传统的钢轨生产工艺及先进的钢轨生产工艺区别和特点 （1）传统的钢轨生产工艺及先进的生产工艺 传统钢轨的生产工艺为：平炉（转炉）—→DH真空装置—→浇铸钢锭—→均热炉加热—→初轧机开坯—→冷却—→上料—→加热炉二次加热—→开坯机开坯—→粗轧—→精轧—→打印机—→缓冷—→冷却—→矫直—→探伤—→补矫—→锯头钻孔—→质量检查—→发货。 先进钢轨生产工艺为：电炉或转炉—→LF炉—→VD炉—→连铸—→缓冷—→加热—→高压水除鳞—→一次开坯—→二次开坯—→万能粗轧—→万能中轧—→二次高压水除鳞—→万能精轧—→打印机—→冷却—→矫直—→检测中心（表面检查、平直度测量、超声波探伤）—→补矫—→锯头钻孔—→质量检查—→发货。 各自的工艺特点如下： 传统钢轨生产工艺不能生产50m以上长尺钢轨，先进的钢轨生产工艺能生产100m以上长钢轨； 传统钢轨生产工艺没有除鳞设备，不能很好保证钢轨表面质量，而先进的钢轨生产工艺二次除鳞可保证钢轨的表面质量； 传统钢轨生产工艺加热炉加热的钢坯温度不均,造成一支钢轨断面尺寸的波动；成品断面的对称性不理想,轨高、底宽、腹高等尺寸控制精度不高；钢轨腿端加工不好。先进的钢轨生产工艺用万能轧机生产钢轨，可保证钢轨的尺寸精度； 先进的钢轨生产工艺用万能轧机生产钢轨，表面质量好； 先进的钢轨生产工艺在冷床可实现钢轨的预弯，减少矫后钢轨的残余应力； 传统钢轨生产工艺改造前钢轨矫直存在矫直盲区，端头平直度、端头扭转较难控制，端头扭转要靠轧制工序进行控制。先进的钢轨生产工艺实现了长尺矫直和长尺探伤，可减少矫直盲区和探伤盲区； 先进的钢轨生产工艺可以长尺交货，从而可减少铁路部门焊缝数量，增加行车安全感。 孔型系统 传统的孔型系统一般是由一个梯形孔、三个帽形孔和五个轨形孔组成,为提高钢轨的质量,改用了六个轨形孔,使实物质量得到改善，但仍不能满足用户需要。 我国的钢轨生产在2004年以前均采用上述二辊孔型轧制系统，但用该孔型轧制存在如下问题： 轨头踏面形状难以保证。标准规定轨头踏面形状是由两个或三个圆弧形成的,其圆弧半径是定值,但在二辊的成品孔中,轨头踏面处于成品孔的开口处,因此成品重轨的轨头踏面是由自然展宽或有限的限制展宽而形成的，其形状在温度高时是平直的，在温度低时呈曲率半径较小的凸形。用新、旧孔型时踏面形状也不同，一根钢轨的高度不均时，其形状也不同，总之用二辊孔型难以精确地保证钢轨轨头踏面形状。 断面形状不对称。用二辊孔型轧制重轨，从**个轨形孔开始到最后一个成品孔，轧件都是在上下左右完全不对称的变形条件下进行轧制的。特别是在成品孔中不对称的变形条件，常使成品重轨的断面形状不对称，为使轧出的重轨断面形状对称，在成品孔中采用下压轧制，或在车轧辊时使成品孔的上下腹高不同，或在设计孔型时使成品孔的轨底与腰部中切线不等于90°，上边与腰部小于90°，下边与腰部大于90°，以使出成品孔的轧件上下边与腰部成90°的夹角，以便轧出较为对称的钢轨。但仍然有时由于某种原因使对称程度超差。 轨高和轨底的精度较差。轨高尺寸取决于轨头的局部自然展宽，而自然展宽量取决于温度、成品孔的压下量、轧辊表面状态。轨底尺寸不仅取决于成品孔的腰部压下量，还取决于成品前孔轨底部分的开口边和闭口边的厚度，在轧制过程中，上述因素是变化的，为保证尺寸精度要靠正确的调整，稍有不慎，就会有超差出现。 轨头和轨底的加工量小，尺寸精度差。进**个轨形孔的轧件宽度小于成品孔的宽度，轧件的轨底与轨头部分、特别是轨底面与轨头踏面直接的压下量很小，正因为这样，凡使用二辊孔型轧重轨的厂家都一样，轨腰的质量远高于轨头和轨底，轨腰的机械性能也优于轨头和轨底。重轨的平直度较差。因为成品孔是在轨头处开口，轨头踏面处于自然展宽，而影响展宽的诸因素中沿重轨长度方向有差异，结果导致在重轨长度方向的轨高也有差异，这种差异使重轨踏面平直度较差。 总之，用二辊孔型轧重轨，由于其轧制条件和变形条件在客观上的限制，必然出现上述问题，虽然可以通过各种方法与措施减轻，但不能完全消除，有的问题甚至无法减轻，这不仅影响钢轨的生产，更影响钢轨的使用。
先进钢轨生产工艺的孔型系统 首先将矩形坯或方坯轧成近似钢轨外形的帽形，一般在轧成帽形的过程中变形是不均匀的，金属在轧辊的切楔作用下被强迫宽展形成宽而厚的腿部。为尽量减少不均匀变形，通常采用3～5个帽形孔，帽形孔配置在二辊可逆开坯机上。粗轧轨形孔也多配置在二辊可逆轧机上，轧件在粗轧轨形孔中变形，并逐渐接近成品钢轨断面尺寸。初具轨形的轧件在万能孔中其腰部承受万能轧机上下水平辊的切楔作用，其头部和腿部的外侧承受万能轧机立辊侧压垂直作用。为确保钢轨头和底的宽度和侧面形状，还要在轧边机的立轧孔内，对其轨头和轨底侧面进行立轧加工。这样的孔型系统可以保证钢轨从粗轧孔到成品孔轧件的变形是均匀的、对称的，各部分金属的延伸也接近相同，这就大大提高了钢轨断面尺寸的精度和外形的规范。 目前常用的万能轧机有两种布置形式，一种为：一架开坯机价、一架中间机架（均为二辊式）、一架万能可逆机架（U1）、一架可逆轧边机架(E1侧移形)、一架万能可逆机架(U2)、一架轧边机架（E2）、一架万能成品机架(UF)；另一种为：一架开坯机架、一架中间机架（均为二辊式）、一架万能可逆机架（UR）、一架可逆轧边机架(侧移形E)、一架万能成品机架（UF与UR相同）。 **种布置形式钢轨的轧制道次程序包括：在二辊机架的轧机上轧制十个道次（**机架，五个孔型，七个道次；第二机架，三个孔型，三个道次），随后在U1-E1机架上的三个可逆道次，轧制过程中轧边机架E1进行侧移，在U2-E2机组上轧一个道次，在UF机架上为半万能成品道次。万能轧机的总延伸系数为2.5。 第二种布置形式钢轨的轧制道次程序包括：在二辊机架的轧机上轧制十二道次（**机架，五个孔型，七个道次；第二机架，四个孔型，五个道次），在U-E机架上轧制三个可逆道次，轧边机E作侧移，在U-E-UF轧制一个半万能道次。万能轧机的总延伸系数为2.0。 万能轧制法有下列优点： 轧辊消耗低：轧钢时的轧辊消耗为1kg/t钢轨，轧辊磨损慢，允许轧制的作业时间长；少换辊；在水平辊上可以使用能更换的热装辊环；磨损的轧辊易车修，可将宽孔型车成窄孔型，减少轧辊的储备量。 导卫装置设计简单，易于安装。 轧辊孔型设计简单，只要稍微调整一下轧辊的位置就可以利用同一孔型轧制不同规格的钢轨。 生产率高：由于断面尺寸稳定，通过调整轧辊位置就可以补偿轧辊的磨损，可以单独调整轧辊的位置来调整轧件尺寸，如轨高、轨底宽度和厚度、轨腰厚度、轨头厚度。 表面质量好：由于轧件四面均有压力，整个断面都受直接压下，特别是在精轧阶段，钢轨表面质量好。 由于轧辊和轧件之间的摩擦损失比传统孔型的摩擦损失低，并有可能进行孔型润滑，故所需轧制动力较低。 投资少，生产费用低，既能轧制钢轨，又能轧制Ｈ型钢。 钢轨的万能轧制原理 在万能轧制工艺开发之前，所有的钢轨都是在传统的二或三辊式轧机上轧制的。具有一对立辊和一对水平辊的万能轧机只用来轧制工字钢。用万能轧机轧辊和轧边机轧辊在钢轨整个断面上所施加的锻压作用要比老式的、传统工艺轧制钢轨时所得到的锻压作用好。在传统轧制工艺中，典型的单向压力不是直接施加在轨头或轨底。相反，在万能轧制中，压力是直接而且主要是压缩轨头和轨底，同时整个断面的压力处于良好的平衡状态。 万能轧制包含在万能轧机和与之毗连的轧边机中交替地加工成型金属。在万能轧机中，在控制轨腰、轨底和轨头厚度的同时，在四个垂直方向上给轧件施加了大的压下量。延伸系数相当大，每道次在1.25～1.4之间变化。轧边机主要是用来控制轨底的整个宽度和轨头侧面及鱼尾板腹部的形状。 在一架半万能轧机上得到最后的钢轨形状，此半万能轧机在轨底一侧有一个立辊，而两个水平轧辊只在轨腰和轨头侧面上施加一轻微的直接压力。 CS箱形紧凑万能机架 为满足用户的需求，德国SMS-DEMAG公司开发了CCS紧凑式万能机架，其机架的特点为： 1) 具有自动精确调整轧辊功能； 2) 成品的尺寸公差波动小； 3) 在轧制过程可以改变机架的位置； 4) 装辊可自动找零位； 5) 轧辊辊缝精确的预设定； 6) 有过载保护装置； 7) 轧辊辊缝能自动控制； 8) 压下系统比电动机械压下系统更有效； 9) 低的维修费用； 10)换辊时间短，只用25分钟。 使用这种轧机可带来的经济优点为： 1) 适合于大型厂； 2) 可增加年产量； 3) 生产计划可灵活多样； 4) 适合于小批量生产； 5) 可改善产品质量； 6) 较小的投资费用； 7) 可减少轧辊投资。
用万能孔型系统生产出的钢轨无论从几何尺寸、表面质量均比二辊孔型系统生产出的钢轨质量要好，特别是几何尺寸（对称性、轨头踏面形状）。 钢轨生产厂家要根据具体情况选择不同的轧机布置形式。万能轧机的**种布置形式（七机架）与第二种布置形式（五机架）相比，生产出的钢轨几何尺寸、表面质量要好；但从经济的角度看，**种布置形式需用的资金较第二种布置形式要多，而且**种布置形式需要的场地要大。合理的工艺，先进的设备，合理的孔型系统，能生产出高质量的产品。目前我国的钢轨生产厂家相继对钢轨生产线进行了改造并生产出了质量高的长尺钢轨，使我国钢轨生产赶上了世界先进水平，为我国铁路运输事业的发展做出了贡献。
