Bezpečnost vlakového provozu do značné míry závisí na provozuschopné údržbě, kvalitě a životnosti železniční trati, zejména jejího hlavního prvku - kolejí. Problém zlepšení výkonu kolejnic, navzdory pozitivním výsledkům dosaženým při zajišťování kvality oceli, zůstává aktuální. V moderní podmínky vykořisťování železnice při pohybu těžké dopravy může zatížení od kolejových vozidel na nápravu dosáhnout 35 tun a rychlost pohybu rychlovlaků až 250 km/h. Je nutné stanovit vědeckotechnické základy pro řešení problémů souvisejících se zvyšováním provozní stability kolejí. Spolu s vědeckým výzkumem jsou zapotřebí technická řešení pro zlepšení technologie domácí výroby kolejnic, nové způsoby a příležitosti ke zlepšení spolehlivosti kolejnic. Životnost železničních kolejnic je do značné míry dána strukturou a mechanickými vlastnostmi oceli. V tomto ohledu se zvyšuje úloha výzkumu v oblasti fyziky kovů a vědy o kovech při vytváření pokročilejších jakostí oceli, které mohou zajistit dlouhodobou pevnost výrobků během provozu.

Pro podmínky použití na ruských železnicích nepřipojované trati podléhá kvalita svarových spojů přísné požadavky, a to: musí mít vysokou pevnost, mít jednotnou strukturu a zajišťovat přímost řas podél nášlapné plochy a pracovní boční hrany hlavy kolejnice. Metalurgické metody pro zlepšení spolehlivosti svarového spoje objemově kalených kolejnic z elektrooceli zahrnují: optimalizaci chemického složení pro hlavní prvky a celkový obsah nečistot; zlepšení tažnosti kolejnic určitým snížením tvrdosti; čistota oceli nekovovými vměstky. Otázky zlepšení spolehlivosti svarového spoje jsou zvláště aktuální v souvislosti s vytvářením kolejnic několika kategorií, které se liší souborem mechanických vlastností.

Finanční krize provedla úpravy načasování a postupu při rekonstrukci tuzemských kolejí a nosníků na výrobu 100metrových diferenciálně kalených kolejnic, které splňují požadavky nové národní norma na železničních tratích.

V posledních letech vzrostla konkurence na ruském železničním železničním trhu. Potřeba kolejí pro vysokorychlostní provoz do 250 km/h, způsobená potřebou organizovat takový provoz na ruských železnicích v rámci realizace programu „Strategie rozvoje železniční dopravy v r. Ruská Federace do roku 2030“ je spokojen s dodávkou japonských kolejnic. Plánuje se provedení certifikace kolejí pro vysokorychlostní provoz polské a italské výroby. Ruské podniky se zatím výběrových řízení na dodávku takových kolejnic neúčastní kvůli nesouladu mezi technickou úrovní výrobní základny. Otázka termínů dokončení rekonstrukcí tuzemských kolejí a trámoven se proto stává mimořádně aktuální pro udržení objemu dodávek kolejí pro ruský trh. Objem tohoto trhu pouze pro vysokorychlostní dopravu vytvořenou v Rusku o celkové délce 13 190 km je 1 milion 700 tisíc tun kolejnic typu R65. Ruské železnice vypracovaly Strategii rozvoje železniční dopravy v Ruské federaci do roku 2030. Mezi hlavní aktivity této strategie patří výstavba tratí s vysokorychlostním a vysokorychlostním provozem. S rozvojem takového pohybu prudce rostou požadavky na prvky svršku trati vč. a na koleje. Životnost kolejí do značné míry určuje dobu obratu a podle toho i roční objem oprav.

V železárnách a ocelárnách Novokuzněck a Nižnij Tagil bylo vykonáno mnoho práce na vývoji technologie a zařízení pro hromadnou výrobu železničních kovových výrobků. V oblasti výroby a provozu kolejnic a upevňovacích prvků kolejnic bylo implementováno mnoho nových technických řešení souvisejících s procesem modernizace produkční kapacita a nové technologie v oblasti železniční dopravy, v důsledku toho výrobci a spotřebitelé železničních kovových výrobků výrazně snížili náklady na zvládnutí výroby železničních výrobků s novými spotřebitelskými vlastnostmi a v důsledku toho na organizaci vysokorychlostního a těžkého provozu .

Životnost nejlepších vzorků zahraničních kolejnic je přitom ve srovnání s tímto ukazatelem u kolejnic tuzemských výrobců 1,5krát vyšší, která se pohybuje v rozmezí 700 milionů tun. Hrubý. JSC "Ruské železnice" podporuje úsilí výrobců zaměřené na radikální zlepšení kvality kolejnic.

Úspěšně bylo dokončeno terénní testování perspektivních kategorií kolejnic z hypereutektoidních a mikrolegovaných ocelí vyráběných NKMK, což otevírá možnosti certifikace v RS FZHT a následné dodávky tuzemských kolejnic se zvýšenou odolností proti opotřebení a mrazuvzdornosti na ruské železnice.

V souvislosti s organizací vysokorychlostního provozu na ruských železnicích prudce vzrostla aktivita zahraničních výrobců železničních kolejnic, čímž vzniká otázka urychlení modernizace ruské kolejové výrobní základny z hlediska zachování objemů dodávek kolejí pro Ruské železnice JSC extrémně naléhavé.

Kolejnice vyrobené železárnou a ocelárnou Novokuzněck a Nižnij Tagil při polních zkouškách na EK VNIIZhT, vč. certifikace, vykazují výsledky blížící se výsledkům nejlepších světových vzorků, což svědčí o tom, že síť je v současnosti zásobována tuzemskými kolejnicemi zvýšené kvality. Dokončení rekonstrukce tuzemských kolejí a trámoven umožní vyrábět kolejnice, které nejsou ve srovnatelných provozních podmínkách horší než kolejnice japonské, francouzské a rakouské výroby ve srovnatelných provozních podmínkách z hlediska nákladů na údržbu kolejí a obratové doby.

Studium zákonů výroby oceli a tváření kovů pomáhá vybrat nejoptimálnější režimy technologické procesy, požadované hlavní a pomocné vybavení. .

Hlavní výsledky průmyslové implementace nových technických řešení a provozních zlepšení v procesu výroby kolejnic v OJSC NKMK

Na základě četných teoretických a experimentálních studií bylo zjištěno, že odolnost kolejnic proti opotřebení a poškození kontaktními únavovými defekty výrazně roste se zušlechťováním konstrukce. V tomto směru bylo provedeno velké množství výzkumných prací a průmyslových experimentů, konkrétně: byla vyvinuta a patentována technologie výroby kolejnic se zvýšenou odolností proti opotřebení z oceli s obsahem uhlíku do 0,90 % a mikrolegovacími přísadami vanadu (0,07 - 0,08 %) a dusíku (0,012 - 0,017 %). V průběhu provozních pozorování v průsmyku Irkutsk - Slyudyanka na úseku Východosibiřské železnice, který se liší velký početúseky malého poloměru odhalily vysokou odolnost proti opotřebení kolejnic z oceli nadeutektoidního složení - jejich měrné boční opotřebení činilo 0,076 - 0,072 mm na 1 milion tun hrubého nákladu, zatímco u standardních kolejnic dosahuje 0,124 mm. Další zvýšení obsahu uhlíku je limitováno tvorbou strukturně volného cementitu podél hranic zrn kolonií perlitu ve formě mřížky, což vede k prudkému poklesu rázové houževnatosti oceli a dynamické pevnosti kolejnic. .

Dalším důležitým směrem je vytvoření nízkoteplotních kolejnic spolehlivosti. Nová technologie Výroba takových kolejnic umožnila zajistit bezpečnost provozu při teplotách minus 40 °C a nižších. Podle traťových služeb na silnicích nacházejících se v oblastech s náročnými klimatickými podmínkami je v zimě 2,0–2,5krát více jednorázových záchytů v důsledku závad než v létě. Nízké teploty mají zvláště nepříznivý vliv na vznik únavových trhlin v hlavě kolejnice položených na bezešvé koleji, dále na tažnost a houževnatost s následkem možného křehkého lomu kolejnice. Pro zlepšení nízkoteplotní spolehlivosti kolejnicového kovu je nutné zajistit tvorbu jemnozrnné struktury v důsledku tvorby karbonitridů vanadu, což je možné při dostatečném množství vanadu a dusíku v oceli. Bylo zjištěno, že zaručené dosažení požadované rázové houževnatosti kolejnic nízkoteplotní spolehlivosti je zajištěno obsahem dusíku 0,010 - 0,020 % a vanadu 0,07 - 0,08 %.

Díky optimalizaci chemického složení uhlíkové kolejnicové elektrooceli a použití technologie karbonitridového kalení bylo dosaženo výrazného zvýšení životnosti kolejnic na úroveň světových standardů, což zajistilo výrobu více než 1 miliardy brutto tun .

V posledních letech se ve vývoji dopravy v Rusku narýsuje nový směr - výstavba vysokorychlostních železničních tratí. Potřeba vytvořit kolejnice nová kategorie se stala další pobídkou k hledání nadějných technických řešení a také ke zdokonalování stávajících technologií. Bylo vyvinuto a patentováno zejména chemické složení a technologie výroby kolejnic z nízkolegované oceli E76KhGF. Tyto kolejnice ve stavu válcovaném za tepla měly vyhovující kvalitu z hlediska nekovových vměstků, makrostruktury, pevnosti vlasu, mechanických vlastností, oduhličené vrstvy a zbytkových napětí. Zajištění přímosti kolejnic vyžadovalo technická řešení zaměřená na zlepšení režimu rovnání, použití ohýbacích strojů a chlazení podešve po celé délce kolejnice před kalením, jakož i optimalizaci režimů kalení a popouštění. To umožnilo zavést výrobu kolejnic pro vysokorychlostní kombinovanou dopravu.

Jak ukazuje praxe, při provozu na kolejích často dochází k termomechanickému poškození v důsledku strukturálních přeměn oceli. Vlivem prokluzu kola po valivé ploše hlavy kolejnice v styčné zóně dochází k okamžitým strukturálním a fázovým změnám doprovázeným tvorbou sekundární struktury (neleptající bílá zóna), která se vyznačuje vysokou tvrdostí a křehkost. Při modelování procesu rázového zatížení na vzorcích oceli s různým obsahem uhlíku a legujících prvků bylo zjištěno, že tvorba sekundárních struktur závisí na chemickém složení oceli. Bylo zjištěno, že odolnost kolejnic proti tvorbě defektů termomechanického původu se zvyšuje s poklesem obsahu uhlíku v oceli. V tomto ohledu se dalším slibným směrem rozvoje výroby kolejnic stalo vytvoření kolejnic nové generace - s bainitickou strukturou. Vytvoření takové struktury s komplexem vysokých mechanických vlastností je dosaženo racionálními koncentračními limity legujících prvků.

Prováděné laboratorní a průmyslové experimenty umožnily vyvinout a patentovat chemické složení bainitických kolejnicových ocelí. Z řady taveb byla nejzajímavější ocel obsahující (hmot. zlomek, %): 0,32 C; 1,48 MP; 1,21 Bc 1,0 Cr; 0,2 - 0,3 Mo; 0DZ V; 0,012 N. Experimentální kolejnice se vyznačovaly komplexem zlepšených vlastností a uspokojivou vyrobitelností, díky ekonomickému legování měly sníženou cenu a neméně důležité umožnily opustit ekologicky nezávadnou technologii objemového kalení oleje.

Vzhledem k tomu, že rozvoj kolejové výroby směrem k použití nových ocelí nevyžaduje výrazné kapitálové investice a rekonstrukce, lze jej v současné době považovat za prioritu. Paralelně probíhá výzkum vývoje průmyslová produkce pokročilá technologie diferencovaného kalení kolejnic. To zajistí železniční doprava kolejnice s velkou spolehlivostí a životností.

Jako hlavní směry rozvoje výroby kolejnic v OAO NKMK je tedy třeba uvést: použití otěruvzdorné oceli se zvýšeným obsahem uhlíku (až 0,9 %) a mikrolegujících přísad (0,070,8 % V; 0,012 - 0,017 % N); výroba vysoce spolehlivých kolejnic pro provoz při nízkých klimatických teplotách z oceli obsahující 0,01 - 0,02 % N a 0,07 - 0,08 % V); použití bainitické oceli, která má vyvážený soubor mechanických vlastností, a také nízkolegované elektrooceli pro vysoce přesné kolejnice určené pro vysokorychlostní dálnice.

Kvalita kolejnic OAO NKMK

V OAO NKMK technologie výroby kolejnic jako celek zahrnuje tavení v elektrické peci, mimopecní úpravu, evakuaci, lití na strojích pro plynulé lití, ohřev pro válcování v pecích PSHB, válcování, rovnání ve válcové rovnačce, tepelné zpracování (kalení v oleji s temperováním) nebo jeho absence, úprava ve válcové rovnačce.

Vyrábí se kolejnice následujícího účelu a kategorií:

1. Železniční kolejnice typu R65 pro všeobecné účely jsou vyrobeny z uhlíkové oceli (průměrný uhlík 0,75 %) třídy E76F, které jsou dále rozděleny do kategorií H a T1 podle GOST R 51685-2000.

KCU+20 s = Yu J/cm) a tvrdost (285-331 HB). Stanovenou úroveň mechanických vlastností zajišťuje perlitová struktura, která se po válcování vytvoří na průřezu kolejnice. Koleje této kategorie jsou provozovány především na výhybnách a podchodech.

Kolejnice kategorie T1 se vyznačují vyšší pevností (s = 1177-1373 N/mm2, ax = 800-1030 N/mm2), tažností (Ô = 8,0-17 %, \|/ = 29-47 %), rázovou l l viskozitou (KSu + 20 s \u003d 25-60 J / cm) a tvrdost (341-401 HB). Uvedenou úroveň mechanických vlastností zajišťuje jemně rozptýlená perlitová struktura s malými plochami feritu, které je dosaženo kalením tepelným zpracováním - hromadné kalení v oleji. Kolejnice této kategorie jsou široce používány na drtivé většině ruských železnic.

2. Železniční kolejnice pro zvláštní účely se dále dělí:

Kolejnice typu R65 nízkoteplotní spolehlivosti (NE) podle TU 0921-118-011243282003 jsou vyrobeny z uhlíkové oceli (průměrný uhlík 0,75 %) třídy E76F, mikrolegované vanadem (0,07 %) a dusíkem (0,012 %). Kolejnice nízkoteplotní spolehlivosti mají úroveň mechanických vlastností a tvrdosti podobnou kolejnicím kategorie T1 a vyznačují se zvýšenou úrovní rázové houževnatosti při teplotě

0 2 minus 600С (KSi.bo s = 25-60 J/cm). Zvýšenou úroveň nízkoteplotní spolehlivosti spolu s dostatečně vysokou úrovní pevnosti, tažnosti a tvrdosti kolejnic zajišťuje jemnozrnná jemně rozptýlená perlitová struktura s nevýznamnými plochami feritu, které je dosaženo kombinovaným vlivem technologií. - hromadné kalení v oleji a mikrolegování oceli vanadem a dusíkem. Nízkoteplotní kolejnice nemají v zahraničí obdoby a jsou určeny pro provoz v regionech s chladným klimatem (východosibiřské, transbajkalské, krasnojarské železnice).

Kolejnice typu R65 a R65K se zvýšenou odolností proti opotřebení a kontaktní výdrží (IE) podle TU 0921-125-01124328-2003 jsou vyrobeny z vysoce uhlíkové oceli (průměrný uhlík 0,90 %) třídy E90AF, mikrolegované vanadem (0,08 %) a dusík (0,014 %). Vzhledem k obsahu uhlíku více než 0,80 % v oceli se tyto kolejnice nazývají hypereutektoidní. Hypereutektoidní kolejnice nebo kolejnice se zvýšenou odolností proti opotřebení se vyznačují zvýšenou úrovní tvrdosti (400-415 HB) a pevnosti (ab = 1352-1400 N/mm2, při = 900-1111 N/mm2). Tyto kolejnice přitom dostatečně udrží vysoká úroveň plasticita (S = 11 %, c/ = 37 %) a rázová houževnatost při kladných a záporných teplotách (KCu + 2o °C; -bo °c = 25-27 J / cm2). Uvedený soubor vlastností zajišťuje homogenní jemnozrnná jemně disperzní perlitová struktura získaná v důsledku objemového kalení v oleji v důsledku zvýšeného obsahu uhlíku a mikrolegování oceli vanadem a dusíkem. Kolejnice se stanoveným komplexem mechanických vlastností se vyznačují vysokou odolností proti opotřebení a kontaktní únavovou pevností a nemají v zahraničí obdoby. Takové koleje jsou provozovány v Rusku na úsecích naložených nákladem, v zakřivených úsecích o malém poloměru (600 mm nebo méně) východosibiřských a transbajkalských železnic.

Kolejnice typu R65 pro vysokorychlostní kombinovaný provoz dle TU 0921-07601124328-2003, které se dělí na verze CCI a CC2.

Kolejnice verze CCI jsou vyráběny technologií podobnou kolejím kategorie NE s dodatečnými zvýšenými požadavky na přímost.

Kolejnice verze CC2 jsou vyráběny technologií podobnou kolejím kategorie Tic s dodatečnými zvýšenými požadavky na přímost.

Kolejnice verzí CCI a CC2 jsou určeny pro provoz na vysokorychlostních kombinovaných úsecích železnice respektive v oblastech s chladným klimatem a evropské části Ruska.

Kolejnice typu R65 z nízkolegované chromové oceli pro vysokorychlostní provoz dle TU 0921-220-01124328-2006, které jsou rozděleny podle třídy přímosti a krutu na verzi SP splňující požadavky na kolejnice kategorie T1 a BC verze se zvýšenými požadavky.

Kolejnice provedení SP a VS jsou vyrobeny z nízkolegované chromové oceli třídy E76KhGF. Kolejnice SP a VS se vyznačují poměrně vysokou tvrdostí (352 HB) srovnatelnou s tvrdostí kolejnic kategorie T1 a NE. Zároveň síla (prům

Asi l 11 bON / mm, ox \u003d 740 N / mm), tažnost (6 \u003d 10%, \| / \u003d 16%) a rázová houževnatost (KCU + 20 s \u003d 17 J / cm2) kolejnic jsou poněkud lepší než kolejnice kategorie H. Uvedený soubor mechanických vlastností zajišťuje perlitová struktura, dosažená bez tepelného zpracování legováním oceli chromem.

Kolejnice z nízkolegované chromové oceli jsou určeny především pro vysokorychlostní osobní dopravu, kde je vyžadována zvýšená přímost kolejnice a odolnost proti opotřebení.

Vysokopevnostní kolejnice typu R65 z bainitické oceli podle TU 0921-167op-01124323-2003 jsou vyrobeny z nízkolegované oceli třídy 30KhG2SAFM. Kolejnice se vyznačují pevností (ab = 1265 N/mm2, ot = 1040 N/mm2) a tvrdostí (338 HB) srovnatelnou s kolejnicemi kategorie T1. Charakteristickým rysem kolejnic vyrobených z bainitické oceli je jejich vysoká tažnost (ô = 14,5 %, \j/ = 48,5 %) a rázová houževnatost (KCU + 2o °c = 73 J / cm2, KCU -bo ° s - 28 J/cm2). Stanovený soubor mechanických vlastností zajišťuje bainitická struktura vytvořená přes příčný řez kolejnice ve stavu válcovaném za tepla po popuštění, díky legování středně uhlíkové oceli chromem, manganem a křemíkem.

Rozsah těchto kolejnic není v současné době definován a vyžaduje další výzkum a testy v terénu.

3. Kolejnice typy kolejnic R50 a R65 pro metro podle TU 0921-15401124328-2003 jsou vyrobeny z uhlíkové oceli E76F technologií podobnou kolejím kategorie H. Sada mechanických vlastností kolejnic pro metro je nízká a typická pro kolejnice kategorie H. snížená kontaktní únava pevnost a odolnost proti opotřebení.

Kolejnice jsou rovněž vyrobeny z nízkolegované chromové oceli třídy E78HSF, která se vyznačuje zvýšenou kontaktní únavovou pevností a odolností proti opotřebení díky zvýšenému obsahu uhlíku a chrómu v oceli. Úroveň mechanických vlastností těchto experimentálních kolejnic je srovnatelná s úrovní vlastností kolejnic pro vysokorychlostní pohyb z oceli třídy E76KhGF. Kolejnice z chromové oceli jsou v současné době ve vývoji.

4. Hrotové kolejnice OR50, OR65 podle GOST 9960 - 85 jsou vyrobeny z uhlíkové oceli (průměrný uhlík 0,73 %) třídy E73V. Podle úrovně mechanických vlastností a struktury jsou kolejnice z této oceli srovnatelné s kolejnicemi kategorie H.

Také ostré kolejnice jsou vyrobeny z oceli třídy E76HSF podle TU 0921-03801124328-2007. Z hlediska mechanických vlastností a struktury jsou tyto kolejnice srovnatelné s kolejnicemi pro vysokorychlostní provoz z oceli E76KhGF a kolejnicemi metra z oceli E78KhSF, liší se však nižší úrovní tvrdosti, pevnosti a tažnosti.

Hrotové kolejnice se používají pro výrobu výhybek.

5. Tramvajové žlábkové kolejnice podle TU 14-2R-320-96 jsou vyrobeny z uhlíkové oceli třídy E76. Tramvajové koleje z hlediska mechanických vlastností a struktury odpovídají kolejnicím kategorie H a mají nízké hodnoty pevnosti (av = 940-1030 N/mm2, st = 540-620 N/mm2), tažnost (8=6-9,5 %, y= 11-17 %) a tvrdost (285-321 HB).

6. Kolejnice typu RP 50, RP65 pro průmyslové dopravní cesty v souladu s GOST R 51045-97 a TU 14-2R-409-2006. Kolejnice jsou vyrobeny z uhlíkové oceli jakosti 76, 76F a E85F. Technické požadavky na tyto kolejnice ve všech charakteristikách jsou mnohem nižší než na kolejnice výše uvedených kategorií.

Zpravidla kolejnice pro všeobecné použití kategorií T1 a H, jakož i kolejnice pro zvláštní účely verzí NE, IE, CCI, CC2, které nevyhovují technické požadavky příslušné normy a specifikace.

V posledních letech bylo v závodě odvedeno mnoho práce na modernizaci stávajících a zprovoznění nových bloků, což umožnilo zvýšit celkovou technickou úroveň výroby a vytvořit další funkce zlepšit technologii výroby kolejí. V chronologickém pořadí je realizace nejvýznamnějších událostí následující:

Uvedení automatické převodovky č. 1 - IV čtvrtletí. 2004

Rekonstrukce dřevotřískové desky č. 2 - I čtvrt. 2005

Převod pecí TOOZ RBC na zemní plyn - II. čtvrtletí. 2005

Spuštění ShPB RBC - I čtvrtletí. 2006

Uvedení automatické převodovky č. 2 - II čtvrtletí. 2006

Uvedení vzduchové separační jednotky do provozu - Q1 2007

Dokončení instalace a uvedení do provozu - II. čtvrtletí. 2008

Nutno podotknout, že realizovaná opatření nejen přispěla k vytvoření podmínek pro zlepšení kvality výrobků, ale jsou nutná podmínka efektivita dalších prací na zlepšení technologie výroby kolejnic, počínaje první etapou rekonstrukce RBC. Výsledky výroby kolejnic R65, jako nejmasověji vyráběného typu výrobku pro Ruské dráhy, jsou uvedeny v tabulce (Tabulka 30), z níž vyplývá objem výroby v letech 2007-2008. nevýznamně se změnily i kvalitativní ukazatele jako výkon kolejnic kategorie H délky 25 m a výkon tepelně zpevněných kolejnic kategorie T1. Jako pozitivní moment je třeba poznamenat znatelný nárůst výroby v roce 2008. nízkoteplotní spolehlivé kolejnice a kolejnice pro vysokorychlostní kombinovaný provoz. Údaje za rok 2009 však ukazují výrazný pokles výroby kolejnic.

Závěr

1. Byla provedena komplexní studie na zlepšení technologie válcování kolejnic v hrubovacích a dokončovacích stolicích kolejové a trámové stolice, která zajišťuje zvýšení kvality, úrovně spotřebitelské vlastnosti výkon kolejnic a mlýnů, jakož i vývoj a průmyslové testování nových jakostí speciálních kolejnicových ocelí.

2. Na základě rozboru a zobecnění zkušeností s výrobou vysoce kvalitních kovových výrobků byla vypracována komplexní metodika provozního zlepšování hutnického procesu výroby kolejnic pro zefektivnění technologických režimů a parametrů zařízení. Ukazuje se, že v podmínkách stabilní moderní technologie elektrotavení oceli je klíčovým procesem výroba válcování, jako uzavírací metalurgická etapa, která zajišťuje požadovaný profil, tvar, přímost, délku a kvalitu hotových kolejnic.

3. Na základě matematický model pro stanovení energeticko-výkonových parametrů a teploty v „duo“ obracecí stolici kolejové a trámové stolice byla provedena analýza procesu válcování kolejnic při různých teplotách a byla vydána doporučení ke snížení deformační teploty v „900“ stát na 1070°C místo 1200°C, při zkrácení cyklu pohybu paprsku PSHB z 54 na 51 sekund a zvýšení produktivity o 100 tisíc tun/rok.

4. Byla vyvinuta a vypočtena metoda kalení kalením elektrickým obloukem nový formulář dokončovací rozchod kolejové a trámové frézy, který umožňuje snížit spotřebu válců o 0,2 kg/t, stabilitu velikosti profilu kolejnice, její symetrii a snížení hmotnosti délkového metru kolejnice o 0,3 kg.

5. Byly vyvinuty technologické režimy pro tavení kolejové oceli v elektrických pecích, které zajišťují zvýšení komplexu fyzikálních a mechanických vlastností oceli, snížení kontaminace nekovovými vměstky a plyny, snížení hmotnostního podílu zbytkových prvků. , snížení odmítnutí kovu povrchovými vadami o 0,7 % a zvýšení sériovosti odlitku v průměru na 0,5 tav. Vyvinuto a implementováno automatizovaný systém regulace hladiny kovu ve formě, zajišťující zvýšení stability procesu odlévání a vyloučení anomálií v kvalitě ingotu.

6. Byla provedena studie struktury, mechanických vlastností a odolnosti proti lomu, včetně zkoušení plnoprofilových vzorků kolejnic, kolejnic z oceli HJI3 E76F, pálené oceli a kolejnic zahraniční výroby. Z hlediska znečištění nekovovými vměstky jsou kolejnice z elektrooceli HJI3 mnohem čistší než kolejnice z otevřené nístějové oceli a jsou na úrovni nejlepších zahraničních analogů. Mechanické vlastnosti kolejnic z kontinuálního lití elektrooceli mají vysokou stejnoměrnost vlastností ve výchozích a konečných ingotech v průběhu kontinuálního lití a podél průřezu kolejnice.

7. Byly vyvinuty kompozice a zvládnuty technologie výroby nových kolejnicových ocelí se zvýšenou provozní stabilitou:

Hypereutektoidní kolejnicová ocel s vysokým obsahem uhlíku až 0,90 %, tvrdost kolejnic dosahuje 400-415 HB a odolnost proti opotřebení je o 30 % vyšší než u standardních kolejnic; mikrolegovaná s vanadem a dusíkem kolejová ocel se zvýšenou spolehlivostí při nízkých teplotách, jejíž odolnost proti chladu je 1,5-2,0krát vyšší než

O P standardních kolejnic a je KSi = 25-60 J / cm při -60 C.

8. Byla vyvinuta a odzkoušena komplexní technologie tavení, mimopecního zpracování, kontinuálního lití a válcování kolejnic z nízkolegované oceli typu E75KhGF a byla provedena studie kvality, úrovně mechanických vlastností a odolnost proti lomu, včetně zkoušek vzorků plnoprofilových kolejnic na stolici v porovnání s kolejnicemi výroby jiných metod. Úroveň pevnosti a tažnosti kolejnic z nízkolegované oceli válcovaných za tepla se blíží vlastnostem kolejnic z tepelně zpracované uhlíkové oceli a splňuje požadavky GOST R 51685 na kolejnice kalené do karoserie; mrazuvzdornost a odolnost proti praskání kolejnic z nízkolegované oceli ve stavu válcovaném za tepla je na úrovni kolejnic z tepelně zpracované uhlíkové oceli - lomová houževnatost K1s pro obě kolejnice je 73 MPa. Mez únosnosti při cyklických zkouškách na stolici u celoprofilových kolejnic vyrobených z nové oceli je vyšší než u hromadně kalených kolejnic z uhlíkové oceli.

Celkový ekonomický efekt ze zavedení vývoje činil více než 150 milionů rublů. rublů.

1.X. Hlavní směry rozvoje výroby kolejnic v JSC "NKMK" / A.B. Yuriev, N.Kh. Mukhatdinov, H.A. Kozyrev, L.V. Korneva // Ocel. - 2010. -№ 1.-S. 99-100

2. Mukhatdinov N.Kh. Trh diktuje své požadavky / N.Kh. Mukhatdinov // Steel 2000. - č. 7. S. 70 - 72.

3. Storozhev M.V., Popov E.A. Teorie tváření kovů. Učebnice pro vysoké školy - 4. vyd. - M .: "Inženýrství", 1977.

4. Suvorov I.K. Zpracování kovů tlakem: Učebnice pro střední školy.-3.vyd.-M.: Vyssh. škola, 1980

5. A.B. Dobuzhskaya, A.A. Deryabin, V.I. Syreyshchikov. Vyšetřování nekovových vměstků v kolejnicích a středech kontaktních únavových defektů. So. vědecký tr. „Nekovové vměstky v železniční oceli“. Jekatěrinburg. Státní vědecké centrum Ruské federace JSC "UIM" 2005. P 41-58.

6. Grinshpon A.C. 2, Ivanov B.S.1, Komkov H.A. 1, Mukhatdinov N.Kh.,1 Filippov G.A. Metalurgické aspekty zlepšování kvality a provozní spolehlivosti ocelových kol.

7. K.V. Grigorovič, A.S. Trushniková, A.M. Arsenkin, S.S. Shibaev, A.K. Garber. Studium struktury a metalurgické kvality kolejových ocelí od různých výrobců. Kovy. 2006. č. 5. S. 1-16.

8.A.B. Velikanov, V.A. Reichart, I.S. Baulin a další, Bulletin VNIIZhT 1978. č. 8 S. 50-58.

9. A.B. Kuslitsky, V.L. Mezencev, G.V. Karpenko. O vlivu nekovových vměstků na mechanismus praskání a únavy. Zprávy Akademie věd SSSR. 1969. Ročník 187. č. 1. S. 79.

10. N.A. Fomin, V.N. Vorozhishchev aj. Výroba kolejové oceli vysoké čistoty. Ocel. č. 3. 1991, str. 27-30.

11. M. Georgijev. Odolnost železničních kolejnic proti trhlinám, "Master-Flag", Kemerovo. 2006 211 s.

12. I.S. Baulin, E.A. Shur. Kontaktní únavové poškození hlav kolejnic. Sborník Ústředního výzkumného ústavu Ministerstva železnic. vydání z roku 1966. 314. S. 90-102.

13. I.A. Rybiev, E.P. Kazepova a další Materiály ve stavebnictví. Moskva. Akademie. 2006 120 s

14. F. Matthews, R. Rollings. Svět materiálů a technologií. Kompozitní materiály. Mechanika a technologie. Technosféra. Moskva. 2004. 406 s.

15. Parshin V.M., Chertov A.D. Kontrola kvality kontinuálně litých sochorů // Ocel. 2005. č. 1.S. 20-29.

16. Chertov A.D., Dovlyadov I.V. Aplikace intelektuálních technologií v metalurgii železa. So. vědecký tr. "I.P. Bardin a metalurgická věda“ // M.: Metallurgizdat, 2003, s. 22-36.

17. Parshin V.M., Chertov A.D. Inteligentní systémy kontrola kvality plynule odlévaných sochorů // Ocel. 2005. č. 2. S. 37 43.

18. Kuritsin A.H. tajemství efektivní práce: Americká a japonská zkušenost pro podnikatele a manažery. M.: nakladatelství Standards, 1994.

19. Jak funguje japonský podnik. Ed. Mondena Y., Shibakawa R., Takayanagi S., Nagao T. M.; Ekonomie, 1989.

20. Lapidus V.A. Kvalitní hvězdy, standardy a kvalita. - 1997, č. 7, s. 47-53.

21. Ilyenkova S.D., Gokhberg L.M., Yagudin S.Yu. atd. Řízení inovací. Učebnice.- M.; Ed. "Banky a burzy", UNITI, 1997

22. A. Feigenbaum. Kontrola kvality produktu. M., 1994.

23. Shvets V.E. "Management kvality" v systému moderního managementu. Normy a kvalita, 1997, č. 6, s. 48.

24. Statistické metody pro zlepšování kvality. Ed. Hitson Kume M.; Finance a statistika, 1990.

25. Systém jakosti. Sbírka normativně-metodických dokumentů. M.: nakladatelství Standards, 1992.

26. Murdoch J. Kontrolní karty. M: Finance a statistika, 1986.

27. Statistické metody pro zlepšení kvality, Ed. Hitoshi Kume-M.: Finance a statistika, 1990.

28. M.G. Kruglov, S.K. Sergejev, V.A. Taktashov aj. Management systémů jakosti: Proc. příspěvek. //-M.: IPK Nakladatelství norem, 1997. 368 s.

29. TQM XXI. Problémy, zkušenosti, vyhlídky. Číslo 1. Akademie problémů jakosti v Rusku. JSC "TKB Intersifika", 1997.

30. Cohen Dan S. Podstata změny: průvodce. Nástroje a taktiky pro řízení změn ve firmě: Per. z angličtiny. Moskva: Olimp-Business, 2007.

31. Lashtduo V.A. Statistické metody, celkové řízení kvality, certifikace. standardy a kvalitu. 1996, č. 4, s. 68-70.

32. Cater John P. Před změnou: Per. z angličtiny. Moskva: Olimp-Business, 2007.

33. Zorin Yu.V., Yarygin V.T. Kvalita technologické dokumentace při přípravě podniků na certifikaci. Standardy a kvalita. - 1996, 95.

34. Bakanov M.I., Šeremet A.D. Teorie ekonomické analýzy - M.; Finance a statistika, 1996

35. Yasuhiro Moiden. Systém řízení Toyota: Per. z angličtiny. Moskva: Institut pro komplexní strategická studia, 2007.

36. Hammer M., Champy J. Corporate reengineering: manifest pro obchodní revoluci. SPb.: Ed. Petrohrad. univerzální, 1997.

37. Paide P. Co je Six Sigma? Revoluční metoda řízení kvality / P. Paide, L. Hall; Za. z angličtiny. 3. vyd. - M.: Alpina Business Books, 2006.

38. Organizace úspor energie (energetický management). Řešení ZSMK-NKMK-NTMK-EVRAZ: učebnice, příručka / ed. V.V. Kondratiev. M.: INFRA-M, 2010. - 108 s. +

40. Golokteev K., Matveev I. Řízení výroby, nástroje, které fungují. Petrohrad: Petr, 2008.

41. Abdikeev N.M., Danko T.P., Ildemenov S.V., Kiselev A.D. Reengineering obchodních procesů. Moskva: Eksmo, 2005.

42. Slack Nigel, Chambers Stewart, Johnston Robert. Organizace, plánování a projektování výroby. Provozní řízení: Per. z 5. angl. vyd. M.: INFRA-M, 2009.

43. Právě včas: Per. z angličtiny. Just-in-Time for Operators (1998 Vydalo Productivity Press). 2. vyd., revidováno. - M.: Institut strategických studií, 2008.48 7 poznámky managementu. nejlepší praxeřízení. M.: Expert RA, 2008.

44. Kondratiev V.V. Navrhujeme firemní architekturu. Navigátor pro profesionály. 2. vyd., dodat. - M.: Eksmo, 2007.

45. Kaizen: Per. z angličtiny. Kaizen pro dílnu (2002 Vydalo nakladatelství Productivity Press) -M.: Institut strategických studií, 2007.

46. ​​Standardizovaná práce pro pracovníky: Per. z angličtiny. Standardní práce pro dílnu (1998 od Productivity Press). M.: Institut strategických studií, 2008.

47. Kondratiev B.V., Kuzněcov M.H. Ukážeme obchodní procesy. Navigátor pro profesionály. 2. vyd., dodat. - M.: Eksmo, 2009.

48. Výroba beze ztrát: Per. z angličtiny. Identifikace odpadu na dílně (2003 od Productivity Press). M.: Institut komplexních strategických studií, 2007.

49. Kanban / Per. z angličtiny. 2. vyd., revidováno. Moskva: Institut pro komplexní strategická studia, 2007.

50. Celková účinnost zařízení: TRANS. z angličtiny. OEE pro operátory: celková efektivita zařízení (1999 od Productivity Press). M.: Institut komplexních strategických studií, 2007.

51. Mukhatdinov N.Kh. Údržba a opravy zařízení. Rozhodnutí NKMK-NTMK-EVRAZ: učebnice. příspěvek / vyd. V.V. Kondratieva, N.Kh. Mukhatdinová, A.B. Yuriev. M.: INFRA-M, 2010. - 128 s. + SO-K. - (Řízení výroby).

52. Provozní vylepšení. Řešení systému NTMK-EVRAZ: učebnice, příručka / ed. V.V. Kondratieva, A.B. Kushnarev. M.: INFRA-M, 2010. - 96 s. + SO-K. -(Řízení výroby). Materiál k publikaci připravil: N.Kh. Mukhatdinov a další.

53. W. Svejkowski „Výroba kolejnic Vysoká kvalita pomocí kompaktních univerzálních stojanů a technologie RailCool“ Hutní výroba a technologie, č. 2/2006, str. 50 - 56.

54. V.V. Shalaev a další."Zdokonalení technologie a zařízení v sekci válcovny" Sverdlovsk, 1963, s. 28 - 29.

55. Nikitin G.S. "Teorie kontinuálního podélného válcování" Moskva, nakladatelství MSTU im. N.E. Bauman, 2009

56. G.S. Nikitin, A.A. Voskanyants, K.A. Kryukov "Výpočet energeticko-výkonových parametrů při válcování za tepla ve skupině kontinuálních válcoven".

57. M.A. Golenkov, A.G. Zinyagin "Metoda výpočtu doby chlazení válcovaných výrobků a rozměrů chladniček válcoven" // Výroba ve strojírenství. 2008. č. 11. s. 38-43.

58. A.Yu.Abdurashitov. Na vývoji kolejnice s vylepšeným profilem. V sobotu vědecké zprávy - Novokuzněck: JSC VNIIZhT, 2010, 21. léta: nemoc.

59. Patent RF 2009133573, Metoda pro válcování kolejnic typu R50, Yuriev A. B., Mukhatdinov N. Kh., Kozyrev N. A., Zakaulov E. G., Mezentsev A. V. Kozheurova JI. T., Gorbunova E.A., Korneva JI. V., Sapelkin O.I.

60. RF patent 2130348, IPC B21V27/03, Kompozitní váleček. Metalurgický závod OAO Čeljabinsk "Mechel" // č. 97110025; prosinec 06/20/1997; zveřejněno 20.05.1999;

61. Patent RF 2009133555, Způsob povrchového kalení válcovacích válců, Yuryev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Zakaulov E.G., Mezentsev A.V., Korneva J1.B.

62. Patent RF 2009136797, Metoda kalení dílů, Yuriev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Tarasova G.N., Korneva JL V., Zakaulov E.G., Mezentsev A.V.

63. RF patent 2009125063, Metoda tavení oceli, Yuryev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Kuznetsov E.P., Boikov D.V., Tyapkin E.S.

64. K.B. Grigorovič, S.S. Šibajev. Vliv technologie tavení na čistotu kolejové oceli pro nekovové vměstky. So. vědecký tr "Nekovové vměstky v železniční oceli". Jekatěrinburg. Státní vědecké centrum Ruské federace JSC UIM. 2005.S. 74-86.

65. Patent RF 2010112169. Metoda pro tavení kolejové oceli, Aleksandrov I.V., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Boikov D.V., Kuznetsov E.P., Zakharova T.P.

66. Patent RF 2010107826, Metoda tavení kolejové oceli, N. Kh. Mukhatdinov, N. A. Kozyrev, A. B. Tverskoy, D. V. Boikov, D. S. Lemeshevsky, K. E.

67. Grinshpon A.C. Ivanov B.S., Komkov N.A., Mukhatdinov N.Kh., Filippov G.A. Metalurgické aspekty zlepšování kvality a provozní spolehlivosti oceli s vysokým obsahem uhlíku // Sat. funguje. Magnitogorsk, 2010

68. Patent RF 2010107828, Struskotvorná směs pro mezipánev, Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Botnev K.E., Boikov D.V., Tokarev A.V.

69. Patent RF 2010102265, Struskotvorná směs pro plynulé lití oceli, N. Kh. Mukhatdinov, N. A. Kozyrev, D. V. Boikov, A. V. Tokarev, E. P. Kuzněcov, L. V.

70. Přihláška č. 2008115575, Systém pro kontrolu hladiny kovu ve formě, Mukhatdinov N.Kh., Danilin Yu.A., Vinogradov S., Mukhranov N.V., Prokhorov A.P., Pilipenko V.F.

71. Patent RUN 2038178, V 21 V 39/18, 39/34

72. Tselikov A.I., Polukhin P.I. a další Stroje a celky hutních provozů. M.: Metalurgie, v. 3.1981, s.304

73. Zařízení pro pohyb válcovaných výrobků: patent 2129928. Rusko. B21B 39/00//RJ Hutnictví. -1999. č. 10 - D34P.

74. RF patent 2129928, IPC V21V39/00, Zařízení pro pohyb válcovaných výrobků. Dubinský F.S.; Dukmasov V.G.; Mukhatdinov N.Kh.; Pozdějev P.A. // č. 98105064; podáno 03.03.1998; publ. 10. května 1999;

75. Hutní pece. Atlas. M., Hutnictví, 1987

76. Taits N.Yu., Rosengard Yu.I. Metodické ohřívací pece, 1964, s.257-265

77. A.S. No. 1683383, F27B 9/30, publ. 10.10.1996

78. Patent č. 2114185, S21D 9/00, F27B 13/00, publ. 27.06.1998, BI č. 18

79. Přihláška č. 2008115562, Vyhřívací pec s pochozí nístějí, Mukhatdinov N.Kh., Zudov A.F., Borodin V.V., Zlokazov C.V.

80. Patent RF 2009129777, Metoda pro kalibraci duplicitních šikmých měřidel, Yuryev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Dorofeev V.V., Karetnikov A.Yu., Dorofeev S.V., Lapchenko A.V., Sapelkin O.I.

81. Mukhatdinov N.Kh. K problematice zlepšení spolehlivosti svarového spoje objemově kalených kolejnic z elektrooceli / A.B. Yuriev, N.Kh. Mukhatdinov, H.A. Kozyrev, L.V. Korneva, A.L. Nikulina // Ocel. 2010. - č. 2. - S. 72 - 78.

82. Pat. 2259416 RF, IPC C 22 C 38/24, 38/28, 38/46, 38/50. Kolejnicová ocel / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, Yu. D. Devjatkin a kol., č. 2003124407/02; prosinec 08/04/2003; publ. 27.08.2005, Bull. č. 24.

83. Pat. 2254380 RF, IPC C 21 C 7/00, 5/52. Způsob výroby kolejové oceli / Pavlov V. V., Kozyrev N. A., Godik L. A. a kol., č. 2003136328/02; prosinec 15. 12. 2003; publ. 06/20/05, Bull. č. 17 (II část).

84. Pat. 2291221 RF, IPC C 22 C 38/46. Kolejnicová ocel / Pavlov V. V., Devjatkin Yu. D., Kozyrev N. A. a další - přihláška č. 20051136. 05.04.2005; publ. 01.10.2007, Bull. Č.1.

85. Patent RF 2009149721, Rail steel, Mokhov G.V., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Korneva L.V., Mogilny V.V., Nikulina A.L., Boikov D.V.

86. Patent RF 2009136798, Steel, Yuriev A. B., Mukhatdinov N. Kh., Atkonova O. P., Korneva L. V., Kozyrev N. A. Prokopieva T.V.

87. Patent RF 2009129786, Rail steel, Yuriev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Stepashin

88. A.M., Kozyrev N.A., Korneva L.V., Atkonova O.P.

89. Patent RF 2009125070, Steel, Yuriev A. B., Mukhatdinov N. Kh., Atkonova O. P., Kozyrev N. A., Korneva L. V.

90. Patent RF 2009136799, Steel, Yuriev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Korneva L.V., Atkonova O.P.

91. Patent RF 2009129781, Rail steel, Yuriev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Korneva L.V., Nikulina A.L.

92. Pat. 2259418 RF, IPC C 22 C 38/48. Kolejnicová ocel / Vorozhishchev V.I., Pavlov

93. V.V., Devjatkin Yu.D. et al., 2003124408/02; prosinec 08/04/2003; publ. 27.08.2005, Bull. č. 24.

94. Pat. 2241779 RF, IPC C 22 C 38/54, 38/58. Kolejnicová ocel / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, E. A. Shur aj. č. 2003124404 02; prosinec 04.08.03; publ. 10. prosince 2004, Bull. č. 34 (IV hodina).

95. Patent RF 2009142169, Způsob značení, Mokhov G.V., Mukhatdinov N.Kh., Zakaulov E.G., Mezentsev A.V., Korneva JI. V.

96. Mukhatdinov N.Kh., Hlavní směry rozvoje výroby kolejnic v JSC "NKMK" / A.B. Yuriev, N.Kh. Mukhatdinov, H.A. Kozyrev, L.V. Korneva // Ocel. 2010. -№ 1.-S. 99-100

97. Pat. 2259416 RF, IPC C 22 C 38/24, 38/28, 38/46, 38/50. Kolejnicová ocel / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, Yu. D. Devjatkin a kol., č. 2003124407/02; prosinec 08/04/2003; publ. 27.08.2005, Bull. č. 24.

98. Pat. 2254380 RF, IPC C 21 C 7/00, 5/52. Způsob výroby kolejové oceli / Pavlov V. V., Kozyrev N. A., Godik L. A. a kol., č. 2003136328/02; prosinec 15. 12. 2003; publ. 06/20/05, Bull. č. 17 (A h.).

99. Pat. 2291221 RF, IPC C 22 C 38/46. Kolejnicová ocel / Pavlov V. V., Devjatkin Yu. D., Kozyrev N. A. et al. 05.04.2005; publ. 01.10.2007, Bull. Č.1.

100. Pat. 2259418 RF, IPC C 22 C 38/48. Kolejnicová ocel / Vorozhishchev V. I., Pavlov V. V., Devjatkin Yu. D. et al. 2003124408/02; prosinec 08/04/2003; publ. 27.08.2005, Bull. #24

101. Pat. 2241779 RF, IPC C 22 C 38/54, 38/58. Kolejnicová ocel / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, E. A. Shur aj. č. 2003124404 02; prosinec 04.08.03; publ. 10. prosince 2004, Bull. č. 34 (IV hodina).

102. Mukhatdinov N.Kh Výsledky výroby a kvality kolejnic JSC "NKMK" / V.V. Mogilny, N.Kh. Mukhatdinov, H.A. Kozyrev // Průmyslová doprava XXI BeKa.2009.-N4.-C. 40-43.

103. Yu.P. Snitko, K.V. Grigorovič, E.A. Shur. Vliv nekovových vměstků na únavové vlastnosti kolejnic. Materiály výroční železniční komise. 2002. Novokuzněck. s. 257-263.

104. K. V. Grigorovich, A. M. Arsenkin, A. S. Trushnikova a kol. Nekovové vměstky: posouzení a prognóza provozní stability kolejí. So. vědecký tr.

105. Nekovové vměstky v železniční oceli. Jekatěrinburg. Státní vědecké centrum Ruské federace JSC UIM. 2005. S. 102-115.

Účel:

- nasměrovat kola PS do pohybu;

Vnímejte pružně zpracovávat a přenášet zatížení z kol na podkolejnicovou základnu;

V oblastech s a / b slouží jako vodič signálního proudu a v případě elektrické trakce - zpětný výkon.

Klasifikace:

Kolejnice se dělí na:

A) typy P50, P65, P65k, P75 (typ kolejnice je určen hmotností jednoho metru kolejnice, za písmeno P se dosazuje zaokrouhlená hodnota kt).

R65k - válcované pro pokládku do vnějších závitů oblouků s R≤550 m.

B) podle kategorie kvality: B-nejvyšší; T1 a T2 - tepelně zpevněné; H - tepelně nezpevněné; (Kategorie závisí na četnosti kolejové oceli, její tvrdosti, struktuře, přímosti kolejí při výrobě atd.) ,SS - pro kombinovaný vysokorychlostní provoz; NE - spolehlivost při nízkých teplotách; IE - kolejnice se zvýšenou odolností proti opotřebení.

C) přítomností otvorů pro šrouby: s otvory na obou koncích (2-3) nebo bez otvorů.

D) podle způsobu tavení oceli: M - z otevřené nístějové oceli, K - z konvertorové oceli; E - z elektrooceli.

E) podle typu výchozích polotovarů: ze slitků; z kontinuálně litých sochorů (CWB).

Požadavky:

- Trvanlivost: mít dostatečný moment setrvačnosti (I cm 4) a moment odporu (W cm 3), aby ohybová a krutová napětí vznikající v kolejnicích nepřekročila přípustné hodnoty.

-Trvanlivost: Kolejnicová ocel musí mít vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a houževnatost.

- Vysoká odolnost proti kontaktní únavě.

Hmotnost kolejnice, její obrys (profil), kvalita kolejové oceli a výrobní vlastnosti spolu úzce souvisí a závisí na zatížení dvojkolí na kolejnici, rychlostech a hustotě zatížení.

Ocel kolejnic: Chemické složení je uvedeno v tabulce. V jakostech oceli písmena M, K, E- způsoby tavení oceli, čísla - průměrný hmotnostní zlomek uhlíku v setinách a%. Písmena Ф,С,Х,Т- legované oceli vanad, křemík, chrom, titan, popř.

Chemické složení kolejnicové oceli:

98 % železa; Karbon - zvyšuje pevnost kolejnice v ohybu; mangan - tvrdost, houževnatost, odolnost proti opotřebení; Křemík - tvrdost, odolnost proti opotřebení; Fosfor - křehkost za studena; síra - červená křehkost.

Vynález se týká metalurgie železa, zejména výroby oceli pro železniční kolejnice se spolehlivostí při nízkých teplotách. Navržená kolejnicová ocel obsahující komponenty v následujícím poměru, hm.%: uhlík 0,69 - 0,82, mangan 0,60 - 1,05, křemík 0,18 - 0,45, vanad 0,04 -0,10, dusík 0,008 - 0,020, hliník 0,020 - vápník 0,0100. 0,002 -0,010, hořčík 0,003 - 0,007, chrom 0,05 - 0,30, nikl 0,05 - 0,30, měď 0,05 - 0, 30, síra 0,005 - 0,010, zatímco obsah fosforu 25, chrómu, železa celkem 0,0 kel a měď nepřesahuje 0,65 hm. % a poměr vápníku a síry je v rozmezí 0,4 - 2,0 . Technickým výsledkem vynálezu je možnost vytvoření kolejnic se zvýšenou rázovou houževnatostí a provozní spolehlivostí při nízkých teplotách až -60 o C. 1 tabulka.

Vynález se týká oblasti metalurgie železa, zejména výroby oceli pro železniční kolejnice se spolehlivostí při nízkých teplotách. Známá ocel s následujícím chemickým složením, hm. %; 1,0,65 - 0,85 °C; 0,18 - 0,40 Si; 0,60 - 120 Mn; 0,001 - 0,01 Zr; 0,005 - 0,040 Al; 0,004 - 0,011 N; jeden prvek ze skupiny obsahující Ca a Mg 0,0005 - 0,015; 0,004 - 0,040 Nb; 0,05 - 0,30 Cu; Fe - odpočinek. 2. 0,65 - 0,89 °C; 0,18 - 0,65 Si; 0,60 - 1,20 Mn; 0,004 - 0,030 N; 0,005 - 0,02 AI; 0,0004 - 0,005 Ca; 0,01 - 0,10 V; 0,001 - 0,03 Ti; 0,05 - 0,40 Cr; 0,003 - 0,10 Mo; karbonitridy vanadu 0,005 - 0,08, přičemž vápník a hliník jsou v poměru 1 : (4 - 13), Fe - zbytek. Tyto oceli jsou určeny pro výrobu kolejnic, konkrétně druhá ocel je určena pro kolejnice určené pro provoz na dálnicích se zvýšenou hustotou provozu. Neposkytují však požadovaný výkon kolejnic v podmínkách nízkých klimatických teplot, typických pro rozsáhlé oblasti Sibiře. Technickou podstatou a dosaženým výsledkem je navrhovanému ocel nejblíže chemického složení, hm. %: 0,69 - 0,82 C; 0,45 - 0,65 Si; 0,60 - 0,90 Mn; 0,004 - 0,011 N; 0,005 - 0,009 Ti; 0,005 - 0,009 Al; 0,02 - 0,10 V; 0,0005 - 0,004 Ca; 0,0005 - 0,005 Mg; 0,15 - 0,40 Cr; Fe -res. Vyznačuje se však nedostatečně rozptýlenou mikrostrukturou, která nemůže zajistit požadovanou úroveň rázové houževnatosti při nízkých teplotách (-60 o C). Kromě toho může obsah síry v této oceli dosahovat až 0,035 %. Tím kolejnice obsahují značné množství čar sulfidů manganu, což snižuje rázovou houževnatost kolejnic jak v podélném, tak i v příčném směru. Vzhledem k tomu, že rázová houževnatost koreluje s únavovou pevností, lze předpokládat, že její hodnoty při nízkých teplotách jednoznačně korelují s nízkoteplotní spolehlivostí a kolejnice z této oceli nemají dostatečný zdroj únavové pevnosti. Úkolem bylo vytvořit kolejovou ocel, ze které je možné vyrábět kolejnice se zvýšenou provozní spolehlivostí při nízkých teplotách, až -60 o C. Úkol je splněn tím, že kolejnicová ocel obsahující uhlík, mangan, křemík, vanad , dusík, hliník, titan , vápník, hořčík a chrom, navíc obsahuje nikl a měď v následujícím poměru složek, hm.%: Uhlík - 0,69 - 0,82 Mangan - 0,60 - 1,05 Křemík - 0,18 - 0,45 Vanad - 0,04 - 0,10 Dusík - 0,008 - 0,020 Hliník - 0,005 - 0,020 Titan - 0,003 - 0,010 Vápník - 0,002 - 0,010
Hořčík - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nikl - 0,05 - 0,30
Měď - 0,05 - 0,30
Síra - 0,005 - 0,010
Fosfor - Ne více než 0,025
Železo - Odpočinek
přičemž celkový obsah chrómu, niklu a mědi nepřesahuje 0,65 hm. % a poměr vápníku a síry je v rozmezí 0,4 - 2,0
Zavedení niklu a mědi do oceli výrazně snižuje teplotu nástupu perlitové transformace při ochlazení kolejové oceli z austenitického stavu. V důsledku toho dochází ke znatelnému zjemnění struktury, konkrétně se zmenšuje velikost kolonií perlitu, mezilamelární vzdálenost perlitu a následně i tloušťka cementitových desek. Protože u oceli se strukturou lamelárního perlitu rázová houževnatost do značné míry závisí na velikosti kolonií perlitu a tloušťce cementitových plátů, vede jejich broušení ke zvýšení rázové houževnatosti jak při kladných, tak záporných teplotách až do -60 o. C a v důsledku toho ke zlepšení spolehlivosti kolejnic při nízkých teplotách. Když se nikl a měď zavedou do oceli v množství menším než 0,05 %, nemají znatelný vliv na strukturu a rázovou houževnatost kolejnic. Pokud množství niklu a mědi překročí každý 0,3 % nebo celkový obsah chrómu, niklu a mědi přesáhne 0,65 %, pak se v oceli spolu s perlitovou strukturou tvoří úseky bainitické struktury. Rázová houževnatost takové oceli se smíšenou strukturou je výrazně snížena. Poměr vápníku a síry rovný 0,4 - 2,0 poskytuje místo provázků sulfidu manganu vytvoření dlouhých čar krátkých čar (Mn, Ca)S, kulovitých sulfidů vápenatých a slupek sulfidů vápenatých na povrchu hlinitanů vápenatých. Globularizace sulfidů zvyšuje rázovou houževnatost v podélném i příčném směru, snižuje anizotropii rázové houževnatosti. V tomto ohledu se výrazně snižuje riziko vzniku trhlin při provozu kolejnic a zvyšuje se jejich spolehlivost, zejména při nízkých teplotách. Pokud je poměr vápníku k síře menší než 0,4, pak nedochází ke globularizaci sulfidů a ke zvýšení houževnatosti oceli. Poměr obsahu vápníku a síry je větší než 2,0, je obtížné zajistit stávající technologie pro tavení, odsíření oceli a zavádění vápníku do ní.
Je třeba poznamenat, že vzhledem k tomu, že úroveň rázové houževnatosti, zejména při nízkých teplotách, je u kolejové oceli poměrně nízká, což souvisí se zvláštnostmi jejího chemického složení, pouze společný současný účinek na jemnost mikrostruktury a na složení a tvar sulfidů výrazně zvyšuje nízkoteplotní spolehlivost kolejnic. Významné rozdíly mezi navrženou ocelí s nárokovaným poměrem složek jsou: vnesení niklu a mědi do oceli s celkovým obsahem niklu, mědi a chrómu ne vyšším než 0,65 % a poměr vápníku a síry v rozmezí 0,4 - 2,0. Podle informací dostupných ve vědecké a technické literatuře se nikl a měď obvykle zavádějí do oceli, včetně kolejové oceli, aby se zvýšila její prokalitelnost a získala se plně martenzitická struktura, zvýšila se pevnost a tvrdost oceli. V předkládaném vynálezu se nikl a měď zavádějí do oceli pro zjemnění mikrostruktury a zlepšení houževnatosti. V literatuře jsme nenašli údaje o kombinovaném vlivu globularizace niklu a mědi a sulfidu na rázovou houževnatost a spolehlivost při nízkých teplotách. Vzhledem k výše uvedenému splňuje nárokované technické řešení kritérium "novosti". Příklady konkrétního provedení vynálezu jsou uvedeny v tabulce, která uvádí chemické složení ocelí a vlastnosti kolejnic získaných z těchto ocelí. Z navržené oceli a prototypové oceli v podmínkách Kuzněckých železáren byly vyválcovány železniční kolejnice typu P65, které byly tepelně zpracovány hromadným kalením v oleji od 840 - 850 o C a popouštěním při 450 o C dle podle technologických pokynů platných v závodě. Výsledky uvedené v tabulce ukazují, že když se nikl a měď zavedou do oceli v takovém poměru, že celkové množství niklu, mědi a chrómu nepřesáhne 0,65 % a poměr vápníku a síry je v rozmezí 0,4 - 2, 0, rázová houževnatost oceli při teplotě 20 o C v podélném směru kolejnice je 4,0 - 6,0 kgcm / cm 2, v příčném směru - 3,6 - 5,7 kgcm / cm 2, index anizotropie n = 0,90 - 0,98. Za těchto podmínek je rázová houževnatost oceli na podélných vzorcích při -60 o C v rozmezí 2,0 - 2,7 kgcm/cm2. Při obsahu niklu a mědi, celkovém obsahu niklu, mědi a chrómu, poměru vápníku k síře pod a nad stanovenými limity se hodnoty rázové houževnatosti a její anizotropie výrazně neliší od hodnot těchto parametrů pro ocelový prototyp. Podle Specifikace Kolejnice TU 14-1-5233-93 s KCU-60 ne méně než 2,0 kgcm/cm 2 odkazují na nízkoteplotní spolehlivé kolejnice. Tavení navrhované oceli tedy zvýší výrobu kolejnic se zvýšenou spolehlivostí při nízkých teplotách pro oblasti s nízkými klimatickými teplotami. Zdroje informací
1. Auth. Svatý. SSSR N 1435650 M. tř. C 22 C 38/16, 1987. 2. Pat. RF N 1633008 M. tř. C 22 C 38/16, 1989. 3. Auth. Svatý. SSSR N 1239164, M. tř. C 22 C 38/28, 1984.

Nárok

Kolejnicová ocel obsahující uhlík, mangan, křemík, vanad, dusík, hliník, titan, vápník, hořčík a chrom, vyznačující se tím, že navíc obsahuje nikl a měď v následujícím poměru, hm.%:
Uhlík - 0,69 - 0,82
Mangan - 0,60 - 1,05
Křemík - 0,18 - 0,45
Vanad - 0,04 - 0,10
Dusík - 0,008 - 0,020
Hliník - 0,005 - 0,020
Titan - 0,003 - 0,010
Vápník - 0,002 - 0,010
Hořčík - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nikl - 0,05 - 0,30
Měď - 0,05 - 0,30
Síra - 0,005 - 0,010
Fosfor - Ne více než 0,025
Železo - Odpočinek
přičemž celkový obsah chrómu, niklu a mědi nepřesahuje 0,65 hm. % a poměr vápníku a síry je v rozmezí 0,4 - 2,0.

Podobné patenty:

[0001] Vynález se týká metalurgie ocelí, zejména těch, které se používají při stavbě lodí a hydraulických turbín, například při výrobě lodních šroubů a lopatek hydraulických turbín pracujících v korozním prostředí (mořská a sladká voda) pod vlivem značného statického a cyklické zátěže

Vynález se týká oblasti metalurgie, zejména žáruvzdorných ocelí, a lze jej použít při výrobě odstředivých trubek určených pro výrobu svitků trubkových pecí, válečků a dalších dílů pracujících v agresivním prostředí při vysokých teplotách a tlacích.

Vynález se týká austenitické nerezové oceli obsahující vměstky zvoleného složení, získané libovolně, složení v závislosti na celkovém složení oceli je zvoleno tak, že fyzikální vlastnosti tyto inkluze podporovaly jejich přeměnu oceli za tepla

Kolejnicová ocel (~0,60–0,80 % C) a kordová ocel podobného složení se taví v kyslíkových konvertorech a v obloukových pecích. Nejtěžším úkolem při výrobě této oceli je získat dostatečně nízký obsah fosforu při oxidaci uhlíku na danou koncentraci v oceli. K vyřešení tohoto problému se přijímají speciální opatření podle charakteristik tavení v konvertoru nebo obloukové peci.

V kyslíkovém konvertoru s horním foukáním nebo kombinovaným foukáním shora a zespodu, jak je znázorněno výše, začíná defosforizace od prvních minut foukání. Když je však obsah fosforu v železe vysoký, stupeň defosforizace není dostatečný pro získání přijatelného obsahu fosforu v oceli při zastavení na předem stanoveném vysokém obsahu uhlíku. Stejně jako u obsahu uhlíku ~0,6–0,9 % se v průběhu tání obsah fosforu stabilizuje nebo dokonce začne stoupat; k poklesu obsahu fosforu dále dochází při mnohem nižším obsahu uhlíku. To způsobuje potíže při defosforizaci při výrobě oceli s vysokým obsahem uhlíku. V případě tavení se zastavením procesu při daném vysokém obsahu uhlíku v oceli to vede k nutnosti mezitěžby konvertoru pro výměnu strusky jejím stažením a zavedením nové. To komplikuje proces, způsobuje pokles produktivity, zvýšení spotřeby struskotvorné a litiny.

Kácení konvertoru pro výměnu strusky se provádí na různých závodech s obsahem uhlíku 1,2–2,5 %. Při vysokém obsahu fosforu v litině (0,20–0,30 %) se struska nahrazuje dvakrát při obsahu uhlíku 2,5–3,0 % a při 1,3–1,5 %. Po stažení strusky se vyrábí nová z čerstvě vypáleného vápna. Obsah FeO ve strusce je udržován na úrovni 12–18 % změnou hladiny dmyšny nad lázní. V průběhu tavení se ke zkapalnění strusky přidává kazivec - 5–10 % hmotnosti vápna. V důsledku defosforizace je na konci foukání na obsah uhlíku specifikovaný v hotové oceli obsah fosforu v kovu ≤ 0,010–0,020 %. Na výstupu do pánve je kov dezoxidován přísadami ferosilicia a hliníku. V tomto případě je velmi důležitou operací odříznutí konvertorové strusky. Pokud se dostane do pánve, způsobí refosforizaci při procesu dezoxidace a zejména při mimopecní úpravě redukční struskou pro odsíření.

Do jisté míry se rozšířila i technologie tavení kolejové a kordové oceli v konvertorech s foukáním na nízký obsah uhlíku (0,03-0,07 %) s následným nauhličováním v pánvi speciálně upravenými pevnými nauhličovači (ropný koks, antracit) Konečná úprava obsahu uhlíku v oceli se provádí ve vakuové úpravně.

Čištění kovu v konvertoru na nízký obsah uhlíku poskytuje hluboké defosforizace. Je pouze nutné zajistit spolehlivé odříznutí strusky na výstupu, aby se zabránilo jejímu pádu do pánve a v důsledku toho refosforizaci.

Použití technologie tavení oceli v konvertoru s odkalováním na nízký obsah uhlíku s následným nauhličováním v pánvi vyžaduje použití nauhličovačů, které jsou čisté z hlediska obsahu škodlivých nečistot a plynů, což vyžaduje jejich speciální přípravu a někdy vytváří značné obtíže. Je také obtížné získat požadovaný obsah uhlíku v úzkých mezích. To omezuje použití této technologie.

Tavení v konvertoru používaném v některých provozech s následným nauhličováním litinou, která byla předtím nalita do pánve před uvolněním taveniny z konvertoru, nenašla široké uplatnění. To vyžaduje litinu dostatečně čistou z hlediska obsahu fosforu. Finální nauhličování dezoxidovaného kovu, aby se spolehlivě získal obsah uhlíku v požadovaných mezích, se provádí na pevných nauhličovačích v procesu vakuového zpracování.
V obloukových pecích se kolejová a kordová ocel taví běžnou technologií popsanou výše za použití opatření k intenzivnímu odstranění fosforu z kovu - přísady Železná Ruda do náplně a na začátku krátké oxidační doby, s průběžným odstraňováním strusky a její obnovou vápennými přísadami. Dále je nutné zabránit vniknutí strusky do pánve na nalévání oceli.

Díky nízkému obsahu kyslíku v kolejnicové oceli s vysokým obsahem uhlíku vysoký stupeň jeho čistoty, pokud jde o oxidové vměstky, lze dosáhnout bez použití poměrně složitého mimopecního vakuového zpracování nebo v kosh-peci. K dosažení tohoto cíle postačí propláchnout kov v boxu inertním plynem. Současně by však pecní struska vstupující do pánve, aby se zabránilo sekundární oxidaci kovu, neměla oxidovat. Proto se před takovým mimopecním zpracováním provádí tavení kolejové oceli v EOP s předběžnou dezoxidací kovu v peci křemíkem a manganem, které se přidávají ve formě ferosilicia a feromanganu nebo silikomanganu. Struska se před odpichem dezoxiduje koksem nebo elektrodovým práškem a granulovaným hliníkem a někdy práškem ferosilicia. Je však třeba mít na paměti, že při dezoxidaci strusky, zejména křemíkem, která způsobuje tvorbu SiO2, dochází k redukci fosforu. Proto je taková operace přípustná až po dostatečně hlubokém odfosfoření s výměnou strusky a odstraněním fosforu z lázně. Konečná dezoxidace oceli křemíkem a hliníkem se provádí v pánvi při odpichu. Poté je kov v pánvi foukán inertním plynem, aby došlo k jeho homogenizaci a hlavně k odstranění alespoň části nahromadění (shluků) vměstků Al2O3, které při provozu způsobují delaminaci v pracovní části hlav kolejnic. Důsledkem této delaminace může být úplné oddělení laminovaných desek na hlavě kolejnice a její předčasné selhání.

Více efektivní způsob K zamezení tvorby delaminací v kolejové oceli, tavené jak v konvertorech, tak v obloukových pecích, je úprava tekutého kovu v pánvi vápníkem. Jak je znázorněno, toto se provádí zaváděním prášku silikovápenatého plátovaného do drátu nebo vyfukovaného v proudu nosného plynu do tekutého kovu.