重轨的生产通常采用两种方法（见图1）：一是传统的两辊模式，二是采用四辊的万能模式。两辊模式生产的重轨，其表面质量、断面尺寸精度和轨冠的饱满度均不能满足现代高速重轨的要求。现代先进的重轨生产线均采用四辊万能模式来生产。
传统两辊模式轧制
万能模式轧制
图1 两辊模式与万能模式轧制重轨图
万能法轧制钢轨是法国钢铁集团阿央日厂1973年首先开发成功并获取专利的，后又被日本、巴西、南非、美国、澳大利亚等国采用。现万能法轧制钢轨已被世界认同，这是生产高精度钢轨的最好工艺。 万能轧制法具有以下特点：
(1)上下对称轧制，不存在闭口槽：
(2)万能轧机左右立辊直径水同，压F量较大的头部立辊直径较小，而压下量较小的底部立辊直径大，以保证咬八时是右立辊能同时接触轧件，防止轧件^二右窜动，并保持其变形区长度和左右立辊轧制力近似相等；
(3)轧边机可快速横移。由于万能轧机的水平辊和立辊辊型固定，孔型大小随各道压下量而变，而轧边机只轧制轨头和轨底侧面，不轧腰，因此轧边机上刻有数个尺寸不同的孔型，在往复轧制过程中，轧边机要快速横移。
(4)万能轧制过程中．要固定重轨水平轴线位置，以便4个轧辊同时进行上下对称轧制。为此，在轧机上设有自动导引装置，依靠可调整的入口上下卫板，使每道轧件水平轴线与水平轧制线对中。
与常规轧制法相比，万能轧制法具有产品尺寸精确，轧件内部残余应力小，轨底加工好，轧辊磨损及电能消耗少，调整比较灵活等优点．产量可提高1.8倍，作业率提高10％，轧辊
消耗降低20％。
孔型系统一般为：箱形孔→帽形切深孔→帽形延伸孔→轨形切深孔→立压孔→轨形延伸孔→万能粗轧孔→轧边孔步进式加热炉→万能中轧孔→轧边孔→万能精轧孔。
轧制重轨的万能孔型特点是：
(1)孔型设计对称；
(2)轧件通过孔型各部分的速度差小：
(3)利用立辊和轧边孔型控制轨高、轨头宽和轨底宽。孔型设计原则应保证金属流动趋于平衡和轧制稳定。
万能模式生产高速重轨的基本流程是：钢坯在步进式炉内加热到轧制温度后，被送到开坯机进行开坯形成重轨雏形，然后在万能粗轧机组进行可逆多道次粗轧，最后在万能精轧机上轧出成品。成品重轨在热状态下由热锯切成定尺后，送至步进式冷床，首先进行热预弯，冷却到室温后经过平立复合矫直机矫直，再对重轨进行表面和内部质量检查(对重轨断
面及平直度等进行自动检测、涡流探伤及超声波探伤)，然后采用联合锯钻组合机床对重轨进行切头、钻孔、倒棱、轨端淬火，最后对加工好的成品轨进行质量抽查和包装，工艺流程见图2。
图2 高速重轨生产工艺流程
一、国外重轨生产概况
目前，国外大约有20多个比较知名的重轨生产厂家。其中最为著名钢轨生产厂家的概况如下表1。
表1 国外采用万能轧机轧制钢轨的典型工厂
序号 | 国家 | 工厂名称 | 投产 年代 | 轧机组成及布置 |
1 | 日本 | 新日铁八幡钢轨厂 | 1970 (改造) | |
2 | 法国 | 洛林钢铁公司萨西洛尔·阿央日厂（corus） | 1973 (改造) | |
3 | 美国 | 惠林－匹兹堡钢公司莫内森厂 | 1981 (新建) | |
4 | 南非 | 依斯科·比勒陀厂 | 1974 (新建) | |
5 | 澳大利亚 | 布罗肯·希尔公司 | 1982 (新建) | |
6 | 波兰 | 卡托维兹冶金厂 | 1978 (新建) | |
7 | 俄罗斯 | 库兹涅茨克冶金厂 | 1987 (改造) | |
8 | 韩国 | 江源工业公司浦项厂 | 1994 (改造) | |
9 | 巴西 | 米拉斯·吉拉斯钢公司 | 1989 (计划) | |
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其中，法国CORUS公司和日本新日铁公司是生产高速重轨的典型代表，两者的生产设备及工艺与非常相似。生产重轨的基本生产流程为：转炉炼钢—精炼—真空处理—连续浇铸—步进式加热炉加热—高压水喷射除鳞—万能轧制—热打印—热锯切—热预弯—精整（包括矫直、轨端液压矫直）—重轨在线检测（包括激光平直度检测、涡流及超声波探伤、端面及几何尺寸测量等）—入库。但在轧机机架和布置上，新日铁公司与法国CORUS公司有所不同。新日铁采用两架开坯机BD1+BD2以及3架万能轧机U1(E1)+U2（E2）+UF轧制重轨。法国CORUS公司首先采用2台950型孔型轧机，轧制7道次，然后通过3台万能轧机各轧制一次，最后万能轧机精轧一次，总共经过11道次轧制。为了保证钢轨的表面质量，不仅对钢坯采用高压水除鳞，在随后的轧制以及矫直过程中均采用高压风除鳞。对钢轨端部3m范围内，采用激光探头对平直度进行检测（轨头顶面和轨头侧面均匀分布4 个激光探头, 检测钢轨头部顶面及侧面平直度），然后根据检测结果由四面液压矫直机进行钢轨端部0-3m范围内的矫直，以保证高速铁路钢轨端部平直度达到下述要求：垂直向上≤0.4mm/2m，垂直向下≤0.2mm/2m，水平方向≤0.5mm/2mm。
二、 国内重轨生产概况
为了满足我国高速铁路的钢轨需求，截至2008年，攀钢、包钢、鞍钢、武钢四家国内钢轨生产厂家先后引进国外先进技术和设备，投资完成了重轨生产线包括精炼、精轧、精整、长尺化生产和集中检测技术设备的现代化改造，改造后的重轨生产设备及生产工艺技术达到了国际先进水平，为我国铁路采用国产钢轨大规模修建高速铁路奠定了坚实基础。
改造后四家企业的重轨钢生产工艺基本相似，即：转炉→LF炉→VD/RH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。轧制线工艺流程见表2。
表2 国内重轨轧制主要厂家轧制流程表
鞍钢 | 攀钢 | 包钢 | 武钢 |
步进式加热炉→多级除磷→万能轧机（5机架）→自动热打印→热锯切头尾→钢轨预弯→步进式冷床冷却 | 步进式加热炉→多级除磷→万能轧机（7机架）→自动热打印→热锯切头尾→钢轨预弯→步进式冷床冷却 | 步进式加热炉→多级除磷→万能轧机（5机架）→自动热打印→热锯切头尾→钢轨预弯→步进式冷床冷却 | 步进式加热炉→多级除磷→万能轧机（5机架）→自动热打印→热锯切头尾→钢轨预弯→步进式冷床冷却 |
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攀钢采用七机架模式：BD1+BD2+U1E1+U2E2+UF。
其他三家采用的是五机架紧凑型模式：BD1+BD2+UREUF。
三、各钢厂万能轧制线主要设备
1 鞍钢
1.1 工艺概述
由炼钢厂生产的无缺陷铸坯，在850℃左右装入步进式加热炉， 加热到1250℃的钢坯经高压水第一次除磷后，由Ф1150轧机、Ф1100轧机轧制，再经第二次除磷后经万能机组轧制成成品; 经热锯锯切成定尺或倍尺，通过热打印机在轧件上打印标识后，上步进式冷床前进行预弯、冷却。
图 3 鞍钢万能轧制生产重轨工艺流程图
1.2 主要生产设备概况
1.2.1 加热炉
炉前装料机采用适合四流连铸坯直接热装需要的硬钩式吊车; 加热炉为步进式加热炉， 其步进机构采用双轮斜轨高刚度框架， 配合预应力炉梁安装， 冷态试车跑偏量≤2mm， 计算机控制烧钢， 操作画面直观逼真， 操作简单易学。
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