短流程重轨生产工艺在鞍钢大型厂的应用

２００４年７月中国冶金第７期（总第８０期）短流程重轨生产工艺在鞍钢大型厂的应用杜斌贾照威（鞍钢新轧钢公司大型厂，鞍山１１４０２１）摘要经过多次扩建和改造，鞍钢大型厂的装备及技术均已达到了世界一流水平。回顾了该厂的生产历史及其改造背景，介绍了改造后的工艺流程、生产规模、产品结构以及万能轧机、平立复合矫直机等主要生产设备的性能参数，全面阚逮了短流翟重孰生产工艺在鞍钢大型厂的成功应用。关键词重轨短流程改造设备

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１前言鞍钢大型厂始建于１９３３年，是中国钢轨和大型材生产历史最为悠久的生产厂家，１９５３年１２月２６日，作为鞍钢历史上著名的“三大工程”之一重建复工。至今已有５０年的生产历史，生产技术有了很大进步，产品质量不断提高，为国家生产和提供优质重轨以及大型材近４０００万ｔ。５０年来，大型厂经过了多次扩建和改造，尤其是２００１年精整加工线改造以及２００２年１２月８日万能生产线的建成，标志着鞍钢大型厂装备水平和轧制技术已达到世界一流水平．处于国内领先地位。目前，鞍钢大型厂拥有２条热轧生产线，重轨和型材精整加工线各１条，主要产品分为：轨类钢、大型材、Ｈ型钢等三大系列．１３０多个品种规格．年生产能力可达１００万ｔ。２鞍钢大型厂生产技术回顾鞍钢大型厂１９５３年１０月２６日复工，主体轧钢设备是３架４８００横列式轧机，原设计能力年产量３０万ｔ。在全厂职工的不断努力以及技术革新、工艺改进，到１９６０年底，实际年产量已达到７０万ｔ。１９６６年１１月热轧线开始进行大修、精整线进行改造，１９６７年１月，２５ｍ重轨正式加工投产；１９８１年３月重轨全长探伤试验成功；１９８６年６月试制成功６０ｋｇ／ｍ重

　万方数据！！！里堕童——一轨；１９９１年２月试制成功Ｂｌ型电车轨，出口朝鲜；１９９３年生产创历史最高记录，全年产量达１０５万ｔ。２０世纪９０年代，面对世界新技术革命的严重挑战和激烈的市场竞争，设备与技术的落后已成为急需解决的课题。经过多次论证，１９９４年３月对主电机进行改造，引进德国西门子公司６０００ｋＷ交流电机代替原苏联直流主电机；１９９７年５月更换重轨探伤机，由德国ＫＤ公司引进，同年７月又从奥地利ＮＵＭＴＥＣ公司引进全自动重轨打印机，并对重轨加工线进行改造，更换４台组合机床，由德ＷＡＧＮＥＲＧ公司引进。装备的更新投入，取得了喜人的效果，１９９９年８月成功开发了６０ｋｇ／ｍＢＮｂＲｅ重轨，２０００年１月６０ｋｇ／ｍＰＤ３重轨试制成功并批量生产；相继５０Ｎ、ＵＩＣ６０重轨试轧成功，并批量出口。在市场经济飞速发展和国内外市场激烈竞争的新形势下，曾经作为国内型钢市场龙头企业的鞍钢大型厂，面对国内外同行后来居上的挑战，终于踏上了鞍钢实现三步走战略的“十五”技改列车。通过充分的论证，制定了实施大规模技术改造，使企业重新焕发青春的战略。为此，坚持以“高起点、低投入、快产出、高效益”为技改方针的短流程重轨、Ｈ型钢万能生产线改造工程揭开了序幕。３短流程重轨生产工艺在鞍钢大型厂的应用轧制技术是型钢生产的重要一环，直接影响产品的质量和综合力学性能，高精度的轧制技术是获得优质产品的保证。单就重轨而言，其断面形状较为复杂，目前，国外先进工业国家广泛采用万能轧制法来生产。万能轧制法是利用万能轧机上下左右四个轧辊，在水平和垂直两个方向上对重轨同时进行加工，改善了金属的变形状态。万能轧制的目的在于更好地压缩重轨的踏面和底面，使钢坯中残余的树状组织尽可能细化，防止裂纹产生，阻止裂纹的扩展。其优点是轨头和轨底的压缩比大，轧制效果好，产品断面尺寸精度高，表面质量好，轧制过程中，易于调整。高速铁路是铁路运输发展的趋势，６０年代日本建成世界上第一条高速铁路，成为日本岛的交通大动脉。从８０年代起，欧洲的德国ＴＧＶ、德国的ＩＣＥ高速列车相继开行，推动了全欧洲主干线的高速化，致使全球范围内以高速为目标的铁路建设高潮正在兴起。上个世纪９０年代中期以来，我国经历了４次铁路运输大规模的提速，客运列车时速从平均５０～６０ｋｍ／ｈ，提高到８０～１００ｋｍ／ｈ，几大干线的客运时速超过了１００ｋｍ／ｈ。１９９７年广深１６０ｋｍ／ｈ高速铁路建成通车，１９９８年我国第一条时速２００ｋｍ／ｈ的秦沈客运专线开工建设；时速为３００ｋｍ／ｈ的京沪高速铁路也在研究之中。铁路运输的快速发展使重轨生产厂面临新的机遇和挑战。目前国内重轨生产基地主要有鞍钢、攀钢、包钢等，与攀钢和包钢相比，鞍钢大型厂原幅００横列式轧机的总体装备水平较低，产品实物质量无法满足国内铁路快速发展的需求，鞍钢在国内重轨市场的竞争力受到了严峻的挑战，因此，对鞍钢大型厂重轨生产线进行全面改造势在必行。２００１年２月１日开始，鞍钢大型厂重轨生产线改造全面开工。该工程分二期进行，一期工程计划投资２亿元，在原有厂房内改造精整加工线；二期工程投资５亿元，新建万能轧制线。主体设备：万能轧机机组、平一立复合矫直机均引进德国ＳＭＳ公司。该生产线于２００２年１２月８日全线试车成功，标志着世界上第一条短流程重轨万能轧制生产线开始投入大生产。３．１生产规模与产品该生产线年设计规模７５万ｔ。其中：轨类钢５５万ｔ，大型材１０万ｔ，Ｈ型钢１０万ｔ。主要产品品种有：（１）轨类钢国标４３－－７５ｋｇ／ｍ重轨，ＵＩＣＳ０、ＵＩＣ６０、ＢＳ９０Ａ、

Ｂｓｌ００Ａ重轨以及ＱＵ８０～１００吊车轨，５０ＡＴ、６０ＡＴ道岔轨，ＤＵ４８、ＤＵ５２导电轨等；（２）大型材２５号～４０号工字钢，２５号～４０号槽钢，１４号－－２０号角钢以及球扁钢等；（３）Ｈ型钢Ｈ１５０ｘ１５０～Ｈ４００ｘ２００等。原料是由四流连铸机直接供料热装．铸坯断面为２８０ｍｍ×３８０ＩＴｌｌｑｌ，３２０ｍｍ×４１０ｍｍ两种，长度为５

～８ｉｎｏ３．２工艺概述及特点３，２．１Ｉ艺概迷

由炼钢厂生产的无缺陷铸坯，在８５０℃左右装入步进式加热炉，加热到１２５０℃的钢坯经高压水第一

　万方数据第７期杜斌等：短流程重轨生产工艺在鞍钢大型厂的应用１３次除磷后，由＋ｌ１５０轧机、十ｌ１００轧机轧制，再经第二次除磷后经万能机组轧制成成品；经热锯锯切成定尺或倍尺，通过热打印机在轧件上打印标识后，上步进式冷床前进行预弯、冷却。需要缓冷处理的重轨，则不需预弯，而是在冷床人口翻转９０。，通过快速链式运输小车，运送到收集台架，集中编组后，再由吊车装入缓冷坑缓冷。冷却后的轧件，经过平一立复合矫直机矫直后，通过检测中心进行平直度、超声波、涡流检测，再送入加工线加工，经检查合格后入库，发出。普通型钢或Ｈ型钢经热锯锯切成定尺或倍尺后，在步进式冷床上冷却，经型钢矫直机矫直，检查合格后入库、发出。工艺流程图如图１。

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圈１工艺藏茬图１～转炉；２一ＬＦ炉；３一ＶＤ炉；４一方坯连铸机；５一步进式加热炉；６一高压水除鳞装置；７一ＢＤｌ轧机；８—１号横移台架；９－－ＢＤ２轧机；１０—２号横移台架；１１一万能轧机组；１２一热锯《五台）；１３－－打印机；１４一冷床；１５一平立复合矫直机；１６一矫后横移台架；１７一检测中心；１８一过辟横移台颦；１９一压力矫直机；２０一锯钻组合机床；２１一成品收集台架；２２一重轨柱查台架

３．２．２鞍钢短流程重轨生产线的主要工艺特点鞍钢短流程重轨生产线是我国首次依靠国内的技术力量研制和集成的重轨连铸连轧生产线．是国际首创的一套新的重轨短流程生产线，其轧制工艺为国际领先，此生产线中多项工艺技术为国内首创。（１）世界上第一条采用铸坯热装工艺生产高速铁路用轨的生产线，铸机与加热炉布置紧凑，使铸坯能以最短的流程，最短的时间，最高的温度直接装入加热炉加热，降低烧损，降低能耗。（２）结合鞍钢具体情况采用连铸、轧钢、精整迂回布置，巧妙地解决了连铸生产线与轧钢生产线标高差７３０ｒｒｍ的难题，并且在仅有４８０ｍ长的空间内成功地

布置了５０ｉＴｌ成品钢轨生产线（轧件长度１１０ｍ）。

（３）采用万能轧机这一当今国际先进设备，实现了万能法轧制工艺，淘汰了落后的孔型法生产工艺。（４）在国内首次借鉴生产Ｈ型钢的“ｘ—Ｈ”法轧制工艺，开了短流程重轨生产线，较传统的万能法生产重轨工艺减少一台轧边机和一台万能精轧机，缩短了轧线长度，为国内首创。（５）ＢＤｌ、ＢＤ２两台开坯机均是利用鞍钢原有的＋１１５０、｝１１００初轧机，其中ＢＤｌ轧机保留了模铸开

坯功能；ＢＤ２轧机经过改造成为型钢粗轧机．开辟了闲置初轧机设备应用重轨生产的道路。（６）设有大行程预弯机以及快速收集装配的冷

　万方数据