浅谈钢轨生产过程和成品检验中的质量控制

陈民

摘 要：以长钢轨的生产实践为基础，探讨了钢轨生产过程和成品检验中影响质量的若干细节，并从质量监理的角度给出提升质量的建议。

关键词：钢轨;生产过程;成品检验;质量控制

2018年，河钢邯钢钢轨产品正式通过中铁检验认证中心（CRCC）认证，邯钢成为国内第5家具备生产百米重轨能力的企业[1]。然而近几年路内钢轨的订货量均在300万吨以下，远低于5家生产厂的总产能，市场呈现供大于求的态势。钢轨质量的好坏，不仅直接影响列车运行安全、平稳和舒适，还很大程度决定了生产厂的竞争力。为保证钢轨质量稳定，不仅要科学制定生产工艺和技术参数，还要根据生产实际形成一套有效的质量体系来加强质量管理。

1 生产过程和成品检验的易忽视细节

钢轨生产过程复杂，工序繁多，生产过程控制不严格，对钢轨产品质量影响很大。而成品检验作为判定钢轨是否合格的关键步骤，对钢轨整体质量水平也起着至关重要的作用。

1.1 炼钢过程中影响钢轨用钢坯质量的关键工序为真空处理和连铸。

真空处理目的是脱气和去夹杂，提高钢的纯净度。真空处理过程中，真空度、除气时间、软吹时间等工艺参数对真空处理的结果影响明显，处理过程中钢液的成分和钢液状态也很重要。日常生产中，因为时序和设备稳定性的缘故，极易导致各炉钢水的处理时间不均，差异明显，因此要特别关注保持真空度低于100pa的时间和软吹时间是否满足规程要求。软吹过程中，氩气压力过小，将无法保证夹杂物的上浮，氩气压力过大，则钢液可能发生裸露，而且由于各炉精炼渣厚度不同，在相同的氩气压力下，可能个别炉次钢液也会有裸露的情况，因而要关注钢液状态，及时调整软吹压力。

连铸即连续铸钢，可得到内部组织更为均匀、致密、偏析少且性能稳定的铸坯。连铸过程中，浇铸温度、速度、电磁搅拌频率等工艺参数以及水口的状态对铸坯的质量影响明显，而且中间包中钢液的化学成分基本与钢轨等同，所以连铸过程中钢液的化学成分以及氢含量也很重要。中间包连续测温是监测浇铸温度的主要手段，但是自动测温设备会偶有异常出现，这就需要随机进行人工测温，防止因自动测温不准导致的过热度超标铸坯流入铁路用钢轨的生产中。

1.2 轧钢过程中影响钢轨质量的关键工序为轧制、矫直、超声波探伤、在线检查等。

轧制使矩形坯压缩、塑性变形以得到钢轨的外形。工艺参数设定和导卫装置的安装决定钢轨的尺寸和表面质量，而轧辊的好坏也是影响钢轨质量的重要因素。生产过程中，现场为追求高班产，可能会忽视对轧辊和导卫的维护，当出现未超标缺陷时選择放任不管;更有甚者，一套轧辊的轧制量达到规程要求却仍在使用。轧钢车间管理上的疏松会导致批量的缺陷产生，从根本上影响钢轨产品质量。因此，要特别关注已轧出钢轨是否存在缺陷，如有缺陷，应当停轧并尽快调查原因，处理完毕方可生产;关注各轧辊轧制量情况，当轧制量接近控制要求上限，应当及时换辊，若轧制量超出规程要求，则应重点跟踪成品质量。

矫直使钢轨通过一系列弹塑性变形后达到平直，并对尺寸微整形。矫直参数的设定决定了矫后钢轨的平直度，也能一定程度上调整钢轨的尺寸、扭转等。矫前的钢轨因轧制调整会出现较大的差异，这就要求矫直岗位关注矫前钢轨的外形尺寸、平直度等情况，有针对性的调整矫直参数。矫直辊的质量直接影响矫直效果，矫直量较大时矫直辊老化，会使得对钢轨的不对称、腹腔、扭转等调整困难，甚至直接导致批量的不合格，因此要严格执行换辊制度。

超声波探伤可以对钢轨内部质量进行无损检测，探伤设备的稳定性直接影响钢轨探伤的结果。这就要求两次样轨标定间隔时间不宜过长，样轨标定时的过钢速度不应小于正常检测过钢速度，人工缺陷回波高度相比上一次标定下降不应超过3dB。如有探头调整前每次标定均不报警或回波高度下降超过3dB时，应对上次标定后检测的钢轨进行复探。正常检测时，如有回波高度较高未报警的情况，应倒回重新检测，必要时可人工探伤进一步确认。

在线检查即检查人员在钢轨慢速运送时检查钢轨表面质量是否合格，检查人员的配置和状态能否满足要求、检查设备是否正常等都影响检查的效果。如无自动化检测设备，钢轨4个检查面均需配备检查人员，如果少人，则必须停止检查直至人员配齐。照明设施布置应合理，侧向的射灯光源可以有效的使轧疤、轧痕等缺陷呈现出明暗不同的特征，有利于减少漏检。

1.3 外形尺寸检验主要在检查台架上进行。虽然全断面自动检测设备正在推进，但外形尺寸检查目前还是主要以人为主，尺寸样板、平直尺和扭转尺等测量工具是否精准、检查人员是否专业负责决定了检验结果的有效性。铁标明确规定，尺寸、平直度和扭转应逐支检查，现场检查人员不可对检查项目实行抽检。大部分生产厂采用数显扭转尺测量轨端扭转值，这种扭转尺轻便且结果直观，但是稳定性较差，检查人员应经常在大理石平台上对扭转尺进行校准，如果扭转尺发生较大偏差，应对上一次校准后测量的钢轨进行复检。钢轨全长尺寸是有波动的，较明显的如钢轨端部比轨身轨高最低处的轨高要大0.3mm-0.5mm，而标准要求钢轨全长范围任意一处尺寸应合格，因此现场应关注轨身尺寸，对易出现超差的部位加强测量。当外形尺寸有多支不合格或接近标准公差上限时，应立即联系矫直岗位，及时调整。

成品表面检验主要在检查台架、成品库、运输车等区域进行，相当于是对在线检查的补充。成品表面检验的效果主要由检查人员的经验水平决定。从位置分布来看，轧疤多出现在A、D段，其中A段更多一些;从钢轨断面分布来看，轧疤集中出现在上下腹腔[2]。因此，检查人员应有针对性的重点巡查轧疤缺陷高发部位，如有批量漏检，应及时联系轧钢车间检岗并对已入库钢轨组织复检。

2 提升质量的建议

2.1  建立品质管理部门。应有独立于分厂之外的钢轨品质管理部门，该部门直接向公司汇报;部门人员应具备足够的专业素养，熟悉生产流程;拥有一套有效的质量管理体系，对分厂钢轨的生产过程和成品检验进行监督，通过评比、考核等手段达到整改的目的。

2.2  制定内控标准。针对测量误差较大、易引发质量异议的项目，例如轨端扭转、平直度、表面缺陷深度、轨高、断面不对称等，制定相较铁标加严0.05mm-0.1mm的内控标准，不仅能有效减少质量异议，还能促进整个工艺水平的优化提升。

2.3  定期自查自纠。钢厂应每月或每季度进行对标排查，对照标准文件应涵盖各铁路用钢轨标准、生产作业指导书、中铁物关于建议加强钢轨生产过程质量管理的函等，通过实际生产跟踪、记录回溯、成品查验等方式来查找未达到上述标准文件的情况，并及时整改。

2.4  鼓励科技创新。虽然钢轨生产技术日趋成熟，但内部质量、高低点、全长尺寸波动、表面缺陷的控制上还有很大的提升空间，大力推进生产工艺和技术的革新，才能攻克钢轨质量上的顽疾。

2.5  加强职工管理。影响产品质量的根本还是在于职工的素质，钢厂应加强职工的培训，不仅要提升专业水平，还要树立质量第一的意识;强化考核，奖惩分明，充分调动职工对提升质量的积极性。

3 结语

钢轨的生产工艺及设备在不断发展创新，对钢轨产品检验的技术手段也在不断进步。提升钢轨质量需要我们不断学习专业知识，增强质量意识，完善质量管理体系。科学的质量管理体系能够维持钢轨质量稳定，保证出厂产品合格，提高产品竞争力，为我国铁路运行安全和运输事业发展助力。

参考文献：

[1] 贾芳，吴兆军，陈明辉. 河钢邯钢 百米重轨铺向国内外市场[N]. 河北经济日报. 2018-03-30 （002）.

[2] 陶功明. 攀钢60kg/m钢轨轧疤缺陷原因分析及改进措施[J]. 轧钢， 2009.

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