[发明专利]一种防止钢轨轨底凹入缺陷的孔型设计方法

说明书

本发明涉及一种防止钢轨轨底凹入缺陷的孔型设计方法，属于冶金行业钢轨轧制技术领域。技术方案是：（1）根据钢轨外形几何尺寸，确定钢轨特征参数k；（2）通过对平面立辊未磨损状态下轧出的钢轨冷却后的轨底曲线进行实验测量，回归出冷却后轨底曲线函数ysubgt;冷却/subgt;；（3）通过对平面立辊孔型磨损量进行实验测量，得出立辊孔型磨损量与孔型中心点磨损量的差值，回归出立辊孔型相对磨损量函数ysubgt;磨损/subgt;；（4）ysubgt;冷却/subgt;与ysubgt;磨损/subgt;的代数和即为磨损轧辊轧出钢轨冷却后轨底面轮廓曲线，按其相反值，对轧辊孔型曲线进行补偿设计。本发明的有益效果是：使得钢轨冷却后轨底轮廓曲线更接近于平面，大幅降低钢轨轨底凹入程度，提高了钢轨的尺寸精度。

技术领域

本发明涉及一种防止钢轨轨底凹入缺陷的孔型设计方法，属于冶金行业钢轨轧制技术领域。

背景技术

钢轨一般采用万能轧机热轧成型的方式进行生产，其中轨底面为平面，由万能轧机中平面立辊加工成型。但在实际生产中，由于钢轨的外形特点，轨底边缘薄、散热面积大，轧制过程中轨底边缘相较于轨底中心温降更大，终轧时轨底边缘温度一般低于轨底中心50～100℃，其后在自然冷却过程中，轨底边缘先冷却至室温，轨底中心后冷却至室温，导致冷却完成后轨底面产生凹入缺陷；同时，由于终轧过程中，轨底边缘温度低、变形抗力大，轨底边缘对应的轧辊孔型区域相对于轨底中心磨损量更大，随着轧制量的增加，会导致轨底凹入缺陷愈发严重，甚至超过0.4mm的标准要求，造成严重的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止钢轨轨底凹入缺陷的孔型设计方法，使得钢轨冷却后轨底轮廓曲线更接近于平面，大幅降低钢轨轨底凹入程度，提高了钢轨的尺寸精度，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种防止钢轨轨底凹入的孔型设计方法，包括以下步骤：

(1)根据钢轨外形几何尺寸，确定钢轨特征参数k；k设定为轨底中心面积S_中与轨底边缘面积S_边的比值，其中，轨底中心面积S_中为轨底中部二分之一轨底宽度的内接矩形面积，S_边为剩余轨底一侧的面积；

(2)通过对平面立辊未磨损状态下轧出的钢轨冷却后的轨底曲线进行实验测量，回归出冷却后轨底曲线函数y_冷却，函数y_冷却以轨底中心点为坐标系原点，按照下述公式进行设定：

其中：△T—终轧时轨底中心温度与轨底边缘温度的差值；

T1—终轧时轨底中心温度；

T0—冷却至室温后轨底中心温度；

k—钢轨特征参数；

(3)通过对平面立辊孔型磨损量进行实验测量，得出立辊孔型磨损量与孔型中心点磨损量的差值，回归出立辊孔型相对磨损量函数y_磨损，函数y_磨损以立辊孔型中心为原点，按照下述公式进行设定：

其中：△T——终轧时轨底中心温度与轨底边缘温度的差值；

D——轧辊轧制量；

k——钢轨特征参数；

(4)y_冷却与y_磨损的代数和即为磨损轧辊轧出钢轨冷却后轨底面轮廓曲线，按其相反值，对轧辊孔型曲线进行补偿设计，即f(x)＝-(y_冷却+y_磨损)，

其中：△T——终轧时轨底中心温度与轨底边缘温度的差值；