鋼軌常見缺陷產生原因及消除方法

張路 趙利永 趙科達

摘 要：隨著國內鐵路的提速，對鋼軌的要求也日益提高，各國鐵路采取高速﹑重載和高密度的運輸方案，使鋼軌的服役條件更加惡化，因而對鋼軌的要求越來越嚴格。鋼軌產品的缺陷也是各種各樣，產生的原因也是多方面的，除軋制方面的原因外，還與鋼坯質量、加熱質量和精整操作等因素有關。本文就鋼軌常見的軋制缺陷，如耳子、折疊等簡單介紹。

關鍵詞：鋼軌；缺陷原因；消除

1 鋼軌表面質量生產難點

高速軌具有高純凈度，高精度，高表面質量，高平直度的特點。其服役條件惡劣，需進行長距離連續鋪設，這決定了其在獲得較高的強度的前提下，必須具有良好的塑性和冷彎性能，極精確的斷面尺寸和通長尺寸，良好的表面質量和全長平直度。

（1）在熱狀態下形成的鋼軌磨痕、熱刮傷、縱向線紋、折疊、氧化皮壓入、軋痕等的最大允許深度：鋼軌走行面0.5mm；鋼軌其他部位0.6mm。

（2）在冷狀態下形成的鋼軌縱向及橫向劃痕等缺陷最大允許深度：鋼軌走行面和軌底下表面0.4mm（軌底下表面不應有橫向劃痕）；鋼軌其他部位0.5mm。

（3）在鋼軌長度方向的鋼軌走行面、軌底下表面，縱向導衛板刮傷最多只允許有2處，深度不應超過規定。沿同一軸線重復發生導衛板刮傷可作為1處認可。

2 鋼軌常見缺陷產生原因及消除方法

2.1 耳子

在鋼軌的外表面上沿長度方向出現一條金屬凸起稱為耳子，多出現在軌頭踏面中央開口處及軌底邊端等部位。造成耳子的主要原因：（1）軋機操作及調整不當或成品前孔磨損嚴重，造成成品孔壓下量過大；（2）鋼坯溫度低，造成軋制過程中的寬展變大；（3）入口導衛安裝偏斜、松動，造成軋件咬入不正。消除方法：（1）增大成品前孔壓下量，減少成品孔金屬量；（2）連續生產時嚴禁軋制低溫鋼；（3）軋制中注意檢查導衛使用情況，檢崗及時緊固導衛。

2.2 裂紋

在鋼軌表面上呈現的軋制方向一致的直線形縫隙稱為裂紋，其長短不一，多出現在軌底。造成裂紋的主要原因：（1）鋼坯自身裂紋經加熱軋制變形后延伸至軋件表面上；（2）加熱工藝不合理，造成熱應力，形成裂紋；（3）軋制過程中冷卻不當，造成冷卻水量太大或冷卻時間較長，低溫軋制形成裂紋。消除方法：（1）軋制前原料將坯料表面缺陷清理干凈；（2）優化完善加熱制度，提高加熱質量；（3）優化軋輥冷卻水量及冷卻方式，嚴禁軋制低溫鋼。

2.3 過燒

因鋼坯加熱不當或事故時間較長，鋼坯表面出現的橫向粗糙裂口稱為過燒。裂口多出現在軌頭和軌底側邊，通過金相顯微鏡觀察裂口處金屬晶粒粗大。產生原因：（1）由于加熱溫度過高或在高溫區停留時間太長；（2）加熱操作不當或爐內氧化性氣體過大。消除方法：（1）控制好爐溫及加熱時間；（2）控制好爐內氣氛；（3）嚴格執行事故降溫保溫制度。

2.4 劃傷

在鋼軌表面呈現直線或弧形的溝槽，其深度不等，通長可見溝底，連續或斷續的分布于鋼軌局部或全長，多為單條，有時出現多條。產生原因：（1）導衛安裝不當，對軋件壓力過大，將軋件表面劃傷；（2）導衛加工不當，邊角過渡區棱角不圓滑，或磨損嚴重，粘氧化鐵皮，將軋件表面劃傷；（3）軋輥磨損嚴重，軋制時，軋件接觸軋輥造成圓形劃傷；（4）鋼軌軋后在運輸過程中與輥道、蓋板、預彎小車等接觸造成劃傷。消除方法：（1）導衛加工時將過渡區做程圓弧或凹槽；（2）導衛表面要光潔，安裝上線前需對表面進行打磨；（3）軋輥生產后期勤檢查軋輥表面質量，孔型磨損嚴重時應及時更換軋輥；（4）對與鋼軌輸送過程接觸的輥道、蓋板進行打磨。

2.5 結疤

在鋼軌的表面局部粘附的金屬薄片狀鐵皮稱為結疤。其外形輪廓不規則，有閉合的和不閉合的，有生根的和不生根的，結疤下面常有肉眼可見的非金屬夾雜物。產生原因：鋼坯未清理，使原有的結疤經熱軋變形后殘留在鋼軌表面上。消除方法：坯料加熱前將表面缺陷清理干凈，端部殘留流渣清理干凈。

2.6 折疊

沿鋼軌的軋制方向出現的長條形金屬重疊缺陷稱為折疊。折疊呈直線狀、鋸齒狀，多出現在鋼軌頭部、底部邊沿等處，沿鋼軌全長或局部分布。產生原因：（1）主要是由于成品孔前某一道次出現耳子，經后續道次軋制后形成折疊；（2）帽型孔壓下量過大，底部寬度過大，進軌型切深孔形成耳子，再軋時形成折疊；（3）由于孔型磨損嚴重，將軋件表面啃傷后再軋時形成折疊；（4）導衛安裝不當或磨損嚴重，有棱角或粘有鐵皮使軋件劃傷，再軋后形成折疊。消除方法：（1）完善孔型設計，提高孔型加工精度；（2）增大成精軋前孔的壓下量；（3）若非精軋孔產生折疊，應先確定折疊產生在哪一道，然后再采取相應措施消除產生折疊前面的耳子；（4）若發現導衛粘鋼、磨損等情況應對其進行打磨。

3 結語

通過對各類缺陷的研究，可以總結出鋼軌生產過程表面缺陷控制措施，使得生產鋼軌表面質量上一新臺階，能夠滿足現代鐵路大提速的要求。因此在生產中控制好這些因素，就能極大的減少重軌表面缺陷。

參考文獻

[1]孫惠民.在萬能軋機上軋制鋼軌[J].包鋼科技，1993，（2）：34-40.

（作者單位：邯鋼大型軋鋼廠）