Спосіб прокатки рейок та пристрій для прокатки рейок

Реферат: Даний винахід стосується способу прокатки стальних рейок, що включає: забезпечення заготовки (5) рейки, що містить частину (2) у вигляді підошви, частину (3) у вигляді головки і частину (4) у вигляді шийки, що з'єднує частину у вигляді підошви і частину у вигляді головки; виконання остаточної обробки заготовки рейки для створення сталевої рейки (6) у багатоклітьовому обробному прокатному стані безперервної дії, який містить щонайменше одну горизонтальну кліть (Н) і щонайменше п'ять чотиривалкових універсальних клітей (U), при цьому кожна універсальна кліть (Ux) містить лише гладкі вертикальні валки, що формують нижню частину (2а) у вигляді підошви і частину (3а) у вигляді головки рейки, і при цьому кожна універсальна кліть (Ux) містить два фігурних горизонтальних валка для формування бічних поверхонь (7а, 7b) рейки, зокрема частини (4а, 4b) у вигляді шийки рейки, при цьому заготовку рейки прокатують тільки один раз через зазначений обробний прокатний стан та щонайменше у одній комбінації двох послідовних клітей Ui та Ui+1 рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в Ui, і при цьому рейку обробляють з головки, а не з підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1 або рейку обробляють з головки, а не з підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui, і при цьому рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1. Також, даний винахід належить до пристрою для здійснення зазначеного способу і до продукту, одержуваного в результаті цього способу. UA 105251 C2 (12) UA 105251 C2 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до способу прокатки рейок. Також, даний винахід відноситься до пристрою для здійснення зазначеного способу, і до продукту, одержуваного в результаті цього способу. Рейки формують трьома основними способами прокатки: (1) спосіб прокатки в закритих калібрах, спосіб прокатки в рівних або в прямих калібрах; (2) спосіб прокатки в похилих калібрах або косих калібрах; (3) універсальний спосіб. Перший спосіб характеризується тим, що площина симетрії рейки збігається з лінією прокатки або перпендикулярна їй. Спосіб прокатки в похилих калібрах або у косих калібрах відрізняється від першого способу тим, що формування рейки починається з першого проходу в чорновій кліті, і замість того, щоб спочатку піддавати блюм стиску більш дрібним калібром, а потім формувати перетин частково за допомогою стиску і частково за допомогою розширення, процес являє собою стиск від початку до кінця. В універсальному способі передбачається використання як горизонтальних, так і вертикальних валків в одній кліті для впливу на процес формування виробу. У деяких випадках, використовують напівуніверсальну кліть, що містить два горизонтальних валка та один вертикальний валок. Універсальний спосіб прокатки уможливлює здійснення гарячої обробки головки та полки рейки при більш високій температурі шляхом стиску, що може бути отримане за умови використання тільки горизонтальних валків. Традиційний або звичайний спосіб прокатки рейок передбачає використання горизонтальних валків, або двовалкових (тобто із двома робочими валками), або тривалкових (тобто із трьома робочими валками), зазвичай, у прокатному стані типу "кросс-коунтрі", як розкрито в документі WO2004/009259. Починаючи з блюма або біллета процес полягає в тому, що блюм деформують в "тавровий профіль" до того, як він буде перевернутий на бік. Цей "тавровий профіль" може бути описаний як брус із трапецеїдальним перетином. Хвостову і передню частини бруса послідовно обрізають, щоб почати процес прокатки, при якому формують частину у вигляді головки, частина у вигляді шийки і частина у вигляді підошви рейки. Даний спосіб характеризується тим, що деформації таких частин, як головка і підошва відносно незначні під час деяких проходів. Звичайний універсальний спосіб прокатки рейок також починають з виготовлення "таврового профілю" і додаткового використання двовалкових станів для формування калібру "таврового профілю", через який проходить заготовка рейки наприкінці виготовлення в клітях універсального прокатного стану. У цих клітях універсального прокатного стану використовують фігурні вертикальні валки для формування головки та/або комбінацію розімкнуто-замкнутих калібрів універсального прокатного стану для формування підошви. Даний спосіб також характеризується незначними деформаціями таких частин, як головка і підошва під час деяких проходів. Переважно, щоб матеріал прокатувався у двох напрямках, а не в одному, що залежить від технології і планування прокатного стану. Традиційна чорнова обробка вимагає використання спеціальних технік для редукування, перегинання або повороту бруса у зв'язку з необхідністю надання брусу правильної форми й орієнтації. Має бути здійснене від 12 до 14 проходів через прокатний стан, усі з яких можуть бути або не бути виконані через фігурні валки. Зазвичай, кількість чорнових клітей невелика, найчастіше їх дві, у яких робочі валки оснащені декількома калібрами для наступних проходів і, отже, ця перша стадія прокатки рейок є причиною значних часових витрат при використанні прокатного стану. На фігурі 1 зображений типовий приклад прокатного стану типу "кросс-коунтрі". "Тавровий профіль" позначений еліпсом, виконаним пунктирною лінією. Таким чином, існуюча практика універсальної прокатки містить кілька етапів: універсальну прокатку з двома горизонтальними і двома вертикальними валками, з яких валку, що формує головку рейки, надають форму певного профілю рейки, який прокатують; прокатку шийки, головки і підошви в окремих клітях. Більша частина редукування головки і підошви, зазвичай, відбувається в універсальних клітях, що містять два горизонтальних валка і два вертикальних валка, розташовані навколо профілю частини рейки для завдання його товщини. Обтискна заготовка, одержувана з застосуванням цього способу, має більший перетин, тобто, у цілому подібна до бажаної рейки за формою, як показано на фігурах 2 та 3. Для того, щоб одержати обтискну заготовку такої форми, різниця в ширині між головкою і підошвою повинна бути досягнута на стадії чорнової обробки, про що свідчать калібри на чорнових клітях, як показано на фігурах 2 та 3. Це вимагає великої кількості прокатів у чорновому прокатному стані. Внаслідок цього, стадія чорнової обробки є критичним елементом процесу прокатки рейок, і впливає на продуктивність процесу універсальної прокатки рейок у цілому. 1 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задачею даного винаходу є забезпечення способу прокатки рейок, що передбачає підвищену продуктивність процесу прокатки рейок. Також задачею даного винаходу є забезпечення способу прокатки рейок, що уможливить велику експлуатаційну гнучкість прокатного стану шляхом легкої перетворюваності рейкового прокатного стану в сортовий прокатний стан. Також задачею даного винаходу є забезпечення способу прокатки рейок, при якому частина у вигляді головки і частина у вигляді підошви рейки піддаються більшій сумарній прокатній деформації. Також задачею даного винаходу є забезпечення способу прокатки рейок, при якому зменшується перепад температури між передньою частиною рейки і хвостовою частиною рейки. Одна або більше задач досягаються способом прокатки сталевих рейок, що включає: забезпечення заготовки рейки (5), що містить частину (2) у вигляді підошви, частину (3) у вигляді головки і частину (4) у вигляді шийки, що з'єднує частину у вигляді підошви і частину у вигляді головки; - виконання остаточної обробки заготовки рейки для формування сталевої рейки (6) у багатоклітьовому безперервному обробному стані нескінченної прокатки, який містить, щонайменше, одну горизонтальну кліть (Н), за якою йде, щонайменше, п'ять чотиривалкових універсальних клітей (U), при цьому кожна універсальна кліть (U x) містить лише гладкі вертикальні валки для формування нижньої частини (2а) у вигляді підошви і частини (3а) у вигляді головки рейки, і при цьому кожна універсальна кліть (U x) містить два фігурних горизонтальних валка для формування бічних поверхонь (7а, 7b) рейки, зокрема, частини (4a, 4b) у вигляді шийки рейки, де заготовку рейки прокатують тільки один раз через зазначений обробний прокатний стан, і де, щонайменше, в одній комбінації двох послідовних клітей U i та Ui+1 рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a) з використанням гладких вертикальних валків в Ui, і при цьому рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків в U i+1, або рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків в U i, і при цьому рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a), з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1. У процесі прокатки рейок відповідно до даного винаходу заготовку рейки переміщають в повністю безперервний багатоклітьовий обробний стан, який переважно складається з щонайменше п'яти клітей. Переважно, але не обов'язково, горизонтальна кліть є першою кліттю, при цьому універсальні кліті розташовані нижче горизонтальної кліті, якщо дивитися в напрямку прокатки. Кліті обробного прокатного стану функціонують разом, тобто, після заправки предмет виробництва, що підлягає прокатці, прокатують в усіх клітях одночасно. Зазначено, що ця повністю безперервна багатоклітьова прокатка вимагає ретельного вибору схеми прокатки і швидкостей обертання відповідних клітей, тому що обсяг матеріалу, що проходить через кожну з клітей має бути однаковим у будь-який визначений момент часу. Якщо це не так, то у випадку, коли наступна кліть обертається швидше безпосередньо попередньої, може виникнути або поперечне звуження, або злам матеріалу, або, у випадку, коли наступна кліть обертається повільніше безпосередньо попередньої, може утворитися петля матеріалу між двома клітями. Проте використання повністю безперервного обробного стану нескінченної прокатки, через який матеріал проходить лише один раз, забезпечує те, що відрізок часу від початку прокатки до завершення прокатки заготовки рейки, за який формується готова рейка, максимально короткий і, отже, різниця температур між передньою і хвостовою частиною рейки зводиться до мінімуму. Більш того, більш швидка прокатка обумовлює великий ступінь деформації при прокатці, тим самим, більш дрібну мікроструктуру. Універсальна прокатка відповідно до винаходу, відбувається таким чином, що відповідні підошви полиці заготовки рейки прокатують з застосуванням гладких вертикальних валків і фігурних горизонтальних валків. Щонайменше один з вертикальних валків універсальної кліті в обробному прокатному стані містить вертикальний валок для обробки частини у вигляді головки рейки. Перед прокаткою заготовку рейки доводять до температури придатної для прокатки. Зазвичай, температура нагрівання для сталевих рейок обирається так, щоб температура кінця прокатки (тобто температура, при якій відбувається остання деформація) усе ще знаходилася в аустенітній області, тобто вище Ar3. Після завершення обробки рейки, вона може бути охолоджена у нерухомому повітрі (природне охолодження) або у водяному душі, тумані, повітрі, що нагнітається або шляхом занурення в охолоджувач (прискорене охолодження). Такі режими охолодження відомі. 2 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Перевага даного способу відповідно до винаходу, який включає чергування обробки лише нижньої частини у вигляді підошви вертикальними валками в одній універсальній кліті, а потім лише частини у вигляді головки вертикальними валками у наступній або попередній універсальній кліті, щонайменше в одній комбінації двох послідовних клітей U i та Ui+1 полягає в тому, що головку та підошву піддають більшим деформаціям через відсутність горизонтальних прокатних станів між універсальними клітями або після універсальних клітей. Також слід зазначити, що у контексті даного винаходу універсальна кліть обладнана двома гладкими вертикальними валками, які не обробляють ані нижню частину у вигляді підошви, ані головку рейки, також може розглядатися як горизонтальна кліть прокатного стану, оскільки вона спричиняє той же ефект. Слід зазначити, що терміни вертикальний і горизонтальний вживаються для позначення, про які валки йде мова. Вісь обертання горизонтальних валків приблизно горизонтальна, а вісь обертання вертикальних валків приблизно перпендикулярна горизонталі. Всі варіанти здійснення описані як такі, у яких шийка заготовки в цілому горизонтальна. Варто виділити, однак, що даний винахід все-таки може бути виконаний із шийкою заготовки у вертикальному положенні, особливо, в обробному прокатному стані. Важливо здійснювати кування частини у вигляді головки під час перебування в універсальних клітях, а потім здійснювати формування. В універсальних клітях, де тільки підошва обробляється гладкими вертикальними валками, головка обробляється з використанням фігурних горизонтальних валків. В універсальних клітях, де тільки головка обробляється гладкими вертикальними валками, підошва обробляється з використанням фігурних горизонтальних валків. Ширину головки та підошви обробляють тільки з використанням фігурних горизонтальних валків: частину у вигляді шийки і частину у вигляді головки обробляють по товщині також як і підошва, при цьому в цих клітях або проходах рейка не піддається ніякій обробці у висоту: відстань від верхньої точки головки до нижньої частини підошви залишається незмінною. Кування в універсальних клітях забезпечує пряме прикладання тиску до частини у вигляді головки в області верхньої точки (поверхня, що контактує з колесом потяга при експлуатації), і це запобігає появі дефектів прокатки, тому що рейка зменшується до необхідних розмірів. Довжина відстані між частиною верхньої точки головки і нижньою частиною підошви зменшується. Частина у вигляді підошви зменшується в тому ж напрямку, що і частина у вигляді головки, у результаті протидіючої сили, прикладеної вертикальним гладким валком, що обробляє частину у вигляді підошви. У типових способах універсальної прокатки частина у вигляді головки зменшується в двох напрямках, тобто верхня точка і бічні поверхні. У процесі, згідно із даним винаходом, завжди буде щонайменше п'ять універсальних клітей, через які повинна буде пройти рейка, щоб забезпечити якісний продукт. У звичайних способах вища точка головки обробляється тільки з дуже невеликим додаванням сили в напрямку, передбаченому універсальним способом. При універсальному способі частина у вигляді головки кується інтенсивно, у цьому винаході щонайменше 5 разів, з прикладанням безпосереднього тиску до верхньої точки головки, у трьох випадках з використанням вертикальних валків. У відомому універсальному процесі прокатки рейок валок, що обробляє головку в конструкції універсальної кліті, профілюють і формують так, щоб він підходив кожній окремо взятій частині. Використання фігурних вертикальних робочих валків має на увазі, що валки спеціально виконані для конкретної кліті. Також знос фігурного вертикального робочого валка позначиться на якості поверхні частини у вигляді головки рейки. У процесі згідно із даним винаходом обидва вертикальні валки, що оброблюють частину у вигляді підошви та частину у вигляді головки, є гладкими. У фігурних вертикальних валках немає потреби, тим самим зменшується потреба у валках, спеціально виконаних для конкретної кліті. Також спрощується технічний догляд за вертикальними валками, тому що зникає необхідність в оснащенні валків контуром під час зачищення валка, щоб видалити зношену поверхню. Це забезпечує експлуатаційну гнучкість не тільки в продуктах, але й у клітях. Також це забезпечує рентабельність. При використанні гладких вертикальних валків в універсальних клітях під час зміни робочих валків, будь-який валок може бути використаний у будь-якій кліті. Також використання різних клітей для прокатки схожих продуктів може бути не обов'язковим, як при універсальному процесі з застосуванням вертикальних валків, адже з застосуванням фігурних вертикальних валків, профіль верхньої точки зміниться і тому може знадобитися зміна кліті. Гладкі вертикальні робочі валки просто потребують зміни в налаштуваннях схеми прокатки. 3 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ця експлуатаційна гнучкість у використанні робочих валків для різних схем прокатки і в різних прокатних клітях заощаджує як час, так і гроші. Також досяжними представляються кращі показники допуску рейок за розміром. Також, може бути зменшена кількість змінних комплектів рейок. Перевага процесу, що здійснюється відповідно до даного винаходу, полягає в тому, що запобігаються дефекти частини у вигляді головки в результаті більшої обробки головки в порівнянні з відомими процесами. Так як головка піддається більшій безпосередній обробці в області верхньої точки, будь-які потенційні дефекти поверхні, що викликаються прокаткою, прокатують, і, отже, відсутні в готовому продукті. В одному варіанті здійснення даного винаходу щонайменше у двох комбінаціях двох послідовних клітей Ui та Ui+1 та Uj та Uj+1, де i менше або дорівнює (j-2) рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a) з використанням гладких вертикальних валків в Ui та Uj, при цьому рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків Ui+1 та Uj+1; або рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків в U i та Uj, і при цьому рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a), з використанням гладких вертикальних валків Ui+1 та Uj+1; або рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків в Ui та Uj+1, і при цьому рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a), з використанням гладких вертикальних валків Ui+1 та Uj; або рейку обробляють з головки (3a), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1 та Uj і при цьому рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3a), з використанням гладких вертикальних валків Ui та Uj+1. Даний варіант здійснення забезпечує навіть більшу ступінь деформації головки та підошви, і, таким чином, будь-які дефекти видаляють за допомогою даного способу. Переважно дві комбінації розміщують у безпосередній послідовності одна відносно іншої, тобто i=j-2. В принципі, може бути більш ніж дві комбінації (тобто 3 або 4) за умови наявності достатньої кількості прокатних клітей у обробному прокатному стані. Однак винахідники з'ясували, що дві комбінації є особливо ефективними при виготовленні високоякісної рейки в результаті стабільного термомеханічного процесу. При використанні більшої кількості клітей контроль температури прокатного матеріалу стає більш складним, що потенційно призводить до занадто низьких температур прокатки, або потенційно робить необхідною наявність увімкнутого нагрівального обладнання. В одному варіанті здійснення обробний прокатний стан містить одну горизонтальну кліть і шість універсальних клітей. Було визначено, що ця конфігурація дозволяє досягти максимальної експлуатаційної гнучкості і продуктивності. У одному варіанті здійснення обробний прокатний стан складається з однієї горизонтальної кліті (H1) та шістьох універсальних клітей (U2-U7), переважно у конфігурації H1-U2-U3-U4-U5U6-U7. Переважно є дві комбінації двох послідовних клітей Ui та Ui+1 та Uj та Uj+1, де i менше або дорівнює (j-2), де U2 та U3 є однією комбінацією, а U4 та U5 – іншою. У варіанті здійснення заготовку рейки отримують шляхом лиття заготовки рейки з литої сталі. За рахунок забезпечення заготовки рейки з альтернативного джерела або на додаток до прокатних заготовок рейок, або замість прокатних заготовок рейок залежність одержання заготовок рейок від чорнових клітей зменшується. Таким чином, продуктивність обробного прокатного стану може бути суттєво збільшена. Вибравши відповідну схему прокатки і лиття, заготовка рейки може бути завантажена в нагрівальну піч у нагрітому стані до прокатки, таким чином потенційно зберігаючи енергію. Лита заготовка може бути асиметричною або симетричною відносно осьової лінії частини у вигляді шийки заготовки рейки. У варіанті здійснення даного винаходу заготовку рейки отримують шляхом: - обтискної прокатки блюма у чорновому прокатному стані переважно з квадратним або прямокутним перетином до заготовки з, в цілому, прямокутним перетином, або шляхом - лиття заготовки з, в цілому, прямокутним перетином. У контексті даного винаходу чорновий прокатний стан має розумітися як такий, що містить у собі обтискний прокатний стан для перетворення блюма в заготовку з, головним чином, прямокутним перетином, і проміжний прокатний стан для перетворення заготовки в заготовку рейки. 4 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Переважно заготовка має, в цілому, квадратний перетин. Для того щоб отримати заготовку рейки, литий профіль або прямокутну або квадратну заготовку витягають з обтискного прокатного стану і поміщають у проміжний прокатний стан, де головці і підошві будуть задані різна ширина і товщина, сформована в проміжній реверсивній операції відповідно до калібрування прокатних валків. Таким чином, заготовка рейки на стадії обробки в проміжному прокатному стані формою нагадує рейку в її остаточному варіанті виконання, але є крупнішою в розмірах ніж готовий рейковий продукт. Оскільки у головки і підошви рейки майже однакова площа поперечного перерізу, необхідна прямокутна або квадратна заготовка з обтискного прокатного стану або ливарної машини може подаватися в проміжний прокатний стан для виробництва заготовки рейки. Знову, вибравши відповідну схему прокатки або лиття, квадратна лита заготовка може бути завантажена в нагрівальну піч у нагрітому стані до прокатки, таким чином, одержуючи потенційне заощадження енергії. Даний процес можна порівняти з відомим способом виробництва рейки, хоча блюм перетворюється не в "таврову" конфігурацію, а в, головним чином, прямокутну заготовку. Використання прямокутних або квадратних заготовок як вихідної сировини або матеріалу, на відміну від проходження через фазу "таврового профілю", значно зменшує кількість затрачуваного часу в реверсивному прокатному стані під час обтискної операції. Заготовка також може бути литою формою. Шляхом отримання прямокутних або квадратних заготовок з альтернативного джерела, або на додаток до прокатних прямокутних або квадратних заготовок, або замість прокатних прямокутних або квадратних заготовок залежність отримання заготовок від обтискного прокатного стану зменшується. Таким чином, продуктивність обробного прокатного стану може бути суттєво збільшена. Спосіб не має потреби в збільшенні кількості чорнових або проміжних проходів і, отже, не вимагає додаткових клітей. Використання прямокутних або квадратних заготовок із простим перетином уможливлює виконання чорнової обробки з єдиною чорновою кліттю і єдиною проміжною кліттю, таким чином, забираючи такі потенційно складні операції, як перегинання або поворот, як у способі з "тавровим профілем". У варіанті здійснення даного винаходу чорновий прокатний стан є реверсивним прокатним станом. Для того щоб забезпечити однакове подовження головки, нижньої частини і шийки рейки при кожному проході, повинно бути допущено не більш одного проходу в кожному кармані. Це дозволяє прокочувати рейки з простих прямокутних або квадратних заготовок, оптимізуючи процес чорнової обробки, що у звичайних способах займає близько 70 відсотків сумарного часу прокатки рейки, і при цьому використовувати таку ж вихідну сировину як при виробництві балок двотаврового профілю із широкими полками і балок двотаврового профілю з вузькими полками. У варіанті здійснення проміжний прокатний стан формує прямокутну заготовку в заготовку рейки, що асиметрична відносно осьової лінії частини у вигляді шийки заготовки рейки. Перевага асиметричної заготовки рейки полягає в тому, що вона забезпечує хорошу подачу з кожної кліті обробного прокатного стану, дозволяючи здійснювати м'який перехід з однієї кліті в наступну без ризику викривлення в прокатному стані. В одному варіанті здійснення прокатний блюм та заготовка залишаються головним чином симетричними відносно можливої осьової лінії частини у вигляді шийки заготовки рейки через увесь процес прокатки блюма до готової рейки. Перевагою такого симетричного процесу є те, що верхні та нижні валки є однаковими. У варіанті виконання даного винаходу остання універсальна кліть обробного прокатного стану є напівуніверсальною кліттю, що складається з двох фігурних горизонтальних валків для обробки частини у вигляді головки і частини у вигляді шийки, один гладкий вертикальний валок для обробки нижньої частини у вигляді підошви, і один гладкий вертикальний передавальний валок, розташований напроти гладкого вертикального валка для обробки нижньої частини у вигляді підошви. Передавальний валок не оброблює верхню точку рейки. Випускна кліть є напівуніверсальною і складає частину лінії прокатки безперервної дії. Випускна універсальна кліть прокатує частину, приводячи її до кінцевих розмірів, необхідних споживачу. Використання напівуніверсальної кліті у випускній кліті дозволяє готовим продуктам мати точні допустимі відхилення і якісну поверхню в області головки і підошви рейки. У варіанті здійснення даного винаходу всі універсальні прокатні кліті Ux можуть бути замінені напівуніверсальними клітями, якщо обробляють лише верхню точку рейки або нижню частину у вигляді підошви. На фіг. 4 кожна з універсальних клітей U3-U7 у разі необхідності може бути 5 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 замінена напівуніверсальними клітями. Однак переважним є те, щоб усі універсальні кліті були повністю універсальними клітями з точки зору керування та потужності. Згідно із другим аспектом даного винаходу забезпечено прокатний стан для прокатки рейки відповідно до способу описаного вище, де прокатний стан містить багатоклітьовий безперервний обробний стан нескінченної прокатки, який містить щонайменше одну горизонтальну кліть (Н) і щонайменше п'ять чотиривалкових універсальних клітей (U), при цьому кожна універсальна кліть (U x) містить лише гладкі вертикальні валки для формування нижньої частини (2а) у вигляді підошви і частини (3а) у вигляді головки рейки, і при цьому кожна універсальна кліть (Ux) містить два фігурних горизонтальних валка для формування бічних поверхонь (6а, 6b) рейки, зокрема, частини (4a, 4b) у вигляді шийки рейки. Представляється можливим прокатувати і рейки, і профілі, використовуючи той самий обтискний прокатний стан. У цілому прямокутна або квадратна лита або прокатна заготовка може бути, за допомогою прокатки перетворена в балку двотаврового перетину із широкими полками або балку двотаврового перетину з вузькими полками з використанням того самого обробного прокатного стану не тільки з однієї і тієї ж заготовки, що використовують для прокатки рейок, але і з використанням тих самих гладких вертикальних валків у чотиривалковій універсальній конфігурації. Коли прокатний стан переобладнують зі стану для прокатки рейок у сортовий прокатний стан, фігурні горизонтальні валки в універсальних клітях замінюють гладкими горизонтальними валками, що здійснюють формування шийки двотаврового перетину з вузькими полками або шийки двотаврового перетину із широкими полками. Ця заміна може бути виконана набагато швидше, таким чином, скорочуючи час простою прокатного стану. Також зменшуються витрати на валки, тому що вертикальні валки однакові. Прокатний стан також став експлуатаційно більш гнучким. Відповідно до третього аспекту надається рейка, виготовлена відповідно до описаного вище способу. У результаті більш екстенсивної обробки головки в порівнянні з відомими способами кінцева мікроструктура головки в готовій рейці є дрібнішою, та імовірність появи дефектів зменшується ще більше. Далі даний винахід буде додатково пояснено за допомогою наступних не обмежуючих креслень. На фіг. 1 зображений типовий приклад прокатного стану типу "кросс-коунтрі". "Тавровий профіль" позначений еліпсом, виконаним пунктирною лінією. Фігурні вертикальні валки використовують для надання форми головці рейки в U1-U4 і UF. Три еджерні кліті використовують у конфігурації E2-U1-U3-E1-U2-U4-E3-UF. На фіг. 2 зображений типовий приклад прокатного стану з використанням калібрів при виконанні обертальних рухів. "Тавровий профіль" позначений еліпсом, виконаним пунктирною лінією. На фіг. 3 схематично представлений процес перетворення заготовки 1 у рейку. Заготовка на фігурі 3а містить частину 2 у вигляді підошви, частину 3 у вигляді головки і частину 4 у вигляді шийки, що з'єднує частину 2 у вигляді підошви і частину 3 у вигляді головки. Заготовка має симетричний перетин відносно осьової лінії (штрих пунктирна лінія) частини 4 у вигляді шийки. Заготовка не обов'язково повинна бути симетричною відносно до лінії перпендикулярної до осьової лінії, хоча у даному випадку так воно і є. На фіг. 3b форма рейки зображена разом із заготовкою, з якої рейка виконана. Очевидно, що співвідношення площі поперечного перерізу головки і підошви заготовки майже не відрізняється від співвідношення головки і підошви рейки, тому що, інакше, пропускання сталі крізь міжвалковий зазор викликає деформацію рейки між клітями і при виході з останньої кліті. На фіг. 3с нижня частина підошви рейки 6 позначена позицією 2а. Ця нижня частина підошви рейки є частиною рейки, що розташовується на шпалі або підрейковій основі. Верхня точка головки, тобто, частина, що в результаті вступає в контакт із колесами потяга, позначена позицією 3а. Бічні поверхні шийки позначені позиціями 4а і 4b, при цьому позиції 7а і 7b позначають повну лінію вигину бічної поверхні, що починається від верхньої точки головки, і закінчується нижньою частиною підошви. 7а і 7b є частинами, формованими горизонтальними валками. Таким чином, 4а є частиною 7а. 2а і 3а є частинами, формованими вертикальними валками. Фіг. 4 являє собою схематичне зображення процесу відповідно до винаходу. На фіг. 4с зображений обробний прокатний стан, на якому, починаючи з заготовки, виготовляють готову рейку в семиклітьовому безперервному стані нескінченної прокатки H1-U2-U3-U4-U5-U6-U7, у якому всі вертикальні валки є гладкими валками. Комбінація U3 і U4 та комбінація U5 і U6 є комбінаціями, де у U3 і U5 за допомогою гладкого вертикального валка обробляють лише 6 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 підошву, і де в U4 і U6 за допомогою гладкого вертикального валка обробляють лише головку. В усіх універсальних клітях і горизонтальних клітях шийку рейки обробляють. На фіг. 4b представлений процес перетворення квадратної заготовки в заготовку рейки в проміжному прокатному стані, а на фіг. 4а представлений процес перетворення блюма у квадратну заготовку в обтискному прокатному стані. Обтискний прокатний стан і проміжний прокатний стан спільно являють собою чорновий прокатний стан. Процес, схематично зображений на фіг. 4b і 4с, також можна почати з литої квадратної заготовки або з литої заготовки рейки відповідно. Слід зазначити, що орієнтації рейок та клітей, згадані вище у даному описі з точки зору горизонтальності та вертикальності, є такими, які використовують у звичайній практиці. Однак, слід розуміти, що винахід також можна використовувати у прокатних станах, де орієнтація рейок і валків обертається на 90°, або фактично обертається на будь-яку величину відносно повздовжньої осі рейки, яку потрібно повернути. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб прокатки сталевих рейок, що включає: забезпечення заготовки (5) рейки, що містить частину (2) у вигляді підошви, частину (3) у вигляді головки і частину (4) у вигляді шийки, що з'єднує частину у вигляді підошви і частину у вигляді головки; виконання остаточної обробки заготовки рейки для формування сталевої рейки (6) у багатоклітьовому безперервному обробному стані нескінченної прокатки, який містить щонайменше одну горизонтальну кліть (Н) і щонайменше п'ять чотиривалкових універсальних клітей (U), при цьому кожна універсальна кліть (Ux) містить лише гладкі вертикальні валки для формування нижньої частини (2а) у вигляді підошви і частини (3а) у вигляді головки рейки, а також кожна універсальна кліть (Ux) містить два фігурних горизонтальних валки для формування бічних поверхонь (7а, 7b) рейки, зокрема частини (4а, 4b) у вигляді шийки рейки, причому заготовку рейки прокатують тільки один раз через зазначений обробний прокатний стан, де щонайменше у одній комбінації двох послідовних клітей U i та Ui+1: рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3а), з використанням гладких вертикальних валків в Ui, і при цьому рейку обробляють з головки, а не з підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1, або рейку обробляють з головки (3а), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui, і при цьому рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше у двох комбінаціях двох послідовних клітей Ui та Ui+1 та Uj та Uj+1, де і менше або дорівнює (j-2): рейку обробляють з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, а не з головки (3а), з використанням гладких вертикальних валків в Ui і Uj, і при цьому рейку обробляють з головки, а не з підошви, з використанням гладких вертикальних валків в U i+1 та Uj+1, або рейку обробляють з головки (3а), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui і Uj, і при цьому рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1 та Uj+1, або рейку обробляють з головки (3а), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui і Uj+1, і при цьому рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в U i+1 та Uj; або рейку обробляють з головки (3а), а не з нижньої частини (2а) у вигляді підошви, з використанням гладких вертикальних валків в Ui+1 і Uj, і при цьому рейку обробляють з підошви, а не з головки, з використанням гладких вертикальних валків в U i та Uj+1. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що обробний прокатний стан містить одну горизонтальну кліть і шість універсальних клітей. 4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що обробний прокатний стан складається з однієї горизонтальної кліті (Н1) та шістьох універсальних клітей (U2-U7), переважно у конфігурації H1-U2-U3-U4-U5-U6-U7. 5. Спосіб за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що заготовка рейки є литою заготовкою сталевої рейки або прокатаною заготовкою сталевої рейки. 6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що заготовку (1) рейки забезпечують за допомогою: 7 UA 105251 C2 5 10 15 20 25 обтискної прокатки блюма (8) у чорновому прокатному стані, переважно з прямокутним перетином, до заготовки з, в цілому, прямокутним перетином, з наступним формуванням заготовки (1) рейки з прямокутної заготовки у проміжному прокатному стані, або за допомогою лиття заготовки з, в цілому, прямокутним перетином, з наступним формуванням заготовки (1) з литої заготовки у проміжному прокатному стані. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що чорновий прокатний стан є реверсивним прокатним станом. 8. Спосіб за п. 6 або п. 7, який відрізняється тим, що проміжний прокатний стан формує прямокутну заготовку в заготовку рейки, що асиметрична відносно осьової лінії частини у вигляді шийки заготовки рейки. 9. Спосіб за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що прокатний блюм та заготовки залишаються, головним чином, симетричними відносно можливої осьової лінії частини у вигляді шийки заготовки рейки протягом усього процесу прокатки блюма до готової рейки. 10. Прокатний стан для прокатки рейки відповідно до способу за будь-яким із пп. 1-9, де прокатний стан містить багатоклітьовий безперервний обробний стан нескінченної прокатки, який містить щонайменше одну горизонтальну кліть (Н) і щонайменше п'ять чотиривалкових універсальних клітей (U), при цьому кожна універсальна кліть (U x) містить лише гладкі вертикальні валки для формування нижньої частини (2а) у вигляді підошви і частини (3а) у вигляді головки рейки, і при цьому кожна універсальна кліть (U x) містить два фігурних горизонтальних валка для формування бічних поверхонь (7а, 7b) рейки, зокрема частини (4а, 4b) у вигляді шийки рейки. 11. Прокатний стан за п. 10, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю перетворювання у прокатний стан для прокатки балок двотаврового перетину із широкими полками за допомогою заміни фігурних горизонтальних валків в усіх горизонтальних клітях на гладкі горизонтальні валки. 8 UA 105251 C2 9 UA 105251 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10