一种微应力百米高速重轨生产方法技术

本发明专利技术提供了一种微应力百米高速重轨生产方法，包括：温控步骤，将钢轨到达冷床时的温度控制在预设温度段T1内；预弯步骤，将到达冷床且温度在预设温度段T1内的钢轨进行预弯处理；矫直步骤，将矫前温度控制在预设温度段T2内，并对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理。本发明专利技术实现了在不增加额外设备也不进行热处理的情况下，通过预弯处理及矫直处理使得在百米钢轨平直度满足《高速铁路用钢轨》TB/T3276标准要求的情况下，残余应力保证在100MPa以内，最终实现较小的残余应力，极大的提高列车运行的安全系数；同时也降低了生产成本，增加了钢轨的附加值，提高了钢轨的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，包括：温控步骤，将钢轨到达冷床时的温度控制在预设温度段T1内；预弯步骤，将到达冷床且温度在预设温度段T1内的钢轨进行预弯处理；矫直步骤，将矫前温度控制在预设温度段T2内，并对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理。本专利技术实现了在不增加额外设备也不进行热处理的情况下，通过预弯处理及矫直处理使得在百米钢轨平直度满足《高速铁路用钢轨》TB/T3276标准要求的情况下，残余应力保证在100MPa以内，最终实现较小的残余应力，极大的提高列车运行的安全系数；同时也降低了生产成本，增加了钢轨的附加值，提高了钢轨的市场竞争力。【专利说明】
本专利技术属于金属加工
，特别涉及。
技术介绍
众所周知，钢在热轧或焊接后其断面的不均匀冷却、钢材组织发生相变、钢材收到矫直等冷加工，受外力作用会引起残余应力；此外有组织变化所引起的残余应力以及晶粒之间的微观应力也会引起残余应力。钢材中残余应力的存在对钢材的使用性能尤其是疲劳性能有很大的影响，若钢轨中残余应力过大会直接影响高速铁路行车安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在钢轨生产过程中能够实现减小钢轨中残余应力的微应力百米高速重轨生产方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了，包括:温控步骤，将钢轨到达冷床时的温度控制在预设温度段T1内；预弯步骤，采用ANSYS有限元模拟分析钢轨冷却过程的温度变化；根据模拟分析结果设定钢轨预弯量；根据所述预弯量制定预弯曲线，并依据所述预弯曲线制定用于对钢轨进行预弯处理的预弯小车的行驶路程；根据所制定的行驶路程通过预弯小车对钢轨进行预弯处理；矫直步骤，将矫前温度控制在预设温度段T2内，并通过分别设定矫直设备中水平辊压下量、水平辊排列顺序、立辊压下量以及立辊排列顺序对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理。进一步地，根据模拟分析结果设定钢轨预弯量包括:所述钢轨中间段预弯量设定一致，所述钢轨前后两端预弯量在预弯小车处时逐渐增加。进一步地，所述根据模拟分析结果设定钢轨预弯量；根据所述预弯量制定预弯曲线，并依据所述预弯曲线制定用于对钢轨进行预弯处理的预弯小车的行驶路程包括:根据如下方程设定预弯小车的行程及钢轨预弯量:【权利要求】1.，其特征在于，包括: 温控步骤，将钢轨到达冷床时的温度控制在预设温度段T1内； 预弯步骤，采用ANSYS有限元模拟分析钢轨冷却过程的温度变化；根据模拟分析结果设定钢轨预弯量；根据所述预弯量制定预弯曲线，并依据所述预弯曲线制定用于对钢轨进行预弯处理的预弯小车的行驶路程；根据所制定的行驶路程通过预弯小车对钢轨进行预弯处理； 矫直步骤，将矫前温度控制在预设温度段T2内，并通过分别设定矫直设备中水平辊压下量、水平辊排列顺序、立辊压下量以及立辊排列顺序对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据模拟分析结果设定钢轨预弯量包括: 所述钢轨中间段预弯量设定一致，所述钢轨前后两端预弯量在预弯小车处时逐渐增加。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据模拟分析结果设定钢轨预弯量；根据所述预弯量制定预弯曲线，并依据所述预弯曲线制定用于对钢轨进行预弯处理的预弯小车的行驶路程包括: 根据如下方程设定预弯小车的行程及钢轨预弯量::j = 一l(T'r' -S.39> 10“λ-: -0.14λ -0.30 0<x<2S.S4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理包括: 将矫直设备中若干个水平辊压下量设定在0mm-25mm之间，压下量按若干个所述水平辊水平排列顺序依次减小。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将若干个水平辊压下量设定在0mm-25mm之间，压下量按若干个所述水平辊水平排列顺序依次减小具体包括: 构建钢轨断面简化模型及钢轨拉伸应力变化模型； 根据所述钢轨断面简化模型及钢轨拉伸应力变化模型分别计算所述钢轨水平矫直时发生纯弹性弯曲的纯弹性弯曲力矩、发生弹塑性弯曲的弹塑性弯曲力矩； 根据所述纯弹性弯曲力矩、所述弹塑性弯曲力矩设定所述若干个水平辊压下量在0mm-25mm之间，压下量按若干个所述水平辊水平排列顺序依次减小。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理包括: 将矫直设备中若干个立辊位移量设定在Imm-1Smm之间，位移量按若干个所述立辊水平排列顺序依次减小。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将矫直设备中若干个立辊位移量设定在Imm-1Smm之间，位移量按若干个所述立辊水平排列顺序依次减小具体包括: 构建钢轨断面简化模型及钢轨拉伸应力变化模型；根据所述钢轨断面简化模型及钢轨拉伸应力变化模型分别计算所述钢轨立辊矫直时发生纯弹性弯曲的弹塑性弯曲力矩、发生弹塑性弯曲的弹塑性弯曲力矩； 根据所述纯弹性弯曲力矩、所述弹塑性弯曲力矩设定所述若干个立辊位移量在Imm-1Smm之间，位移量按若干个所述立辊水平排列顺序依次减小。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于: 所述预设温度段T1是:800°C -900°C ； 和/或， 所述预设温度段T2是:0°C -60°C。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述钢轨拉伸应力变化模型的表达式是: 当 ε < ε s 时，σ =E* ε ； 当 ε ≤ ε s σ = σ ^E1* ( ε - ε s)； 其中，σ是钢轨屈服强度；σ s是钢轨屈服强度极限；ε是应变；ε s是屈服应变；E为弹性模量、E1为杨氏模量。【文档编号】B21D21/00GK103551437SQ201310530890【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日 【专利技术者】任安超, 田青, 杜鹃, 吉玉, 周剑华, 朱敏, 黄静, 刘卫永, 王俊 申请人:武汉钢铁(集团)公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微应力百米高速重轨生产方法，其特征在于，包括：温控步骤，将钢轨到达冷床时的温度控制在预设温度段T1内；预弯步骤，采用ANSYS有限元模拟分析钢轨冷却过程的温度变化；根据模拟分析结果设定钢轨预弯量；根据所述预弯量制定预弯曲线，并依据所述预弯曲线制定用于对钢轨进行预弯处理的预弯小车的行驶路程；根据所制定的行驶路程通过预弯小车对钢轨进行预弯处理；矫直步骤，将矫前温度控制在预设温度段T2内，并通过分别设定矫直设备中水平辊压下量、水平辊排列顺序、立辊压下量以及立辊排列顺序对经过预弯处理后的钢轨进行矫直处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任安超，田青，杜鹃，吉玉，周剑华，朱敏，黄静，刘卫永，王俊，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：