатки в черновой клети и передачи из черновой клети раската с более массивным, а значит и более горячим поперечным сечением.- an increase in the rolling temperature in the continuous reversing group due to a decrease in the rolling cycle in the roughing stand and transfer from the roughing stand of the roll with a more massive, and hence hotter cross section.

Недостаток данного способа заключается в том, что изменение калибровки в черной клети не обеспечивает повышение точности по длине одного рельса.The disadvantage of this method is that changing the gauge in the black stand does not improve the accuracy along the length of one rail.

Известен способ прокатки (аналог изобретения) для увеличения производительности непрерывных реверсивных прокатных станов и улучшения качества железнодорожных рельсов, который включает получение в обжимной и черновой реверсивных клетях чернового рельсового раската и дальнейшую его прокатку в чистовой непрерывной реверсивной группе клетей. 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 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 четырех универсальный четырехвалковый калибр - вспомогательный двухвалковый калибр - универсальный четырехвалковый калибр - универсальный трехвалковый калибр [RU 2429090 С1. Способ прокатки рельсов. Опубликовано 20.09.2011. Бюл. №26].A known method of rolling (similar to the invention) to increase the productivity of continuous reversing rolling mills and improve the quality of railway rails, which includes obtaining in the swaging and roughing reversing stands of rough rail rolling and its further rolling in the finishing continuous reversing group of stands. The reduction in the number of skipped stands (idle passes), the compact arrangement of the mill equipment, the increase in the temperature of the end of rolling is ensured by the fact that in the finishing continuously reversible group of stands, the roll is set from the rear side, against the rolling direction and rolled in two passes using the system in the first pass calibers: universal four-roll caliber - auxiliary two-roll caliber - universal four-roll caliber; in the second pass of the caliber system: universal four-universal four-roll caliber - auxiliary two-roll caliber - universal four-roll caliber - universal three-roll caliber [RU 2429090 C1. Rail rolling method. Published on 20.09.2011. Bull. No. 26].

Предлагаемая последовательность прокатки рельсов в чистовой непрерывной реверсивной группе клетей позволяет увеличить производительность стана за счет уменьшения числа проходов в непрерывной реверсивной группе клетей до двух и повысить температуру конца прокатки вследствие уменьшения затрат времени на прокатку и реверсирование раската.The proposed sequence of rolling rails in the finishing continuous reversing group of stands makes it possible to increase the productivity of the mill by reducing the number of passes in the continuous reversing group of stands to two and to increase the temperature of the end of rolling due to the reduction in the time spent on rolling and reversing the roll.

Изменение последовательности прокатки раската в чистовой группе клетей позволяет повысить температуру конца прокатки, но не позволяет получать одинаковую температуру конца прокатки по длине проката.Changing the rolling sequence of rolled stock in the finishing group of stands makes it possible to increase the temperature of the end of rolling, but does not allow obtaining the same temperature of the end of rolling along the length of the rolled stock.

Известен способ прокатки на стане с непрерывной реверсивной группой клетей ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», принятый за прототип.A known method of rolling on a mill with a continuous reversible group of stands JSC "EVRAZ ZSMK", taken as a prototype.

Последовательность расположения прокатных клетей стана показана на фиг. 1. На валках обжимной клети I расположены три тавровых калибра, а также ящичные калибры для получения из исходной непрерывнолитой заготовки раската прямоугольного сечения, задаваемого в первый тавровый калибр. В черновой клети II производится разрезка полученного таврового профиля в закрытом разрезном калибре и дальнейшая прокатка вначале в закрытом рельсовом калибре, а затем в открытом рельсовом калибре с целью получения профиля симметричного относительно горизонтальной оси прокатки в универсальных клетях [Развитие оборудования для производства рельс высокоскоростных железных дорог / Белолипецкая Е.С., Соловьев В.Н. // Сборник материалов областного профильного семинара «Школа молодых ученых» по проблемам технических наук. Липецк: Издательство Липецкого государственного технического университета, 2019. С 9-12].The sequence of the rolling stands of the mill is shown in Fig. 1. On the rolls of the crushing stand I there are three tee calibers, as well as box calibers for obtaining from the initial continuously cast billet a rectangular cross-section roll, specified in the first tee caliber. In the rough stand II, the resulting T-section is cut in a closed slitting pass and further rolling is carried out first in a closed rail pass and then in an open rail pass in order to obtain a profile symmetrical about the horizontal axis of rolling in universal stands [Development of equipment for the production of high-speed rail / Belolipetskaya E.S., Solovyov V.N. // Collection of materials of the regional specialized seminar "School of young scientists" on the problems of technical sciences. Lipetsk: Lipetsk State Technical University Publishing House, 2019. P. 9-12].

В непрерывной реверсивной группе клетей (III) прокатка производится за три прохода. В 1-ом проходе используется универсальная клеть УК1 и вспомогательная клеть ВК, у которой на линии прокатки установлен черновой контрольный калибр для обжатия высоты фланцев, полученных в УК1. Клеть УК2 не участвует в прокатке: валки ее автоматически разводятся нажимным устройством, пропуская раскат без обжатия.In a continuous reversible group of stands (III), rolling is performed in three passes. In the 1st pass, a universal stand UK1 and an auxiliary stand VK are used, in which a rough control gauge is installed on the rolling line to reduce the height of the flanges obtained in UK1. Stand UK2 does not participate in rolling: its rolls are automatically spread by a pressure device, passing the roll without compression.

После первого прохода клеть ВК выводится с линии прокатки. Во 2-ом проходе, после реверса непрерывной группы клетей стана, раскат получает обжатие только в клети УК1. В 3-ем проходе после поджатая валков в клетях УК1 и УК2 используются все три клети непрерывной группы, причем во вспомогательной клети ВК на линию прокатки устанавливаются предчистовой контрольный калибр. Таким образом, раскат деформируется за 4 прохода в универсальных клетях УК1 и УК2 и за 2 прохода в контрольных калибрах вспомогательной клети ВК. В клети УКЗК (IV) производится горячее калибрование готового профиля за один проход. Цель калибрования - повышение точности размеров поперечного сечения рельса и получение одинаковых размеров рельса по длине, что снижает расход металла. После прокатки рельс подвергается дифференцированному охлаждению по сечению рельса.After the first pass, the VK stand is removed from the rolling line. In the 2nd pass, after the reversal of the continuous group of mill stands, the roll is reduced only in the UK1 stand. In the 3rd pass, after the preloaded rolls in stands UK1 and UK2, all three stands of the continuous group are used, and in the auxiliary stand VK, a pre-finishing control pass is installed on the rolling line. Thus, the roll is deformed in 4 passes in the universal stands UK1 and UK2 and in 2 passes in the control passes of the auxiliary stand VK. In the UKZK stand (IV), hot calibration of the finished profile is performed in one pass. The purpose of calibration is to increase the accuracy of the dimensions of the cross section of the rail and obtain the same dimensions of the rail along the length, which reduces the consumption of metal. After rolling, the rail is subjected to differential cooling over the rail section.

Однако на размеры готовой рельсовой продукции оказывает влияние не только точность и форма калибров, схема калибровки (последовательность деформации в калибрах), но и температурные условия получения размеров рельсы.However, the dimensions of the finished rail product are influenced not only by the accuracy and shape of the gauges, the calibration scheme (sequence of deformation in gauges), but also by the temperature conditions for obtaining rail dimensions.

Прокатка основной части заготовки во всех клетях непрерывной реверсивной группы клетей ведется на постоянной скорости. В частности, вначале третьего прохода передний конец раската проходит межклетевые промежутки с постоянной, заправочной скоростью прокатки, соответствующей моменту времени окончания разгона валков и начала захвата металла валками при частоте вращения валков n_y1, n_y2, n_y3соответственно (фиг. 2). Разгон валков с раскатом до рабочей скорости начинается одновременно во всех трех клетях группы после того, как передний конец раската на заправочной скорости пройдет все межклетевые промежутки и достигнет последней клети. Скорости по клетям различаются пропорционально коэффициентам вытяжки раската в клетях.Rolling of the main part of the billet in all stands of the continuous reversible group of stands is carried out at a constant speed. In particular, at the beginning of the third pass, the front end of the roll passes the inter-stand gaps with a constant, filling rolling speed corresponding to the time of the end of the roll acceleration and the beginning of the metal capture by the rolls at a roll speed of n _y1 , n _y2 , n _y3 , respectively (Fig. 2). Acceleration of rolls with roll to operating speed begins simultaneously in all three stands of the group after the front end of roll at filling speed passes through all inter-stand gaps and reaches the last stand. The speeds in the stands differ in proportion to the stretching ratios of the roll in the stands.

При достижении рабочей скорости, соответственно n_n1, n_n2, n_n3 по клетям, прокатка основной части раската проводится с постоянной скоростью. Замедление валков с раскатом начинается одновременно во всех клетях группы после окончания прокатки с максимальной скоростью в первой клети.Upon reaching the operating speed, respectively, n _n1 , n _n2 , n _n3 on the stands, the rolling of the main part of the roll is carried out at a constant speed. Slowing down of the rolls with rolling begins simultaneously in all the stands of the group after the end of rolling at the maximum speed in the first stand.

Во время прокатки металл раската остывает. Существенная длина заготовки при производстве рельсы длиной 100 м приводит к образованию «температурного клина» - снижению температуры конца прокатки по длине рельсы во время прокатки в клети УКЗК.During rolling, the rolled metal cools down. A significant length of the billet during the production of a rail 100 m long leads to the formation of a "temperature wedge" - a decrease in the temperature of the end of rolling along the length of the rail during rolling in the UKZK stand.

Образование температурного клина обусловлено более длительным охлаждением заднего конца раската, по сравнению с передним, перед последним проходом. Определение изменения температуры элементов рельсы по клетям стана проводится методами математического моделирования [Шварц Д.Л. Исследование температурных условий прокатки длинномерных рельсов на универсальном рельсобалочном стане / Е.О. Скосарь, В.А. Шилов, Д.Л. Шварц // Производство проката. - 2012. - №11. - С. 7-11].The formation of a temperature wedge is due to the longer cooling of the rear end of the roll, compared to the front, before the last pass. The determination of the change in the temperature of the rail elements along the mill stands is carried out by the methods of mathematical modeling [Schwartz D.L. Investigation of temperature conditions for rolling long rails on a universal rail and beam mill / E.O. Skosar, V.A. Shilov, D.L. Schwartz // Production of rolled products. - 2012. - No. 11. - S. 7-11].

Расчет в разных сечениях рельсы позволяет оценить изменение температуры по длине проката (фиг. 3). Для рассматриваемого состава оборудования и схемы прокатки рельс, различие температуры шейки по длине проката может составлять 75°С (AT) в калибровочной клети. Следовательно, в калибровочной клети получаем одинаковый размер рельса, но при разных температурах. При дальнейшем охлаждении до комнатной температуры переднего и заднего концов рельсы разность температур может приводить к образованию разности высоты переднего и заднего концов рельсы, а также микроструктуры при дифференцированном упрочнении.The calculation in different sections of the rail makes it possible to estimate the change in temperature along the length of the rolled product (Fig. 3). For the considered composition of the equipment and the scheme of rail rolling, the temperature difference of the neck along the length of the rolled product can be 75°C (AT) in the sizing stand. Consequently, in the calibration stand we obtain the same rail size, but at different temperatures. With further cooling to room temperature of the front and rear ends of the rail, the temperature difference can lead to the formation of a height difference between the front and rear ends of the rail, as well as a microstructure during differential hardening.

Рассмотрим возможность образования разности высоты переднего и заднего концов рельсы на примере наиболее востребованного типоразмера рельс Р65.Let us consider the possibility of forming a difference in the height of the front and rear ends of the rail using the example of the most popular standard size of the R65 rail.

Рельсы длиной 100 м служат основой бесстыкового пути, в котором рельсы соединяют сваркой. ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» выпускает рельсы железнодорожные широкой колеи Р65 дифференцированно термоупрочненные с прокатного нагрева длиной 12,5; 25 и 100 м. В том числе рельсы категории ДТ350 ВС - рельсы с улучшенными геометрическими параметрами для движения поездов со скоростью более 200 км/ч.Rails 100 m long serve as the basis for a seamless track, in which the rails are joined by welding. JSC EVRAZ ZSMK produces railroad rails of broad gauge R65 differentially heat-strengthened from rolling heating with a length of 12.5; 25 and 100 m. Including rails of the DT350 VS category - rails with improved geometric parameters for the movement of trains at a speed of more than 200 km/h.

Важным параметром рельсы с улучшенными геометрическими параметрами является высота рельс. Отклонения сварных стыков рельсов от прямолинейности в виде горбов по поверхности катания головки в вертикальной плоскости и по боковой рабочей грани головки в горизонтальной плоскости на длине 1 м после шлифования не должны превышать 0,2 мм для железнодорожных путей скоростного и высокоскоростного движения [Положение о системе ведения рельсового хозяйства ОАО «РЖД». Утверждено распоряжением №2334р ОАО «РЖД» от 31 октября 2013 г., ТУ 0921-323-01124323-2014. Рельсы железнодорожные типа Р65 категории ДТ370ИК производства ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», сваренные электроконтактным способом].An important parameter of a rail with improved geometrical parameters is the height of the rail. Deviations of welded rail joints from straightness in the form of humps along the head rolling surface in the vertical plane and along the side working edge of the head in the horizontal plane over a length of 1 m after grinding should not exceed 0.2 mm for high-speed and high-speed railways [Regulations on the reference system rail facilities of Russian Railways. Approved by order No. 2334r of Russian Railways dated October 31, 2013, TU 0921-323-01124323-2014. Railroad rails of the R65 type, category DT370IK, manufactured by EVRAZ ZSMK OJSC, welded by electrocontact method].

При более высоком отклонении на стыке при сваривании двух рельс образуется небольшое возвышение, которое в процессе эксплуатации способствует появлению вмятины на рельсе. Для того что бы устранить разность высоты, рельсы шлифуют в месте стыка после сварки. Если разность высоты присутствует на всех рельсах, то шлифовку приходится проводить на всех стыках, что требует дополнительных затрат. Поэтому использование калибровочной клети в составе прокатного стана существенно снижает расход металла и затраты на строительство железных дорог. Однако разность температуры по длине рельс может приводить к образованию разности высоты концов рельса именно в калибровочной клети.With a higher deviation at the junction, when two rails are welded, a slight elevation is formed, which during operation contributes to the appearance of a dent on the rail. In order to eliminate the difference in height, the rails are ground at the junction after welding. If the height difference is present on all rails, then grinding must be carried out at all joints, which requires additional costs. Therefore, the use of a sizing stand as part of a rolling mill significantly reduces metal consumption and railway construction costs. However, the temperature difference along the length of the rail can lead to the formation of a difference in the height of the ends of the rail in the calibration stand.

Определим разность высоты рельса по длине рельсы из-за разности температур шейки, так как основную долю в высоте рельсы составляет шейка рельса. Рельсы для высокоскоростных железных дорог категории ДТ350 ВС производятся из стали марки 76ХФ. Коэффициент теплового расширения (α) для стали марки 76ХФ составляет 14,8⋅10^-6 1/°С [Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др. - М.: Машиностроение, 1989.-640 с].Let us determine the difference in the height of the rail along the length of the rail due to the temperature difference of the neck, since the main share in the height of the rail is the neck of the rail. Rails for high-speed railways of the DT350 VS category are made of 76HF steel. The coefficient of thermal expansion (α) for steel grade 76HF is 14.8⋅10 ^-6 1/°C [Grade of steels and alloys / V.G. Sorokin, A.V. Volosnikova, S.A. Vyatkin and others - M .: Mashinostroenie, 1989.-640 s].

Высота рельса (Н) Р65 составляет 180 мм. [ГОСТ Р 51685-2013. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия].Rail height (H) P65 is 180 mm. [GOST R 51685-2013. Railway rails. General specifications].

Тогда разность высоты шейки по длине рельса составит:Then the difference in the height of the neck along the length of the rail will be:

ΔН = Н ⋅ α ⋅ ΔT, = 180⋅14,8⋅10^-6-75 = 0,1998 мм,ΔH \u003d H ⋅ α ⋅ ΔT, \u003d 180 14.8 10 ^-6 -75 \u003d 0.1998 mm,

где Н - высота рельса;where H is the height of the rail;

α - коэффициент теплового расширения;α - coefficient of thermal expansion;

ΔT - разность температуры шейки по длине рельса.ΔT is the neck temperature difference along the length of the rail.

Разность высоты переднего и заднего концов рельс равна предельно допустимой, составляющей 0,2 мм.The difference in the height of the front and rear ends of the rail is equal to the maximum allowable component of 0.2 mm.

Таким образом, существенным недостатком способа-прототипа является образование различия высоты рельса по его длине, обусловленное разностью температур деформации в калибровочной клети прокатного стана. Различие по температуре сохраняется и после прокатки, при дифференцированном охлаждении рельса, что может привести к неоднородным свойствам по длине рельса.Thus, a significant disadvantage of the prototype method is the formation of differences in the height of the rail along its length, due to the difference in temperature deformation in the calibration stand of the rolling mill. The difference in temperature persists even after rolling, with differential cooling of the rail, which can lead to non-uniform properties along the length of the rail.

Рассмотренные выше способы производства рельсов направлены на повышение температуры конца прокатки, точности формы и геометрических размеров сечений рельсы. Однако общим недостатком существующих способов прокатки на станах с непрерывной реверсивной группой клетей является то, что не учитывается влияние изменения температуры конца прокатки по длине одной рельсы на точность геометрических размеров по длине рельсы.The above methods for the production of rails are aimed at increasing the temperature of the end of rolling, the accuracy of the shape and geometric dimensions of the sections of the rails. However, a common drawback of the existing methods of rolling on mills with a continuous reversible group of stands is that the effect of changing the temperature of the end of rolling along the length of one rail on the accuracy of geometric dimensions along the length of the rail is not taken into account.

Получение рельс с одинаковой по длине высоты профиля позволит:Obtaining rails with the same profile height along the length will allow:

- уменьшить затраты на шлифовку стыков рельс;- reduce the cost of grinding rail joints;

- ускорить монтаж рельсового пути;- accelerate the installation of the rail track;

- повысить потребительский спрос и конкурентоспособность рельс длиной 100 м для высокоскоростных железных дорог.- increase consumer demand and competitiveness of 100 m long rails for high-speed railways.

Для устранения разности высоты по длине готового рельса необходимо исключить образование разности температуры рельса по длине во время прокатки в калибровочной клети. Иными словами, нужно изменить технологию прокатки так, чтобы температура конца прокатки на всех участках по длине одной рельсы была одинакова для повышения точности размеров рельс.To eliminate the height difference along the length of the finished rail, it is necessary to exclude the formation of a temperature difference along the length of the rail during rolling in the sizing stand. In other words, it is necessary to change the rolling technology so that the temperature of the end of rolling in all sections along the length of one rail is the same in order to improve the accuracy of rail dimensions.

Для решения данной проблемы предлагается использовать похожее техническое решение, применяемое в листопрокатном производстве при прокатке горячекатаных тонких полос.To solve this problem, it is proposed to use a similar technical solution used in sheet-rolling production when rolling hot-rolled thin strips.

Известен способ горячей прокатки полос с ускорением на станах с непрерывной группой клетей (аналог изобретения).A known method of hot rolling strips with acceleration on mills with a continuous group of stands (similar to the invention).

Например, в состав оборудования непрерывного широкополосного стана горячей прокатки полос 2000 ПАО «НЛМК» входит двенадцать клетей, разделенных на две группы клетей - черновую и чистовую. Черновая включает 5 последовательно расположенных клетей, а чистовая - 7 клетей, образующих непрерывную группу. Черновая и чистовая группы клетей разделены промежуточным рольгангом, на котором умещается раскат.[Грудев А.П. Технология прокатного производства. Учебник для вузов / А.П. Грудев, Л.Ф. Машкин, М.И.Ханин. - М.: Металлургия, 1994, с. 361-362; Беняковский М.А. Технология прокатного производства. В 2-х книгах: Справочник // М.А. Беняковский, К.Н.Богоявленский, А.И.Виткин и др. - М.: Металлургия, 1991. 864 с. (с. 574-575)].For example, the equipment of NLMK's continuous wide strip hot rolling mill 2000 includes twelve stands divided into two groups of stands - roughing and finishing. The roughing one includes 5 consecutive stands, and the finishing one - 7 stands forming a continuous group. Roughing and finishing groups of stands are separated by an intermediate roller table, on which the roll fits. [Grudev A.P. rolling technology. Textbook for universities / A.P. Grudev, L.F. Mashkin, M.I.Khanin. - M.: Metallurgy, 1994, p. 361-362; Benyakovsky M.A. rolling technology. In 2 books: Handbook // M.A. Benyakovsky, K.N. Bogoyavlensky, A.I. Vitkin and others - M.: Metallurgy, 1991. 864 p. (pp. 574-575)].

На непрерывном широкополосном стане горячей прокатки (НШСГП) нагретый в печах сляб прокатывают в черновой группе клетей до промежуточной толщины раската. Раскат транспортируют к чистовой непрерывной группе по промежуточному рольгангу. Затем раскат задают в чистовую группу клетей, где обжимают его в полосу заданной толщины. Прокатанная полоса по отводящему рольгангу транспортируется к группе моталок, где сматывается в рулон.On a continuous wide-strip hot rolling mill (NSHSGP), the slab heated in furnaces is rolled in a roughing group of stands to an intermediate roll thickness. The roll is transported to the finishing continuous group along the intermediate roller table. Then the roll is set in the finishing group of stands, where it is compressed into a strip of a given thickness. The rolled strip is transported along the discharge roller table to a group of winders, where it is wound into a roll.

При движении по промежуточному рольгангу раскат остывает. Причем задний конец полосы остывает дольше, чем передний, что приводит к уменьшению температуры конца прокатки от переднего конца к заднему по длине полосы. Такое снижение температуры конца прокатки по длине полосы от переднего к заднему концу принято называть «температурным клином». Для устранения температурного клина используется прокатка с ускорением в чистовой непрерывной группе клетей при прокатке слябов большой массы. При этом сокращается время нахождения заднего конца раската на промежуточном рольганге и происходит разогрев металла из-за большей скорости деформации. Величина деформации по коэффициенту вытяжки находится в интервале от 7 до 10 при производстве тонких полос.When moving along the intermediate roller table, the roll cools down. Moreover, the rear end of the strip cools down longer than the front, which leads to a decrease in the temperature of the end of rolling from the front end to the rear along the length of the strip. Such a decrease in the temperature of the end of rolling along the length of the strip from the front to the rear end is commonly called the "temperature wedge". To eliminate the temperature wedge, rolling with acceleration is used in the finishing continuous group of stands when rolling slabs of large mass. At the same time, the time spent by the rear end of the roll on the intermediate roller table is reduced and the metal is heated due to the higher strain rate. The amount of deformation according to the drawing ratio is in the range from 7 to 10 in the production of thin strips.

Температуру конца прокатки поддерживают одинаковой по длине полосы во время прокатки для получения стабильных механических и металлографических характеристик по длине проката. Вначале прокатку ведут на заправочной скорости, обеспечивающей получение требуемой величины температуры конца прокатки на переднем конце полосы. После выхода переднего конца полосы из чистовой группы, или после заправки полосы в моталку, скорость прокатки постепенно увеличивается с некоторым ускорением, обеспечивающим постоянную по длине полосы температуру конца прокатки.The temperature at the end of rolling is kept constant along the length of the strip during rolling in order to obtain stable mechanical and metallographic characteristics along the length of the rolled product. Initially, rolling is carried out at a filling speed that ensures that the required end-of-roll temperature at the front end of the strip is obtained. After the front end of the strip leaves the finishing group, or after the strip is loaded into the coiler, the rolling speed gradually increases with some acceleration, which ensures a constant temperature of the end of rolling along the length of the strip.

В предлагаемом способе производства рельсов предлагается повысить точность высоты профиля по длине рельсы за счет обеспечения постоянной температуры конца прокатки в калибровочной клети.In the proposed method for the production of rails, it is proposed to improve the accuracy of the height of the profile along the length of the rail by ensuring a constant temperature at the end of rolling in the sizing stand.

Сущность изобретения в следующем. Во время прокатки в калибровочной клети переднего конца рельсы, задний конец остывает на рольганге между непрерывной реверсивной группой клетей и калибровочной клетью. В результате образуется «температурный клин» - температура переднего конца рельсы выше температуры заднего конца рельсы. Разность температур приводит к формированию разности по высоте профиля готовой рельсы в холодном состоянии. «Разогреть» полосу за счет увеличения скорости деформации при прокатке с ускорением в калибровочной клети невозможно из-за малой величины деформации. Поэтому предлагается заранее, в непререрывной группе клетей создать «обратный температурный клин». Обратный температурный клин - увеличение температуры по длине проката от переднего конца к заднему концу рельсы. Величина обратного температурного клина должна быть такой, чтобы при прокатке в калибровочной клети задний конец остывал до температуры равной температуре переднего конца рельсы. С этой целью прокатка в последнем проходе в непрерывной реверсивной группе проводится с ускорением, обеспечивающим «обратный температурный клин» по длине раската по температуре шейки. В остальных проходах прокатка может вестись без ускорения, так как при реверсировании изменение температуры по длине раската нивелируется.The essence of the invention is as follows. During rolling in the sizing stand of the front end of the rail, the rear end cools down on the roller table between the continuous reversible group of stands and the sizing stand. As a result, a "temperature wedge" is formed - the temperature of the front end of the rail is higher than the temperature of the rear end of the rail. The temperature difference leads to the formation of a difference in the height of the profile of the finished rail in the cold state. It is impossible to “heat up” the strip by increasing the strain rate during accelerated rolling in the sizing stand due to the low strain. Therefore, it is proposed to create a "reverse temperature wedge" in advance, in a continuous group of stands. Reverse temperature wedge - an increase in temperature along the length of the rolled product from the front end to the rear end of the rail. The value of the reverse temperature wedge should be such that when rolling in the gauge stand, the rear end cools down to a temperature equal to the temperature of the front end of the rail. For this purpose, rolling in the last pass in a continuous reversing group is carried out with acceleration, providing a "reverse temperature wedge" along the length of the roll according to the temperature of the neck. In the remaining passes, rolling can be carried out without acceleration, since the change in temperature along the length of the roll is leveled out during reversal.

Предлагаемый способ прокатки рельс с ускорением в непрерывной реверсивной группе клетей имеет следующие отличия от способа прокатки полос с ускорением в непрерывной группе клетей.The proposed method for rolling rails with acceleration in a continuous reversible group of stands has the following differences from the method for rolling strips with acceleration in a continuous group of stands.

Первое отличие заявляемого способа прокатки рельсы в том, что прокатка с ускорением при производстве листа используется для обеспечения одинаковых механических свойств по длине полос, а в предлагаемом способе - для обеспечения одинаковой высоты по длине рельсы.The first difference of the proposed method of rolling rails is that accelerated rolling is used in sheet production to ensure the same mechanical properties along the length of the strips, and in the proposed method - to ensure the same height along the length of the rail.

Второе отличие прокатки рельс от прокатки полос - невозможность получения одинаковой температуры по поперечному сечению изделия. Полоса в сечении представляет собой прямоугольник, температура по сечению которого примерно одинакова. Рельсы имеют сложное строение поперечного сечения. Рельс в поперечном сечении состоит из трех элементов: головки, шейки и подошвы. Каждый элемент имеет разные размеры и охлаждается с разной скоростью, что делает получение одинаковой температуры в поперечном сечении невозможным. Кроме того, получение одинаковой температуры конца прокатки по длине полос происходит не только за счет сокращения времени нахождения заднего конца раската на промежуточном рольганге, но и разогрева металла из-за большей скорости деформации, в то время как рельс является объемным изделием, поэтому разогрев от деформации и снижение температуры его элементов не могут быть одинаковыми. Поэтому термин «температура конца прокатки» для рельсы не применим без уточнения.The second difference between rail rolling and strip rolling is the impossibility of obtaining the same temperature over the cross section of the product. The strip in the cross section is a rectangle, the temperature over the cross section of which is approximately the same. The rails have a complex cross-sectional structure. The rail in cross section consists of three elements: head, neck and sole. Each element has different dimensions and cools at a different rate, which makes it impossible to obtain the same temperature across the cross section. In addition, obtaining the same temperature at the end of rolling along the length of the strips occurs not only by reducing the time spent by the rear end of the roll on the intermediate roller table, but also by heating the metal due to the higher strain rate, while the rail is a bulk product, so heating from deformation and the temperature reduction of its elements cannot be the same. Therefore, the term "end-of-roll temperature" for a rail is not applicable without clarification.

Третье отличие обусловлено разными принципами получения постоянной температуры конца прокатки, которые определяются принципиально другим составом оборудования и технологией производства. На НШСГП деформация завершается в чистовой группе, а на рельсовом стане деформация в чистовой непрерывной реверсивной группе не завершается. Прокатка завершается в отдельно стоящей калибровочной клети, где необходимо обеспечить постоянную по длине рельсы температуру конца прокатки. В отличие от НШСГП, где окончательная деформация проводится с коэффициентом вытяжки 7-10, в калибровочной клети деформация небольшая (коэффициент вытяжки 1,07-1,10) и существенного разогрева не происходит, что не позволит повысить температуру конца прокатки за счет ее ускорения в последней клети стана.The third difference is due to different principles for obtaining a constant temperature at the end of rolling, which are determined by a fundamentally different composition of equipment and production technology. At NShSGP, the deformation is completed in the finishing group, and on the rail mill, the deformation in the finishing continuous reversing group is not completed. Rolling is completed in a separate sizing stand, where it is necessary to ensure a constant temperature of the end of rolling along the length of the rail. In contrast to the NSHSHP, where the final deformation is carried out with an elongation ratio of 7-10, in the sizing stand the deformation is small (the elongation ratio is 1.07-1.10) and there is no significant heating, which will not allow increasing the temperature of the end of rolling due to its acceleration in the last stand of the mill.

Четвертое отличие - прокатка рельсы в непрерывной реверсивной группе клетей проводится в реверсивном режиме, а в непрерывной группе НШСГП - в одном направлении.The fourth difference is that the rolling of rails in a continuous reversible group of stands is carried out in a reverse mode, and in a continuous group of NSSHGP - in one direction.

Технически прокатка с ускорением реализуется следующим образом. Как и в способе-прототипе, передний конец раската проходит межклетевые промежутки с постоянной, заправочной скоростью прокатки, соответствующей моменту времени окончания разгона валков и начала захвата металла валками при частоте вращения валков n_y1, n_y2, n_y3соответственно. Разгон валков с раскатом до рабочей скорости начинается одновременно во всех клетях группы после того, как передний конец раската на заправочной скорости пройдет все межклетевые промежутки и достигнет последней клети. Скорости по клетям различаются пропорционально коэффициентам вытяжки раската в клетях.Technically, rolling with acceleration is implemented as follows. As in the prototype method, the front end of the roll passes inter-stand gaps with a constant filling speed of rolling, corresponding to the time of the end of the acceleration of the rolls and the beginning of the capture of the metal by the rolls at a frequency of rotation of the rolls n _y1 , n _y2 , n _y3 respectively. Acceleration of the rolls with a roll to the operating speed begins simultaneously in all the stands of the group after the front end of the roll at the filling speed passes all the inter-stand gaps and reaches the last stand. The speeds in the stands differ in proportion to the stretching ratios of the roll in the stands.

В отличие от прототипа, рабочая скорость n_p1, n_p2, n_p3 меньше максимально возможной n_n1, n_n2, n_n3. От рабочей скорости до максимальной прокатка основной части раската проводится с ускорением, обеспечивающим по длине рельсы «обратный температурный клин» по температуре шейки. Обратный температурный клин - увеличение температуры по длине проката от переднего конца к заднему концу рельсы. Ускорение и рабочая скорость выбираются таким образом, чтобы к окончанию прокатки основной части раската скорость равнялась максимально возможной. Замедление валков с полосой до скорости выпуска раската n_з1, n_з2, n_з3 должно начинаться одновременно во всех клетях группы после окончания прокатки с максимальной скоростью в первой клети (фиг. 4).Unlike the prototype, the operating speed n _p1 , n _p2 , n _p3 is less than the maximum possible n _n1 , n _n2 , n _n3 . From the operating speed to the maximum, the rolling of the main part of the roll is carried out with acceleration, which provides a “reverse temperature wedge” along the length of the rail in terms of the temperature of the neck. Reverse temperature wedge - an increase in temperature along the length of the rolled product from the front end to the rear end of the rail. Acceleration and operating speed are chosen in such a way that by the end of the rolling of the main part of the roll, the speed is equal to the maximum possible. The slowdown of the rolls with the strip to the release speed of the roll n _z1 , n _z2 , n _z3 should begin simultaneously in all the stands of the group after rolling with a maximum speed in the first stand (Fig. 4).

Величина максимальной скорости прокатки определяется технической возможностью стана и условием обеспечения требуемой температуры конца прокатки рельсы. Ожидаемая величина ускорения, на основе опыта прокатки толстых полос на НШСГП, составит 0,005-0,010 м/с.Величина обратного температурного клина должна обеспечивать одинаковую температуру шейки по длине рельса (температуру конца прокатки) в калибровочной клети для получения одинаковой высоты по длине рельсы.The value of the maximum rolling speed is determined by the technical capability of the mill and the condition for ensuring the required temperature at the end of the rolling of the rail. The expected value of acceleration, based on the experience of rolling thick strips at the NSHSHP, will be 0.005–0.010 m/s.

Данный способ не исключает, при технической возможности, прокатку с ускорением в калибровочной клети. Прокатка в калибровочной клети с ускорением сократит время остывания заднего конца раската перед клетью и позволит уменьшить величину ускорения в последнем проходе в чистовой непрерывной реверсивной группе клетей.This method does not exclude, if technically possible, rolling with acceleration in the sizing stand. Rolling in the calibration stand with acceleration will reduce the cooling time of the rear end of the roll in front of the stand and will reduce the amount of acceleration in the last pass in the finishing continuous reversible group of stands.

Заявляемый способ применим при различных схемах калибровки валков клетей и стана в целом.The inventive method is applicable for various schemes for sizing the rolls of the stands and the mill as a whole.

Второй вариант прокатки направлен на решение задачи получения одинаковых свойств по длине рельсы. Прокатка также проводится с ускорением, но в качестве целевой (температуры конца прокатки) контролируется температура головки рельсы. Постоянная температура головки рельса в начальный момент дифференцированного охлаждения позволит получать одинаковые свойства по длине рельсы.The second version of rolling is aimed at solving the problem of obtaining the same properties along the length of the rail. Rolling is also carried out with acceleration, but the temperature of the rail head is controlled as the target (temperature of the end of rolling). The constant temperature of the rail head at the initial moment of differential cooling will make it possible to obtain the same properties along the length of the rail.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

На фиг. 1 приведена последовательность расположения прокатных клетей стана: I - реверсивная обжимная клеть; II - черновая реверсивная клеть; III - непрерывная реверсивная группа клетей; IV - калибровочная нереверсивная клеть; УК1 - первая универсальная клеть; ВК -вспомогательная клеть; УК2 - вторая универсальная клеть; УКЗК - третья универсальная клеть - калибровочная.In FIG. 1 shows the sequence of the rolling stands of the mill: I - reversible swaging stand; II - rough reversible stand; III - continuous reversible group of stands; IV - calibration non-reversible stand; UK1 - the first universal stand; VK - auxiliary stand; UK2 - the second universal stand; UKZK - the third universal stand - calibration.

На фиг. 2 приведены параметры третьего прохода в непрерывной реверсивной клети при прокатке основной части раската без ускорения: n_у1, n_y2, n_y3- частота вращения валков в момент захвата раската; n_n1, n_n2, n_n3 -частота вращения валков в период прокатки основной части раската; n_з1, n_з2, n_з3 - частота вращения валков в момент выпуска раската; τ_p1 - время разгона валков клети УК1 до скорости захвата; τ_у - время разгона непрервной группы клетей до рабочей скорости; τ_п1 - время прокатки основной части раската на постоянной скорости; τ_з - время замедления непрервной группы клетей до скорости выпуска раската; τ_зп1 - время прокатки раската на заправочной скорости в клети УК1; τ_м3 - время прокатки раската в клети УК2 до момента выпуска раската из клети УК1; τ_вп3 - время выпуска раската из непрерывной группы; τ_о3 - время торможения клети УК2 до остановки; τ_ост - время паузы на реверс клетей; Т₃ - время третьего прохода.In FIG. 2 shows the parameters of the third pass in a continuous reversing stand when rolling the main part of the roll without acceleration: n _y1 , n _y2 , n _y3 - the frequency of rotation of the rolls at the moment of gripping the roll; n _n1 , n _n2 , n _n3 - the frequency of rotation of the rolls during the rolling of the main part of the roll; n _z1 , n _z2 , n _z3 - the frequency of rotation of the rolls at the time of release of the roll; τ _p1 - the acceleration time of the rolls of the stand UK1 to the capture speed; τ _y is the acceleration time of a continuous group of stands to the operating speed; τ _p1 - rolling time of the main part of the roll at a constant speed; τ _C - slowdown time continuous group of stands to the release speed of the roll; τ _cp1 - rolling time of the roll at the filling speed in the stand UK1; τ _m3 is the time of rolling the rolled stock in the stand UK2 until the release of the rolled product from the stand UK1; τ _vp3 - time of release of the roll from a continuous group; τ _o3 - deceleration time of stand CC2 to stop; τ _ost - pause time for reversing the stands; T ₃ - time of the third pass.

На фиг. 3 представлены результаты расчета температур элементов рельсы по проходам, с нумерацией проходов от последнего.In FIG. 3 shows the results of calculating the temperatures of the rail elements by passages, with the passages numbered from the last one.

На фиг. 4 приведены параметры третьего прохода в непрерывной реверсивной клети при прокатке основной части раската с ускорением: n_у1, n_y2, n_y3- частота вращения валков в момент захвата раската; n_n1, n_n2, n_n3 -частота вращения валков в период прокатки основной части раската; n_з1, n_з2, n_з3 - частота вращения валков в момент выпуска раската; τ_p1 - время разгона валков клети УК1 до скорости захвата; τ_у - время разгона непрервной группы клетей до рабочей скорости; τ_п1 - время прокатки основной части раската на постоянной скорости; τ_з - время замедления непрервной группы клетей до скорости выпуска раската; τ_зп1 - время прокатки раската на заправочной скорости в клети УК1; τ_м3 - время прокатки раската в клети УК2 до момента выпуска раската из клети УК1; τ_вп3 - время выпуска раската из непрерывной группы; τ_о3 - время торможения клети УК2 до остановки; τ_ост - время паузы на реверс клетей; Т₃ - время третьего прохода.In FIG. 4 shows the parameters of the third pass in a continuous reversing stand when rolling the main part of the roll with acceleration: n _у1 , n _y2 , n _y3 - the frequency of rotation of the rolls at the moment of gripping the roll; n _n1 , n _n2 , n _n3 - the frequency of rotation of the rolls during the rolling of the main part of the roll; n _z1 , n _z2 , n _z3 - the frequency of rotation of the rolls at the time of release of the roll; τ _p1 - the acceleration time of the rolls of the stand UK1 to the capture speed; τ _y is the acceleration time of a continuous group of stands to the operating speed; τ _p1 - rolling time of the main part of the roll at a constant speed; τ _C - slowdown time continuous group of stands to the release speed of the roll; τ _cp1 - rolling time of the roll at the filling speed in the stand UK1; τ _m3 is the time of rolling the rolled stock in the stand UK2 until the release of the rolled product from the stand UK1; τ _vp3 - time of release of the roll from a continuous group; τ _o3 - deceleration time of stand CC2 to stop; τ _ost - pause time for reversing the stands; T ₃ - time of the third pass.

Claims

1. A method for rolling a rail on a mill with a continuous reversible group of stands, including obtaining an intermediate rail bar in the reversible roughing stands and its further rolling in a continuous reversible group of stands and a sizing stand, characterized in that the rolling of the main part of the intermediate rail bar in a continuous reversible group of stands is carried out with acceleration in the last pass, providing a "reverse temperature wedge" along the length of the rail in terms of the temperature of the rail neck, and rolling in the calibration stand is carried out with the provision at the end of rolling of the same temperature of the neck along the length of the finished rail to obtain the same height along the length of the rail.

2. The method of rolling a rail according to claim 1, characterized in that rolling in the calibration stand is carried out with an acceleration that reduces the cooling time of the rear end of the roll to reduce the acceleration in the last pass in a continuous reversing group of stands.