Существующие состояние и перспективы развития технологии производства рельсов на ЕВРАЗ НТМК | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Литвинов Р. А., Стаканчиков В. В., Усков А. А. Существующие состояние и перспективы развития технологии производства рельсов на ЕВРАЗ НТМК // Молодой ученый. — 2014. — №20. — С. 162-167. — URL https://moluch.ru/archive/79/14098/ (дата обращения: 16.11.2018).

Вступление

В настоящее время основные производители рельсовой продукции в России завершили этап модернизации основного оборудования, целью которой является производство и поставка ОАО «РЖД» рельсов, по уровню качества, эксплуатационной долговечности и надежности, соответствующих рельсам ведущих мировых производителей.

Полную реконструкцию провел Новокузнецкий металлургический комбинат, который сейчас уже может выпускать рельсы, термически упрочненные дифференцированной закалкой сжатым воздухом с прокатного нагрева (аналог технологии закалки рельсов используемой в Японии, «Nippon Steel Corporation»).

Челябинский металлургический комбинат осуществил комплекс работ по строительству нового производства рельсов на территории России. Рельсы будут дифференцированно упрочняться способом закалки головки в растворе полимера с прокатного нагрева (аналог технологи закалки с прокатного нагрева используемой в Австрии, “VOEST-Alpine”).

Введённое в эксплуатацию новое оборудование термической обработки рельсов на ЗСМК (КМК, г. Новокузнецк) и ЧМК (Мечел, г. Челябинск) предусматривают дифференцированную закалку с прокатного нагрева, аналогичную рельсам Японского и Австрийского производства. Испытания рельсов термообработанных с прокатного нагрева и повторного нагрева показали, что ударная вязкость и трещиностойкость рельсов термообработанных с прокатного нагрева, существенно ниже, чем эти свойства рельсов, термообработанных с повторного нагрева.

Нижнетагильский металлургический комбинат завершил проект: «Техническое перевооружение рельсобалочного цеха ОАО «ЕВРАЗ НТМК». Дальнейшим развитием рельсового производства на комбинате является замена существующего оборудования объемной термообработки рельсов в масле, на новое позволяющие дифференцированно по сечению термообрабатывать рельсы с повторного нагрева, что позволит получить конкурентное преимущество и освоить производство рельсов с уникальными физико-механическими свойствами.

В результате реализации проекта «Техническое перевооружение рельсобалочного цеха ОАО «ЕВРАЗ НТМК» в технологическом потоке производства рельсов внедрен комплекс современного оборудования.

На участке стана введено оборудование гидросбива окалины (рис. 1), которое позволяет выполнять требования Евронорм (ЕN 13674–1:2011) и перспективные требования нового ГОСТ Р 51685–2013 по эффективному удалению окалины с поверхности заготовки и рельсов.

Описание: IMG_9195+

Рис. 1. Установка гидросбива окалины

 

На участке пил горячей резки введена в работу новая клеймовочная машина RSM 20/5 (рис. 2), позволяет выпускать рельсы с индивидуальным клеймом в соответствии с требованиями Евронорм ЕN 13674–1:2011 и нового ГОСТ Р 51685–2013. Реализуемый новой клеймовочной машиной состав маркировки и конфигурация символов позволяет идентифицировать каждый произведенный рельс в линии неразрушающего контроля в автоматическом режиме. Пример маркировки, нанесенной новой клеймовочной машиной, приведен на рисунке 3.

Описание: IMG_9113+

Рис. 2. Клеймовочная машина RSM 20/5

 

Рис. 3. Пример маркировки, нанесенной клеймовочной машиной RSM 20/5

 

Коренная модернизация проведена на участке отделки термоотделения. Установлен новый роликоправильный комплекс (рис. 4), который позволяет осуществлять правку рельсов по длине в горизонтальной и вертикальной плоскости в полном соответствии с требованиями Евронорм ЕN 13674–1:2011 и нового ГОСТ Р 51685–2013.

Описание: SNC01199

Рис. 4. Роликоправильный комплекс (РПК)

 

Установлены новые гидравлические правильные прессы (рис. 5), позволяющие осуществлять правку рельсов в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной, без кантовки, что позволило снизить риск получения вмятин, рисок. Прессы оборудованы лазерной системой контроля прямолинейности.

Описание: C:\Users\Администратор\Desktop\РК-2011 - Анапа\Для РК-2011\Изображение 019.jpg

Рис. 5. Гидравлический правильный пресс PHPL 350/200 30

 

Установлены новые сверлильно-отрезные станки типа SSB 700 Е55/60 (рис. 6) предназначены для перпендикулярного резания рельсов. Резка производится дисками с твердосплавными пластинами при одновременном сверлении отверстий в шейке рельса.

Описание: Изображение 007

Рис. 6. Сверлильно-отрезной станок типа SSB 700 Е55/60

 

Внедрение технологии порезки и сверления рельсов в термоотделении РБЦ позволяет выполнить жесткие допуски к точности изготовления рельсов по длине, а также качеству торцов, новое оборудование имеет техническую возможность снимать фаски с отверстий в автоматическом режиме в полном соответствии с требованиями Евронорм ЕN 13674–1:2011 и нового ГОСТ Р 51685–2013:

-        точность порезки на рельсах длиной 25 м………………………………. ±4 мм;

-        косина торцов……………………………………………………..не более 0,5 мм.

Установлена уникальная линия неразрушающего контроля рельсов. Оборудование неразрушающего контроля рельсов в термоотделении РБЦ технически имеет возможность в автоматическом режиме контролировать геометрические размеры рельсов (прямолинейность), внутренние и поверхностные дефекты, формировать индивидуальный паспорт качества каждого рельса содержащего результаты контроля.

Основное оборудование линии неразрушающего контроля включает:

-        станцию измерения профиля рельсов по всей длине;

-        станцию контроля прямолинейности;

-        станцию визуального контроля поверхностных дефектов;

-        станцию контроля поверхности вихревым током «EDDYTRON»;

-        станцию ультразвукового контроля внутренних дефектов в рельсах «мокрым методом»;

-        станцию ультразвукового контроля внутренних дефектов в рельсах «сухим методом»;

-        станцию маркировки и штрих-кодирования.

Внедренное в результате технического перевооружения оборудование позволило существенно повысить качество рельсов производства ЕВРАЗ НТМК, обеспечило возможность производства рельсов общего назначения в полном соответствии с современными требованиями, и улученными показателями качества:

-        повышение качества поверхности рельсов — за счет внедрения при прокатке рельсов на стане эффективного удаления окалины, а также дополнительного контроля поверхностных дефектов на установке вихретокового контроля;

-        повышение качества торцов рельсов, болтовых отверстий, точности порезки по длине — за счет внедрения операции порезки на новых сверлильно-отрезных станках в термоотделении;

-        идентификация каждого рельса в потоке, клеймение в соответствии с требованиями Евронорм EN 13674–1:2011;

-        контроль внутренних дефектов в области головки и шейки на станциях УЗК.

-        повышение уровня качества рельсов по общей прямолинейности и прямолинейности концов [1].

Дальнейшим логичным шагом в развитии технологии производства и повышения качества рельсов, производимых на ЕВРАЗ НТМК будет совершенствование технологии термообработки рельсов.

С 1966 года и по настоящие время на ЕВРАЗ НТМК для закалки рельсов применяется технология объемной термообработки всего профиля рельсов в масле с повторного печного нагрева. Данная технология ограничивает возможности комбината по расширению продуктовой линейки рельсов и не позволяет производить рельсы специального назначения, в том числе рельсы низкотемпературной надежности. Кроме того основное требование к современным термообработанным рельсам это дифференцированная закалка, т. е. закалка головки, потребители отказываются от объемнозакалённых рельсов в пользу дифференцированно термообработанных.

Введённое в эксплуатацию новое оборудование термической обработки рельсов на ЗСМК (КМК, г. Новокузнецк) и ЧМК (Мечел, г. Челябинск) предусматривают дифференцированную закалку с прокатного нагрева, аналогичную рельсам Японского и Австрийского производства. Испытания рельсов термообработанных с прокатного нагрева и повторного нагрева проведенные во ВНИИЖТ [2] показали что, ударная вязкость и трещиностойкость рельсов термообработанных с прокатного нагрева, существенно ниже, чем эти свойства рельсов, термообработанных с повторного нагрева.

Проведенными во ВНИИЖТ исследованиями было показано [3], что применение отдельного нагрева под закалку за счет получения мелкого зерна при его перекристаллизации в процессе повторного нагрева приводит к росту ударной вязкости в 1,4–2,0 раза, копровой прочности — в 2,0 раза, трещиностойкости в 1,5–1,8 раза, критического размера усталостных трещин — в 2,3–2,5 раза.

Микроструктура рельсов, термоупрочненных с повторного нагрева, за счет перекристаллизации обеспечивает значительно более высокий уровень свойств, характеризующих надежность рельсов (ударная вязкость, работа разрушения при -60°С, трещиностойкость), что особенно важно в условиях низких климатических температур, присущих России. Поэтому рельсы, термоупрочненные с прокатного нагрева, не могут быть использованы как рельсы низкотемпературной надежности, так как имеют более низкую ударную вязкость при -60°С (10–15 Дж/см² против требуемой — не ниже 25 Дж/см²).

Нижнетагильский металлургический комбинат совместно с российским предприятием НПП «Томская электронная компания» (НПП «ТЭК»), провел научно-исследовательскую и опытно-конструкторская работу, в результате которой на производственной площадке НПП «ТЭК», на опытно-промышленной установке опробована технология производства рельсов дифференцированно-упрочненных, в том числе рельсов специального назначения с отдельного индукционного нагрева [4]. Результаты испытаний данных рельсов дифференцированно- упрочненных с повторного нагрева показали более высокий уровень их физико-механических свойств в сравнении с рельсами термообработанными с прокатного нагрева.

Основным отличием дифференцированно-упрочненных рельсов ДТ350 с повторного нагрева, от ДТ350 с прокатного нагрева является высокая ударная вязкость, трещиностойкость (см. табл. 1), копровая прочность рельсов, в том числе при низких температурах (испытаниях при -60 °С)

Заключение

Дальнейшим развитием технологии производства рельсов на ЕВРАЗ НТМК и повышением качества рельсов, будет внедрение вместо объемной закалки рельсов в масле с повторного печного нагрева, дифференцированной закалки рельсов воздухом управляемой влажности с повторного нагрева. Данная технология позволит производить рельсы с уникальными свойствами, в том числе специального назначения в разы превосходящие по своим физикомеханическим свойствам рельсы произведенные в Новокузнецке (КМК), Челябинске (ЧМК), Австрии, Японии, за счет применения повторного нагрева, что позволит сохранить конкурентоспособность «Тагильских» рельсов на рынке РФ, а также даст возможность предложить уникальный продукт иностранным потребителям рельсов.

Таблица 1

Сравнение свойств рельсов ДТ термообработанных с прокатного и повторного нагрева

Требования /Страна-изготовитель рельсов

Ударная вязкость KCU, Дж/см2 при +20 град.С

Трещиностойкость (циклическая), Кfc, МПа·м1/2

Норма с повторного нагрева

по ГОСТ Р 51685–2013

≥ 25

> 32

Норма с прокатного нагрева

по ГОСТ Р 51685–2013

≥15

> 32

Россия, ЕВРАЗ НТМК — ТЭК

(опытная партия, без правки)

Рельсы ДТ350 с повторного нагрева

40–48

92–100

Япония, рельсы поставляемые для РЖД в 2012 году, ДТ350 с прокатного нагрева

15–23

26–38

Австрия, рельсы поставляемые для РЖД

В 2012 году, ДТ350 с прокатного нагрева

19–20

25–38

 

Литература:

 

1.     Стаканчиков В. В., Литвинов Р. А. Результаты технического перевооружения РБЦ ОАО «ЕВРАЗ НТМК». Сборник научных докладов, по материалам рельсовой комиссии РК-2012. С. 88–95.

2.     Борц А. И.,Шур Е. А., Рейхарт В. А., и др. Перспективы развития рельсового производства в России. //www.rusnauka.com/17_AVSN_2012/Economics/9–112679.doc.html.

3.     Борц А. И., Шур Е. А. и др. Перспективная технология производства рельсов для высокоскоростного и тяжеловесного движения. Вестник ВНИИЖТ 6/2013. С 14–19.

4.     Хлыст С. В., Кузьмиченко В. М., и др. Опыт проведения дифференцированной термообработки рельсов воздушным способом по технологии «ТЭК-ДТО» на промышленной установке ТЭК-ДТО-13,6

Основные термины (генерируются автоматически): прокатный нагрев, повторный нагрев, рельс, ударная вязкость, RSM, ГОСТ Р, SSB, дифференцированная закалка, автоматический режим, полное соответствие.


Похожие статьи

Особенности диагностирования сварных соединений...

...отсутствовали нагревательные устройства для местного нагрева сварных соединений по режимам предварительного подогрева и

Следствием этого является образование околошовных трещин даже в сварных соединениях с полным проваром (рис.3), в том числе...

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

На некоторых ТЭС с теплонапряженными котлами проведены работы по оптимизации топочных режимов, снижению максимума и повышению...

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

В энергетике все чаще используются когенерационные и тригенерационные установки на базе ГТУ, где теплота выходных газов ГТУ используется для нагрева сетевой воды и выработки технологического пара (ГТУ-ТЭЦ)...

Метод ультразвукового упрочнения поверхностей узлов и деталей...

5. По завершении цикла обработки установка в автономном режиме завершает процесс упрочнения

5. Время обработки детали — 11 часов; 6. Диаметр и материал микрошариков — 1,5мм из стали 100С6 аналогШХ15 (ГОСТ 3722–81)

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Определение требуемой температуры печиотжига по заданному температурному режиму нагрева проволоки. Предложенную математическую модель можно использовать для определения температурного режима работы нагревательной печи отжига...

Контроль процесса пневмодробеструйного упрочнения...

Описано технологическое оборудование, режимы обработки, методы контроля, технологическая оснастка.

Разработка технологии упрочнения паротурбинного оборудования путем борирования с высокоскоростным нагревом ТВЧ.

Повышение качества отливок из стали 110Г13Л путем...

...наличием изотермической выдержки в режиме нагрева при температуре 650–700...

Скоростной нагрев до температуры закалки 1100–1150°C.

Выдержка при температуре закалки в течение времени, соответствующего толщине и...

Разработка технологии наплавки направляющих роликов...

Поэтому современные промышленные машины, в частности прокатные станы, значительно

В соответствии с технологией изготовления плавленых флюсов нельзя вводить в их состав

КПД нагрева катода дугой связанное с изменением характера переноса электродного металла...

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

На некоторых ТЭС с теплонапряженными котлами проведены работы по оптимизации топочных режимов, снижению максимума и повышению...

Особенности диагностирования сварных соединений...

...отсутствовали нагревательные устройства для местного нагрева сварных соединений по режимам предварительного подогрева и

Следствием этого является образование околошовных трещин даже в сварных соединениях с полным проваром (рис.3), в том числе...

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

В энергетике все чаще используются когенерационные и тригенерационные установки на базе ГТУ, где теплота выходных газов ГТУ используется для нагрева сетевой воды и выработки технологического пара (ГТУ-ТЭЦ)...

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Определение требуемой температуры печиотжига по заданному температурному режиму нагрева проволоки. Предложенную математическую модель можно использовать для определения температурного режима работы нагревательной печи отжига...

Разработка технологии наплавки направляющих роликов...

Поэтому современные промышленные машины, в частности прокатные станы, значительно

В соответствии с технологией изготовления плавленых флюсов нельзя вводить в их состав

КПД нагрева катода дугой связанное с изменением характера переноса электродного металла...

Повышение качества отливок из стали 110Г13Л путем...

...наличием изотермической выдержки в режиме нагрева при температуре 650–700...

Скоростной нагрев до температуры закалки 1100–1150°C.

Выдержка при температуре закалки в течение времени, соответствующего толщине и...

Контроль процесса пневмодробеструйного упрочнения...

Описано технологическое оборудование, режимы обработки, методы контроля, технологическая оснастка.

Разработка технологии упрочнения паротурбинного оборудования путем борирования с высокоскоростным нагревом ТВЧ.

Анализ путей повышения работоспособности зубьев землеройных...

-большая зона нагрева; -снижает усталостную прочность металлической детали.

-Закалка позволяет заменить легированные стали более дешевыми — углеродистыми.

Основные термины (генерируются автоматически): рабочее оборудование, ESCO, ряд преимуществ...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Особенности диагностирования сварных соединений...

...отсутствовали нагревательные устройства для местного нагрева сварных соединений по режимам предварительного подогрева и

Следствием этого является образование околошовных трещин даже в сварных соединениях с полным проваром (рис.3), в том числе...

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

На некоторых ТЭС с теплонапряженными котлами проведены работы по оптимизации топочных режимов, снижению максимума и повышению...

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

В энергетике все чаще используются когенерационные и тригенерационные установки на базе ГТУ, где теплота выходных газов ГТУ используется для нагрева сетевой воды и выработки технологического пара (ГТУ-ТЭЦ)...

Метод ультразвукового упрочнения поверхностей узлов и деталей...

5. По завершении цикла обработки установка в автономном режиме завершает процесс упрочнения

5. Время обработки детали — 11 часов; 6. Диаметр и материал микрошариков — 1,5мм из стали 100С6 аналогШХ15 (ГОСТ 3722–81)

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Определение требуемой температуры печиотжига по заданному температурному режиму нагрева проволоки. Предложенную математическую модель можно использовать для определения температурного режима работы нагревательной печи отжига...

Контроль процесса пневмодробеструйного упрочнения...

Описано технологическое оборудование, режимы обработки, методы контроля, технологическая оснастка.

Разработка технологии упрочнения паротурбинного оборудования путем борирования с высокоскоростным нагревом ТВЧ.

Повышение качества отливок из стали 110Г13Л путем...

...наличием изотермической выдержки в режиме нагрева при температуре 650–700...

Скоростной нагрев до температуры закалки 1100–1150°C.

Выдержка при температуре закалки в течение времени, соответствующего толщине и...

Разработка технологии наплавки направляющих роликов...

Поэтому современные промышленные машины, в частности прокатные станы, значительно

В соответствии с технологией изготовления плавленых флюсов нельзя вводить в их состав

КПД нагрева катода дугой связанное с изменением характера переноса электродного металла...

Возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии во...

В статье рассмотрены и проанализированы возможные пути защиты поверхностей нагрева от коррозии оборудования современных ТЭЦ.

На некоторых ТЭС с теплонапряженными котлами проведены работы по оптимизации топочных режимов, снижению максимума и повышению...

Особенности диагностирования сварных соединений...

...отсутствовали нагревательные устройства для местного нагрева сварных соединений по режимам предварительного подогрева и

Следствием этого является образование околошовных трещин даже в сварных соединениях с полным проваром (рис.3), в том числе...

Оптимальные параметры регулирования режимов работы...

В энергетике все чаще используются когенерационные и тригенерационные установки на базе ГТУ, где теплота выходных газов ГТУ используется для нагрева сетевой воды и выработки технологического пара (ГТУ-ТЭЦ)...

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Определение требуемой температуры печиотжига по заданному температурному режиму нагрева проволоки. Предложенную математическую модель можно использовать для определения температурного режима работы нагревательной печи отжига...

Разработка технологии наплавки направляющих роликов...

Поэтому современные промышленные машины, в частности прокатные станы, значительно

В соответствии с технологией изготовления плавленых флюсов нельзя вводить в их состав

КПД нагрева катода дугой связанное с изменением характера переноса электродного металла...

Повышение качества отливок из стали 110Г13Л путем...

...наличием изотермической выдержки в режиме нагрева при температуре 650–700...

Скоростной нагрев до температуры закалки 1100–1150°C.

Выдержка при температуре закалки в течение времени, соответствующего толщине и...

Контроль процесса пневмодробеструйного упрочнения...

Описано технологическое оборудование, режимы обработки, методы контроля, технологическая оснастка.

Разработка технологии упрочнения паротурбинного оборудования путем борирования с высокоскоростным нагревом ТВЧ.

Анализ путей повышения работоспособности зубьев землеройных...

-большая зона нагрева; -снижает усталостную прочность металлической детали.

-Закалка позволяет заменить легированные стали более дешевыми — углеродистыми.

Основные термины (генерируются автоматически): рабочее оборудование, ESCO, ряд преимуществ...

Задать вопрос