Die Sicherheit des Zugverkehrs hängt weitgehend von der ordnungsgemäßen Wartung, Qualität und Haltbarkeit des Gleises ab, insbesondere von seinem Hauptelement - den Schienen. Das Problem der Verbesserung der Leistung von Schienen bleibt trotz der positiven Ergebnisse bei der Gewährleistung der Stahlqualität relevant. BEI modernen Bedingungen Ausbeutung Eisenbahnen Während der Bewegung von Schwertransporten kann die Last des rollenden Materials auf der Achse 35 Tonnen und die Bewegungsgeschwindigkeit von Hochgeschwindigkeitszügen bis zu 250 km/h erreichen. Zur Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Erhöhung der Betriebssicherheit von Schienen sind die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen zu ermitteln. Neben der wissenschaftlichen Forschung werden technische Lösungen benötigt, um die Technologie der heimischen Schienenproduktion zu verbessern, neue Wege und Möglichkeiten zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Schienen. Die Lebensdauer von Eisenbahnschienen wird maßgeblich von der Struktur und den mechanischen Eigenschaften von Stahl bestimmt. In dieser Hinsicht nimmt die Rolle der Forschung auf dem Gebiet der Metallphysik und Metallwissenschaft bei der Schaffung fortschrittlicherer Stahlsorten zu, die den Produkten während des Betriebs eine langfristige Festigkeit verleihen können.

Für die Nutzungsbedingungen auf den Eisenbahnen Russlands eines nicht verbindenden Gleises unterliegt die Qualität der Schweißverbindungen strenge Auflagen, nämlich: Sie müssen eine hohe Festigkeit haben, eine gleichmäßige Struktur haben und die Geradlinigkeit der Wimpern entlang der Trittfläche und der arbeitsseitigen Kante des Schienenkopfes gewährleisten. Metallurgische Verfahren zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Schweißverbindung von volumetrisch gehärteten Schienen aus Elektrostahl umfassen: Optimierung der chemischen Zusammensetzung für die Hauptelemente und den Gesamtgehalt an Verunreinigungen; Verbesserung der Duktilität von Schienen durch eine gewisse Verringerung der Härte; Reinheit von Stahl durch nichtmetallische Einschlüsse. Die Fragen der Verbesserung der Zuverlässigkeit einer Schweißverbindung sind von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit der Schaffung von Schienen mehrerer Kategorien, die sich in einer Reihe mechanischer Eigenschaften unterscheiden.

Die Finanzkrise hat Anpassungen des Zeitplans und des Verfahrens für den Wiederaufbau der inländischen Schienen- und Trägerwerkstätten für die Produktion von 100-Meter-Differenzial gehärteten Schienen vorgenommen, die den Anforderungen der neuen entsprechen nationaler Standard auf Eisenbahnschienen.

In den letzten Jahren hat der Wettbewerb auf dem russischen Eisenbahnschienenmarkt zugenommen. Der Bedarf an Schienen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr bis zu 250 km / h, verursacht durch die Notwendigkeit, diesen Verkehr auf russischen Eisenbahnen im Rahmen der Umsetzung des Programms „Strategie für die Entwicklung des Eisenbahnverkehrs in Russische Föderation bis 2030“ ist mit der Versorgung mit japanischen Schienen zufrieden. Es ist geplant, die Schienen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr polnischer und italienischer Produktion zu zertifizieren. Russische Unternehmen nehmen aufgrund der Diskrepanz zwischen dem technischen Niveau der Produktionsbasis noch nicht an Ausschreibungen für die Lieferung solcher Schienen teil. Daher wird die Frage der Fristen für den Abschluss des Wiederaufbaus der inländischen Schienen- und Balkenwerkstätten äußerst relevant, um das Volumen der Schienenlieferungen aufrechtzuerhalten Russischer Markt. Das Volumen dieses Marktes nur für den in Russland geschaffenen Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Gesamtlänge von 13.190 km beträgt 1 Million 700.000 Tonnen Schienen des Typs R65. Russian Railways hat eine Strategie für die Entwicklung des Schienenverkehrs in der Russischen Föderation bis 2030 entwickelt. Zu den Hauptaktivitäten dieser Strategie gehört der Bau von Strecken mit Hochgeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitsverkehr. Mit der Entwicklung einer solchen Bewegung steigen die Anforderungen an die Elemente des Oberbaus der Strecke stark an, inkl. und zu den Gleisen. Die Lebensdauer der Schienen bestimmt maßgeblich die Durchlaufzeit und damit das jährliche Reparaturvolumen.

In den Eisen- und Stahlwerken von Novokuznetsk und Nizhny Tagil wurde viel Arbeit geleistet, um Technologie und Ausrüstung für die Massenproduktion von Eisenbahnmetallprodukten zu entwickeln. Viele neue technische Lösungen wurden im Bereich der Produktion und des Betriebs von Schienen und Schienenbefestigungen im Zusammenhang mit dem Modernisierungsprozess implementiert Produktionskapazität und neue Technologien im Bereich des Schienenverkehrs haben Hersteller und Verbraucher von Eisenbahnmetallprodukten die Kosten für die Beherrschung der Produktion von Eisenbahnprodukten mit neuen Verbrauchereigenschaften und dementsprechend die Organisation von Hochgeschwindigkeits- und Schwerverkehr erheblich gesenkt .

Gleichzeitig ist die Lebensdauer der besten Muster ausländischer Schienen 1,5-mal höher im Vergleich zu diesem Indikator für Schienen einheimischer Hersteller, der im Bereich von 700 Millionen Tonnen liegt. grob. JSC "Russian Railways" unterstützt die Bemühungen der Hersteller, die darauf abzielen, die Qualität der Schienen radikal zu verbessern.

Die Feldtests vielversprechender Kategorien von Schienen aus übereutektoiden und mikrolegierten Stählen, die von NKMK hergestellt werden, wurden erfolgreich abgeschlossen, was Möglichkeiten für die Zertifizierung in der RS ​​FZHT und die anschließende Lieferung von inländischen Schienen mit erhöhter Verschleißfestigkeit und Kältebeständigkeit an russische Eisenbahnen eröffnet.

Im Zusammenhang mit der Organisation des Hochgeschwindigkeitsverkehrs auf russischen Eisenbahnen hat die Aktivität ausländischer Hersteller von Eisenbahnschienen stark zugenommen, was die Frage der Beschleunigung der Modernisierung der russischen Schienenproduktionsbasis im Hinblick auf die Aufrechterhaltung des Liefervolumens von Schienen für JSC Russian Railways äußerst dringend.

Schienen, die von den Eisen- und Stahlwerken Novokuznetsk und Nizhny Tagil während Feldversuchen im EK VNIIZhT hergestellt wurden, inkl. Zertifizierung, zeigen Ergebnisse, die den Ergebnissen der besten Muster der Welt nahe kommen, was darauf hinweist, dass das Netz derzeit mit inländischen Schienen hoher Qualität versorgt wird. Der Abschluss des Umbaus der heimischen Schienen- und Trägerwerkstätten wird es ermöglichen, Schienen zu produzieren, die unter vergleichbaren Betriebsbedingungen in Bezug auf Gleiswartungskosten und Durchlaufzeit Schienen japanischer, französischer und österreichischer Produktion nicht unterlegen sind.

Das Studium der Gesetze der Stahlerzeugung und Metallumformung hilft bei der Auswahl der optimalen Modi technologische Prozesse, erforderliche Haupt- und Zusatzausrüstung. .

Die wichtigsten Ergebnisse der industriellen Umsetzung neuer technischer Lösungen und betrieblicher Verbesserungen im Schienenproduktionsprozess bei OJSC NKMK

Auf der Grundlage zahlreicher theoretischer und experimenteller Studien wurde festgestellt, dass die Widerstandsfähigkeit von Schienen gegen Verschleiß und Beschädigung durch Kontaktermüdungsfehler signifikant zunimmt, wenn die Struktur verfeinert wird. In dieser Richtung wurden zahlreiche Forschungsarbeiten und industrielle Experimente durchgeführt, nämlich: Eine Technologie zur Herstellung von Schienen mit erhöhter Verschleißfestigkeit aus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,90 % und Mikrolegierungszusätzen wurde entwickelt und patentiert Vanadium (0,07 - 0,08 %) und Stickstoff (0,012 - 0,017 %). Im Zuge von Betriebsbeobachtungen am Passabschnitt Irkutsk - Sljudjanka der Ostsibirischen Eisenbahn wird davon abgewichen eine große Anzahl Abschnitte mit kleinem Radius zeigten eine hohe Verschleißfestigkeit von Schienen aus Stahl mit übereutektoider Zusammensetzung - ihr spezifischer seitlicher Verschleiß betrug 0,076 - 0,072 mm pro 1 Million Tonnen Bruttofracht, während er für Standardschienen 0,124 mm erreicht. Eine weitere Erhöhung des Kohlenstoffgehalts wird durch die Bildung von strukturfreiem Zementit entlang der Korngrenzen von Perlitkolonien in Form eines Gitters begrenzt, was zu einer starken Abnahme der Schlagzähigkeit des Stahls und der dynamischen Festigkeit der Schienen führt .

Eine weitere wichtige Richtung ist die Schaffung von Niedertemperatur-Zuverlässigkeitsschienen. Neue Technologie Die Herstellung solcher Schienen ermöglichte es, die Verkehrssicherheit bei Temperaturen von minus 40 °C und darunter zu gewährleisten. Nach Angaben der Streckendienste auf Straßen in Gebieten mit strengen klimatischen Bedingungen sind einzelne Anfälle aufgrund von Mängeln im Winter 2,0-2,5-mal häufiger als im Sommer. Niedrige Temperaturen wirken sich besonders ungünstig auf die Entstehung von Ermüdungsrissen im Kopf von Schienen aus, die auf einem nahtlosen Gleis verlegt sind, sowie auf Duktilität und Zähigkeit, was zu einem möglichen Sprödbruch der Schiene führen kann. Um die Tieftemperaturzuverlässigkeit des Schienenmetalls zu verbessern, ist es notwendig, die Bildung eines feinkörnigen Gefüges durch die Bildung von Vanadiumcarbonitriden zu gewährleisten, was bei einer ausreichenden Menge an Vanadium und Stickstoff im Stahl möglich ist. Es wurde festgestellt, dass das garantierte Erreichen der erforderlichen Schlagzähigkeit von Schienen mit Tieftemperaturzuverlässigkeit bei einem Stickstoffgehalt von 0,010 - 0,020 % und Vanadium von 0,07 - 0,08 % gegeben ist.

Dank der Optimierung der chemischen Zusammensetzung des Elektrostahls für Kohlenstoffschienen und der Verwendung der Carbonitrid-Härtungstechnologie wurde eine signifikante Erhöhung der Lebensdauer der Schienen auf das Niveau des Weltstandards erreicht, was die Produktion von mehr als 1 Milliarde Bruttotonnen sicherstellte .

In den letzten Jahren wurde in der Entwicklung des Verkehrs in Russland eine neue Richtung eingeschlagen - der Bau von Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnstrecken. Die Notwendigkeit, Schienen zu erstellen neue Kategorie ist zu einem weiteren Anreiz geworden, nach vielversprechenden technischen Lösungen zu suchen und bestehende Technologien zu verbessern. Insbesondere wurden die chemische Zusammensetzung und Technologie zur Herstellung von Schienen aus niedriglegiertem Stahl E76KhGF entwickelt und patentiert. Diese Schienen im warmgewalzten Zustand hatten eine zufriedenstellende Qualität in Bezug auf nichtmetallische Einschlüsse, Makrostruktur, Polfestigkeit, mechanische Eigenschaften, entkohlte Schicht und Eigenspannungen. Die Sicherstellung der Geradheit der Schienen erforderte technische Lösungen zur Verbesserung des Richtmodus, den Einsatz von Biegemaschinen und das Abkühlen der Sohle über die gesamte Länge der Schiene vor dem Härten sowie die Optimierung der Härte- und Anlassmodi. Dadurch konnte die Produktion von Schienen für den kombinierten Hochgeschwindigkeitsverkehr etabliert werden.

Wie die Praxis zeigt, kommt es beim Betrieb auf Schienen häufig zu thermomechanischen Schäden durch Gefügeumwandlungen im Stahl. Durch den Schlupf des Rades auf der Rollfläche des Schienenkopfes in der Kontaktzone kommt es zu sofortigen Gefüge- und Phasenänderungen, begleitet von der Bildung einer Sekundärstruktur (nicht ätzende weiße Zone), die sich durch hohe Härte auszeichnet und Sprödigkeit. Bei der Modellierung des Prozesses von Stoßbelastungen an Stahlproben mit unterschiedlichen Gehalten an Kohlenstoff und Legierungselementen zeigte sich, dass die Bildung von Sekundärstrukturen von der chemischen Zusammensetzung des Stahls abhängt. Es wurde festgestellt, dass der Widerstand von Schienen gegen die Bildung von Defekten thermomechanischen Ursprungs mit abnehmendem Kohlenstoffgehalt im Stahl zunimmt. In dieser Hinsicht ist eine weitere vielversprechende Richtung in der Entwicklung der Schienenproduktion die Schaffung einer neuen Schienengeneration - mit bainitischer Struktur. Die Bildung einer solchen Struktur mit einem Komplex hoher mechanischer Eigenschaften wird durch rationale Konzentrationsgrenzen von Legierungselementen erreicht.

Durchgeführte Labor- und Industrieversuche ermöglichten die Entwicklung und Patentierung der chemischen Zusammensetzung bainitischer Schienenstähle. Von der Reihe von Schmelzen war der interessanteste Stahl, enthaltend (Massenanteil, %): 0,32 C; 1,48 Megapixel; 1,21 BC 1,0 Cr; 0,2 - 0,3 Mo; 0DZV; 0,012 N. Die Versuchsschienen zeichneten sich durch einen Komplex verbesserter Eigenschaften und zufriedenstellender Herstellbarkeit aus, waren durch wirtschaftliches Legieren kostengünstiger und ermöglichten nicht zuletzt den Verzicht auf die umweltschädliche Technologie der volumetrischen Ölabschreckung.

Aufgrund der Tatsache, dass die Entwicklung der Schienenproduktion in Richtung des Einsatzes neuer Stähle keine nennenswerten Kapitalinvestitionen und Umbauten erfordert, kann sie derzeit als prioritär anerkannt werden. Parallel dazu wird an der Entwicklung von geforscht industrielle Produktion fortschrittliche Technologie des differenzierten Härtens von Schienen. Dies wird sichergestellt Schienenverkehr Schienen mit großer Zuverlässigkeit und Lebensdauer.

Als Hauptrichtungen für die Entwicklung der Schienenproduktion bei OAO NKMK sind daher zu nennen: Verwendung von verschleißfestem Stahl mit erhöhtem Kohlenstoffgehalt (bis zu 0,9 %) und Mikrolegierungszusätzen (0,070,8 % V; 0,012 - 0,017 % N); Herstellung hochzuverlässiger Schienen für den Betrieb bei niedrigen klimatischen Temperaturen aus Stahl mit 0,01 - 0,02 % N und 0,07 - 0,08 % V); die Verwendung von bainitischem Stahl mit ausgewogenen mechanischen Eigenschaften sowie von niedriglegiertem Elektrostahl für hochpräzise Schienen für Hochgeschwindigkeitsautobahnen.

Die Qualität der Schienen von OAO NKMK

Bei OAO NKMK umfasst die gesamte Schienenproduktionstechnologie das Schmelzen im Elektroofen, die Behandlung außerhalb des Ofens, das Evakuieren, das Gießen auf Stranggussmaschinen, das Erhitzen zum Walzen in PSHB-Öfen, das Walzen, das Richten in einer Rollenrichtmaschine und die Wärmebehandlung (Abschrecken in Öl mit Anlassen) oder dessen Abwesenheit, Bearbeitung in einer Rollenrichtmaschine.

Es werden Schienen für folgende Zwecke und Kategorien hergestellt:

1. Eisenbahnschienen des Typs R65 für allgemeine Zwecke bestehen aus Kohlenstoffstahl (durchschnittlicher Kohlenstoffgehalt 0,75%) der Güte E76F, die gemäß GOST R 51685-2000 in die Kategorien H und T1 unterteilt sind.

KCU+20 s = Yu J/cm) und Härte (285-331 HB). Für die geforderten mechanischen Eigenschaften sorgt die Perlitstruktur, die sich nach dem Walzen über den Schienenquerschnitt bildet. Schienen dieser Kategorie werden hauptsächlich auf Weichen und U-Bahnen betrieben.

Schienen der Kategorie T1 zeichnen sich durch höhere Festigkeit (s = 1177–1373 N/mm2, ax = 800–1030 N/mm2), Duktilität (Ô = 8,0–17 %, \|/ = 29–47 %), Stoßviskosität l l aus (KSu + 20 s \u003d 25-60 J / cm) und Härte (341-401 HB). Das vorgegebene Niveau der mechanischen Eigenschaften wird durch ein fein verteiltes Perlitgefüge mit kleinen Ferritbereichen erreicht, das durch Härtewärmebehandlung - Masseabschreckung in Öl - erreicht wird. Schienen dieser Kategorie sind bei der überwiegenden Mehrheit der russischen Eisenbahnen weit verbreitet.

2. Eisenbahnschienen für besondere Zwecke werden unterteilt in:

Schienen des Typs R65 mit Niedertemperaturzuverlässigkeit (NE) gemäß TU 0921-118-011243282003 bestehen aus Kohlenstoffstahl (durchschnittlicher Kohlenstoffgehalt 0,75 %) der Güte E76F, mikrolegiert mit Vanadium (0,07 %) und Stickstoff (0,012 %). Schienen mit Tieftemperaturzuverlässigkeit haben ähnliche mechanische Eigenschaften und Härte wie Schienen der Kategorie T1 und zeichnen sich durch eine erhöhte Schlagzähigkeit bei Temperatur aus

0 2 minus 600С (KSi.bo s = 25-60 J/cm). Eine erhöhte Zuverlässigkeit bei niedrigen Temperaturen sowie eine ausreichend hohe Festigkeit, Duktilität und Härte der Schienen wird durch eine feinkörnige, fein verteilte Perlitstruktur mit unbedeutenden Ferritbereichen gewährleistet, die durch den kombinierten Einfluss von Technologien erreicht wird - Masseabschreckung in Öl und Mikrolegierung von Stahl mit Vanadium und Stickstoff. Schienen mit niedriger Temperaturzuverlässigkeit haben keine Analoga im Ausland und sind für den Betrieb in Regionen mit kaltem Klima vorgesehen (Eisenbahn Ostsibiriens, Transbaikal, Krasnojarsk).

Schienen des Typs R65 und R65K mit erhöhter Verschleißfestigkeit und Kontaktlebensdauer (IE) gemäß TU 0921-125-01124328-2003 bestehen aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt (durchschnittlicher Kohlenstoffgehalt 0,90 %) der Sorte E90AF, mikrolegiert mit Vanadium (0,08 %). und Stickstoff (0,014 %). Aufgrund des Kohlenstoffgehalts von mehr als 0,80 % im Stahl werden diese Schienen als übereutektoid bezeichnet. Übereutektoide oder verschleißfeste Schienen zeichnen sich durch eine erhöhte Härte (400-415 HB) und Festigkeit (ab = 1352-1400 N/mm2, at = 900-1111 N/mm2) aus. Gleichzeitig halten diese Schienen genug hohes Niveau Plastizität (S = 11%, c/ = 37%) und Schlagzähigkeit bei positiven und negativen Temperaturen (KCu + 2o ° C; -bo ° C = 25-27 J / cm2). Das angegebene Eigenschaftsprofil wird durch ein homogenes feinkörniges feindisperses Perlitgefüge erreicht, das durch volumetrisches Abschrecken in Öl durch erhöhten Kohlenstoffgehalt und Mikrolegieren von Stahl mit Vanadium und Stickstoff entsteht. Schienen mit dem angegebenen Komplex mechanischer Eigenschaften zeichnen sich durch hohe Verschleißfestigkeit und Kontaktermüdungsfestigkeit aus und haben im Ausland keine Analoga. Solche Schienen werden in Russland auf mit Fracht beladenen Abschnitten in gekrümmten Abschnitten mit kleinem Radius (600 mm oder weniger) der Ostsibirischen und Transbaikalischen Eisenbahnen betrieben.

Schienen des Typs R65 für den kombinierten Hochgeschwindigkeitsverkehr gemäß TU 0921-07601124328-2003, die in CCI- und CC2-Versionen unterteilt sind.

Schienen der CCI-Version werden nach einer ähnlichen Technologie wie Schienen der NE-Kategorie mit zusätzlichen erhöhten Anforderungen an die Geradheit hergestellt.

Schienen der Version CC2 werden nach einer ähnlichen Technologie wie Schienen der Tic-Kategorie mit zusätzlichen erhöhten Geradheitsanforderungen hergestellt.

Die Schienen der Versionen CCI und CC2 sind für den Betrieb auf kombinierten Hochgeschwindigkeitsstrecken ausgelegt Bahnstrecke bzw. in Gebieten mit kaltem Klima und im europäischen Teil Russlands.

Schienen des Typs R65 aus niedriglegiertem Chromstahl für den Hochgeschwindigkeitsverkehr gemäß TU 0921-220-01124328-2006, die nach der Klasse der Geradheit und Torsion in die SP-Version unterteilt sind, die die Anforderungen für Schienen der Kategorie T1 und BC erfüllt Version mit erhöhten Anforderungen.

Schienen der Ausführung SP und VS sind aus niedriglegiertem Chromstahl der Sorte E76KhGF gefertigt. SP- und VS-Schienen zeichnen sich durch eine relativ hohe Härte (352 HB) aus, vergleichbar mit der Härte der Kategorie T1 und NE-Schienen. Gleichzeitig ist die Stärke (av

Ungefähr l 11 bON / mm, Ochse \u003d 740 N / mm), Duktilität (6 \u003d 10%, \| / \u003d 16%) und Schlagfestigkeit (KCU + 20 s \u003d 17 J / cm2) der Schienen etwas überlegen gegenüber Schienen der Kategorie H. Die angegebenen mechanischen Eigenschaften werden durch das Perlitgefüge erreicht, das ohne Wärmebehandlung durch Legieren des Stahls mit Chrom erreicht wird.

Schienen aus niedriglegiertem Chromstahl sind hauptsächlich für den Hochgeschwindigkeits-Personenverkehr bestimmt, wo eine erhöhte Schienengeradheit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.

Hochfeste Schienen vom Typ R65 aus bainitischem Stahl nach TU 0921-167op-01124323-2003 werden aus niedriglegiertem Stahl der Güte 30KhG2SAFM hergestellt. Die Schienen zeichnen sich durch Festigkeit (ab = 1265 N/mm2, ot = 1040 N/mm2) und Härte (338 HB) vergleichbar mit Schienen der Kategorie T1 aus. Eine Besonderheit von Schienen aus bainitischem Stahl ist ihre hohe Duktilität (ô = 14,5%, \j/ = 48,5%) und Schlagfestigkeit (KCU + 2o ° c = 73 J / cm2, KCU -bo ° s - 28 J/cm2). Die angegebenen mechanischen Eigenschaften werden durch ein bainitisches Gefüge, das sich im warmgewalzten Zustand nach dem Anlassen über den Querschnitt der Schiene bildet, durch die Legierung von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit Chrom, Mangan und Silizium erreicht.

Der Umfang dieser Schienen ist derzeit nicht definiert und erfordert zusätzliche Forschung und Feldversuche.

3. Schienen Schienentypen R50 und R65 für U-Bahnen gemäß TU 0921-15401124328-2003 bestehen aus Kohlenstoffstahl E76F mit einer ähnlichen Technologie wie Schienen der Kategorie H. Die mechanischen Eigenschaften von Schienen für U-Bahnen sind niedrig und typisch für Schienen der Kategorie H. Verringerte Kontaktermüdung Festigkeit und Verschleißfestigkeit.

Die Schienen bestehen ebenfalls aus der niedriglegierten Chromstahlsorte E78HSF, die sich aufgrund des erhöhten Gehalts an Kohlenstoff und Chrom im Stahl durch eine erhöhte Kontaktwechselfestigkeit und Verschleißfestigkeit auszeichnet. Das Niveau der mechanischen Eigenschaften dieser experimentellen Schienen ist vergleichbar mit dem Niveau der Eigenschaften von Schienen für Hochgeschwindigkeitsbewegungen aus der Stahlsorte E76KhGF. Schienen aus Chromstahl befinden sich derzeit in der Entwicklung.

4. Spitzschienen OR50, OR65 nach GOST 9960 - 85 bestehen aus Kohlenstoffstahl (durchschnittlicher Kohlenstoffgehalt 0,73%) der Sorte E73V. Schienen aus diesem Stahl sind nach dem Niveau der mechanischen Eigenschaften und der Struktur mit Schienen der Kategorie H vergleichbar.

Auch scharfkantige Schienen werden aus der Stahlsorte E76HSF gemäß TU 0921-03801124328-2007 hergestellt. In Bezug auf mechanische Eigenschaften und Struktur sind diese Schienen vergleichbar mit Schienen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr aus E76KhGF-Stahl und U-Bahn-Schienen aus E78KhSF-Stahl, unterscheiden sich jedoch durch eine geringere Härte, Festigkeit und Duktilität.

Spitzschienen werden zur Herstellung von Weichen verwendet.

5. Rillenschienen für Straßenbahnen gemäß TU 14-2R-320-96 bestehen aus Kohlenstoffstahl der Güte E76. Straßenbahnschienen entsprechen hinsichtlich mechanischer Eigenschaften und Aufbau Schienen der Kategorie H und haben geringe Festigkeitswerte (av = 940-1030 N/mm2, st = 540-620 N/mm2), Duktilität (8=6-9,5 %, y= 11–17 %) und Härte (285–321 HB).

6. Eisenbahnschienen vom Typ RP 50, RP65 für industrielle Transportwege gemäß GOST R 51045-97 und TU 14-2R-409-2006. Die Schienen bestehen aus Kohlenstoffstahl der Güten 76, 76F und E85F. Die technischen Anforderungen an diese Schienen sind in allen Eigenschaften deutlich geringer als bei Schienen der oben genannten Kategorien.

Allzweckschienen der Kategorien T1 und H sowie Sonderschienen der Ausführungen NE, IE, CCI, CC2 genügen in der Regel nicht technische Voraussetzungen relevanten Normen und Spezifikationen.

In den letzten Jahren wurde im Werk viel Arbeit geleistet, um bestehende Einheiten zu modernisieren und neue Einheiten in Betrieb zu nehmen, wodurch das technische Gesamtniveau der Produktion gesteigert und geschaffen werden konnte Zusatzfunktionen Schienenproduktionstechnologie zu verbessern. In chronologischer Reihenfolge ist die Umsetzung der wichtigsten Ereignisse wie folgt:

Einführung des Automatikgetriebes Nr. 1 - IV. Quartal. 2004

Rekonstruktion der Spanplatte Nr. 2 - I Viertel. 2005

Umstellung der Öfen von TOOZ RBC auf Erdgas - II. Quartal. 2005

Start von ShPB RBC - I Quartal. 2006

Einführung des Automatikgetriebes Nr. 2 - II. Quartal. 2006

Inbetriebnahme der Luftzerlegungsanlage - Q1 2007

Abschluss der Installation und Inbetriebnahme - II. Quartal. 2008

Es sei darauf hingewiesen, dass die umgesetzten Maßnahmen nicht nur zur Schaffung von Bedingungen zur Verbesserung der Produktqualität beigetragen haben, sondern es auch sind notwendige Bedingung die Wirksamkeit weiterer Arbeiten zur Verbesserung der Technologie der Schienenproduktion, beginnend mit der ersten Phase des Wiederaufbaus des RBC. Die Ergebnisse der Produktion von R65-Schienen als dem am häufigsten hergestellten Produkttyp für die Russische Eisenbahn sind in der Tabelle (Tabelle 30) dargestellt, aus der sich das Produktionsvolumen in den Jahren 2007-2008 ergibt. haben sich unwesentlich verändert, ebenso qualitative Indikatoren wie die Leistung von 25 m langen Schienen der Kategorie H und die Leistung von teilvorgespannten Schienen der Kategorie T1. Als positiver Moment ist eine spürbare Produktionssteigerung im Jahr 2008 zu vermerken. Niedertemperatur-Zuverlässigkeitsschienen und Schienen für den kombinierten Hochgeschwindigkeitsverkehr. Die Daten für 2009 zeigen jedoch einen deutlichen Rückgang der Schienenproduktion.

Fazit

1. Es wurde eine umfassende Studie durchgeführt, um die Technologie des Walzens von Schienen in den Vor- und Fertiggerüsten eines Schienen- und Trägerwalzwerks zu verbessern, was eine Erhöhung des Qualitätsniveaus gewährleistet Verbrauchereigenschaften Schienen- und Werksleistung sowie die Entwicklung und industrielle Erprobung neuer Sorten von Spezialschienenstählen.

2. Basierend auf der Analyse und Verallgemeinerung der Erfahrungen bei der Herstellung hochwertiger Metallprodukte wurde eine umfassende Methodik zur betrieblichen Verbesserung des metallurgischen Prozesses der Schienenproduktion entwickelt, um die Effizienz der technologischen Modi und Ausrüstungsparameter zu verbessern. Es wird gezeigt, dass unter den Bedingungen einer stabilen modernen Elektrostahlschmelztechnologie der Schlüsselprozess die Walzproduktion als abschließende metallurgische Stufe ist, die das erforderliche Profil, die Form, die Geradheit, die Länge und die Qualität der fertigen Schienen liefert.

3. Basierend auf mathematisches Modell Zur Ermittlung der Energie-Leistungs-Parameter und der Temperatur im „Duo“-Reversiergerüst einer Schienen- und Trägerstraße wurde der Prozess des Walzens von Schienen bei unterschiedlichen Temperaturen analysiert und Empfehlungen zur Reduzierung der Umformtemperatur im „900“ gegeben. Stand auf 1070°C statt 1200°C, bei gleichzeitiger Reduzierung des Bewegungszyklus des PSHB-Balkens von 54 auf 51 Sekunden und einer Steigerung der Produktivität um 100.000 Tonnen / Jahr.

4. Ein Verfahren zum Härten durch Lichtbogenhärten wurde entwickelt und berechnet neue Form Endmaß des Schienen- und Trägerwalzwerks, das es ermöglicht, den Rollenverbrauch um 0,2 kg / t, die Stabilität der Größe des Schienenprofils, seine Symmetrie und die Gewichtsreduzierung eines Laufmeters Schiene um 0,3 zu reduzieren kg.

5. Es wurden technologische Systeme zum Schmelzen von Schienenstahl in Elektroöfen entwickelt, die eine Erhöhung des Komplexes physikalischer und mechanischer Eigenschaften von Stahl, eine Verringerung der Kontamination mit nichtmetallischen Einschlüssen und Gasen sowie eine Verringerung des Massenanteils von Restelementen bewirken , eine Verringerung der Metallablehnung durch Oberflächendefekte um 0,7 % und eine Erhöhung der Gießreihenfolge im Durchschnitt für 0,5 Hitze. Entwickelt und umgesetzt automatisiertes System Regulierung des Metallniveaus in der Kokille, wodurch die Stabilität des Gießprozesses erhöht und Anomalien in der Barrenqualität ausgeschlossen werden.

6. Es wurde eine Untersuchung der Struktur, der mechanischen Eigenschaften und der Bruchfestigkeit durchgeführt, unter anderem bei der Prüfung von Vollprofil-Schienenmustern, Schienen aus HJI3-Stahl E76F, Open-Herd-Stahl und Schienen aus ausländischer Produktion. In Bezug auf die Kontamination mit nichtmetallischen Einschlüssen sind Schienen aus HJI3-Elektrostahl viel sauberer als Schienen aus offenem Herdstahl und liegen auf dem Niveau der besten ausländischen Analoga. Die mechanischen Eigenschaften von Schienen aus Elektrostahl-Strangguss weisen eine hohe Gleichmäßigkeit der Eigenschaften in den Vor- und Endknüppeln entlang des Stranggussverlaufs und entlang des Schienenquerschnitts auf.

7. Es wurden Zusammensetzungen entwickelt und Technologien zur Herstellung neuer Schienenstähle mit erhöhter Betriebsfestigkeit beherrscht:

Übereutektoider Schienenstahl mit einem hohen Kohlenstoffgehalt von bis zu 0,90 %, dessen Schienenhärte 400-415 HB erreicht und dessen Verschleißfestigkeit um 30 % höher ist als bei Standardschienen; mit Vanadium und Stickstoff mikrolegierter Schienenstahl mit erhöhter Zuverlässigkeit bei niedrigen Temperaturen, dessen Kältebeständigkeit 1,5-2,0-mal höher ist als

O P von Normschienen und beträgt KSi = 25-60 J/cm bei -60 C.

8. Es wurde eine komplexe Technologie zum Schmelzen, zur Verarbeitung außerhalb des Ofens, zum kontinuierlichen Gießen und Walzen von Schienen aus niedriglegiertem Stahl des Typs E75KhGF entwickelt und getestet, und es wurde eine Studie über die Qualität, das Niveau der mechanischen Eigenschaften und durchgeführt Bruchfestigkeit, einschließlich Prüfstandstests von Vollprofil-Schienenmustern im Vergleich zu Schienen anderer Herstellungsverfahren. Das Festigkeits- und Duktilitätsniveau von warmgewalzten Schienen aus niedriglegiertem Stahl kommt den Eigenschaften von Schienen aus wärmebehandeltem Kohlenstoffstahl nahe und erfüllt die Anforderungen von GOST R 51685 für körpergehärtete Schienen; Kälte- und Risswiderstand von Schienen aus niedriglegiertem Stahl im warmgewalzten Zustand liegen auf dem Niveau von Schienen aus wärmebehandeltem Kohlenstoffstahl – die Bruchzähigkeit K1s beträgt für beide Schienen 73 MPa. Die Dauerfestigkeit bei zyklischen Prüfstandsprüfungen von Vollprofilschienen aus Neustahl ist höher als bei massiv gehärteten Schienen aus C-Stahl.

Der wirtschaftliche Gesamteffekt aus der Einführung von Entwicklungen belief sich auf mehr als 150 Millionen Rubel. Rubel.

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Zweck:

- Lenken Sie die Räder des PS in Bewegung;

Lasten von den Rädern auf die Unterschienenbasis elastisch verarbeiten und übertragen;

In Bereichen mit a / b dienen sie als Signalstromleiter und bei elektrischer Traktion als Rückstrom.

Einstufung:

Schienen sind unterteilt in:

A) nach den Typen P50, P65, P65k, P75 (der Schienentyp wird durch die Masse eines Meters der Schiene bestimmt, der gerundete Wert kt wird nach dem Buchstaben P ersetzt).

R65k - gerollt für die Verlegung in den Außengewinden von Bögen mit R≤550 m.

B) nach Qualitätskategorie: B-höchste; T1 und T2 - warmfest; H - nicht warmfest; (Die Kategorie hängt von der Häufigkeit des Schienenstahls, seiner Härte, Struktur, Geradheit der Schienen während der Herstellung usw. ab.) ,SS - für kombinierten Hochgeschwindigkeitsverkehr; NE - Zuverlässigkeit bei niedrigen Temperaturen; IE - Schienen mit erhöhter Verschleißfestigkeit.

C) durch das Vorhandensein von Schraubenlöchern: mit Löchern an beiden Enden (2-3) oder ohne Löcher.

D) nach dem Verfahren des Stahlschmelzens: M - aus offenem Herdstahl, K - aus Konverterstahl; E - aus Elektrostahl.

E) nach Art der Ausgangsrohlinge: aus Barren; aus kontinuierlich gegossenen Knüppeln (CWB).

Anforderungen:

- Haltbarkeit: ein ausreichendes Trägheitsmoment (I cm 4) und ein Widerstandsmoment (W cm 3) aufweisen, damit die in den Schienen auftretenden Biege- und Torsionsspannungen die zulässigen Werte nicht überschreiten.

-Haltbarkeit: Schienenstahl muss eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Zähigkeit aufweisen.

- Hohe Kontaktermüdungsfestigkeit.

Die Masse der Schiene, ihr Umriss (Profil), die Qualität des Schienenstahls und die Herstellungsmerkmale sind eng miteinander verbunden und hängen von den Belastungen der Radsätze auf der Schiene, den Geschwindigkeiten und der Belastungsdichte ab.

Schienenstahl: Die chemische Zusammensetzung ist in der Tabelle angegeben. In Stahlsorten Buchstaben M, K, E- Verfahren zum Schmelzen von Stahl, Zahlen - durchschnittlicher Massenanteil von Kohlenstoff in Hundertstel Prozent. Buchstaben Ф,С,Х,Т- legierte Stähle Vanadium, Silizium, Chrom bzw. Titan.

Chemische Zusammensetzung von Schienenstahl:

98 % Eisen; Carbon - erhöht die Biegefestigkeit der Schiene; Mangan - Härte, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit; Silizium - Härte, Verschleißfestigkeit; Phosphor - Kältesprödigkeit; Schwefel - rote Sprödigkeit.

Die Erfindung bezieht sich auf die Eisenmetallurgie, insbesondere auf die Herstellung von Stahl für Eisenbahnschienen mit niedriger Temperaturzuverlässigkeit. Vorgeschlagener Schienenstahl mit Komponenten im folgenden Verhältnis, Gew.-%: Kohlenstoff 0,69–0,82, Mangan 0,60–1,05, Silizium 0,18–0,45, Vanadium 0,04–0,10, Stickstoff 0,008–0,020, Aluminium 0,005–0,020, Titan 0,003–0,010, Calcium 0,002 - 0,010, Magnesium 0,003 - 0,007, Chrom 0,05 - 0,30, Nickel 0,05 - 0,30, Kupfer 0,05 - 0, 30, Schwefel 0,005 - 0,010, Phosphor nicht mehr als 0,025, Eisen - der Rest, während der Gesamtgehalt an Chrom, Nickel und Kupfer 0,65 Gew.-% nicht übersteigt, und das Verhältnis von Calcium und Schwefel im Bereich von 0,4–2,0 liegt. Das technische Ergebnis der Erfindung ist die Möglichkeit, Schienen mit erhöhter Stoßfestigkeit und Betriebssicherheit bei niedrigen Temperaturen bis zu -60 °C zu schaffen. 1 Tabelle.

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Eisenmetallurgie, insbesondere auf die Herstellung von Stahl für Eisenbahnschienen mit Tieftemperaturzuverlässigkeit. Bekannter Stahl mit der folgenden chemischen Zusammensetzung, Gew.-%; 1. 0,65 - 0,85 C; 0,18–0,40Si; 0,60 - 120 Mn; 0,001–0,01 Zr; 0,005 - 0,040Al; 0,004 - 0,011 N; ein Element aus der Gruppe enthaltend Ca und Mg 0,0005 - 0,015; 0,004 - 0,040 Nb; 0,05 - 0,30 Cu; Fe - Ruhe. 2. 0,65 - 0,89 C; 0,18–0,65Si; 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; Vanadiumcarbonitride 0,005 - 0,08, während Calcium und Aluminium im Verhältnis 1: (4 - 13) stehen, Fe - Rest. Diese Stähle sind für die Herstellung von Schienen bestimmt, insbesondere der zweite Stahl für Schienen, die für den Betrieb auf Autobahnen mit erhöhter Verkehrsdichte bestimmt sind. Allerdings erbringen sie unter den für weite Teile Sibiriens typischen niedrigen klimatischen Temperaturen nicht die geforderte Leistungsfähigkeit der Schienen. Das technische Wesen und das erzielte Ergebnis, das dem vorgeschlagenen am nächsten kommt, ist Stahl mit der folgenden chemischen Zusammensetzung, Gew.-%: 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. Es zeichnet sich jedoch durch eine unzureichend dispergierte Mikrostruktur aus, die bei niedrigen Temperaturen (-60 °C) nicht die erforderliche Schlagfestigkeit bieten kann. Außerdem kann der Schwefelgehalt dieses Stahls bis zu 0,035 % betragen. Infolgedessen enthalten die Schienen eine beträchtliche Menge an Mangansulfidlinien, was die Schlagfestigkeit der Schienen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung verringert. Aufgrund der Tatsache, dass die Schlagzähigkeit mit der Dauerfestigkeit korreliert, kann davon ausgegangen werden, dass ihre Werte bei niedrigen Temperaturen eindeutig mit der Tieftemperaturzuverlässigkeit korrelieren und Schienen aus diesem Stahl keine ausreichende Dauerfestigkeitsressource haben. Es wurde die Aufgabe gestellt, Schienenstahl zu schaffen, aus dem es möglich ist, Schienen mit erhöhter Betriebssicherheit bei niedrigen Temperaturen, bis zu -60 o C, herzustellen. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Schienenstahl Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Vanadium enthält , Stickstoff, Aluminium, Titan, Calcium, Magnesium und Chrom, enthält zusätzlich Nickel und Kupfer im folgenden Verhältnis der Komponenten, Gew.-%: Kohlenstoff - 0,69 - 0,82 Mangan - 0,60 - 1,05 Silizium - 0,18 - 0,45 Vanadium - 0,04 - 0,10 Stickstoff - 0,008 - 0,020 Aluminium - 0,005 - 0,020 Titan - 0,003 - 0,010 Kalzium - 0,002 - 0,010
Magnesium - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nickel - 0,05 - 0,30
Kupfer - 0,05 - 0,30
Schwefel - 0,005 - 0,010
Phosphor - Nicht mehr als 0,025
Eisen - Ruhe
während der Gesamtgehalt an Chrom, Nickel und Kupfer 0,65 Gew.-% nicht übersteigt. %, und das Verhältnis von Calcium und Schwefel liegt im Bereich von 0,4–2,0
Durch das Einbringen von Nickel und Kupfer in den Stahl wird die Temperatur des Einsetzens der Perlitumwandlung beim Abkühlen des Schienenstahls aus dem austenitischen Zustand deutlich gesenkt. Dadurch kommt es zu einer merklichen Verfeinerung des Gefüges, nämlich die Größe der Perlitkolonien, der interlamellare Abstand des Perlits und damit die Dicke der Zementitplatten nehmen ab. Da bei Stahl mit der Struktur von lamellarem Perlit die Schlagfestigkeit weitgehend von der Größe der Perlitkolonien und der Dicke der Zementitplatten abhängt, führt ihr Schleifen zu einer Erhöhung der Schlagfestigkeit sowohl bei positiven als auch bei negativen Temperaturen bis zu -60 ° C C und damit zur Verbesserung der Tieftemperatur-Zuverlässigkeit von Schienen. Wenn Nickel und Kupfer in Mengen von weniger als 0,05 % in Stahl eingebracht werden, haben sie keinen merklichen Einfluss auf die Struktur und Schlagfestigkeit der Schienen. Übersteigt der Anteil an Nickel und Kupfer jeweils 0,3 % oder der Gesamtgehalt an Chrom, Nickel und Kupfer 0,65 %, so bilden sich im Stahl neben dem Perlitgefüge auch Abschnitte des bainitischen Gefüges. Die Schlagzähigkeit eines solchen Stahls mit Mischgefüge ist deutlich reduziert. Das Verhältnis von Calcium und Schwefel von 0,4 bis 2,0 sorgt für die Bildung von langen Linien aus Mangansulfiden mit kurzen Linien (Mn, Ca)S, kugelförmigen Calciumsulfiden und Hüllen aus Calciumsulfiden auf der Oberfläche von Calciumaluminaten. Die Globularisierung von Sulfiden erhöht die Schlagfestigkeit in Längs- und Querrichtung, verringert die Anisotropie der Schlagfestigkeit. Damit wird das Risiko der Rissbildung beim Betrieb von Schienen deutlich reduziert und deren Zuverlässigkeit insbesondere bei niedrigen Temperaturen erhöht. Wenn das Verhältnis von Calcium zu Schwefel kleiner als 0,4 ist, dann gibt es keine Verkugelung von Sulfiden und keine Erhöhung der Zähigkeit des Stahls. Das Verhältnis von Calcium- zu Schwefelgehalt ist größer als 2,0, es ist schwierig, es mit bestehenden Technologien zum Schmelzen, Entschwefeln von Stahl und zum Einbringen von Calcium in diesen bereitzustellen
Es ist anzumerken, dass, da das Niveau der Schlagzähigkeit, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, von Schienenstahl eher gering ist, was mit den Besonderheiten seiner chemischen Zusammensetzung einhergeht, nur eine gemeinsame gleichzeitige Auswirkung auf die Feinheit des Gefüges und auf die Zusammensetzung und Form von Sulfiden erhöhen die Niedertemperaturzuverlässigkeit von Schienen erheblich. Wesentliche Unterschiede zwischen dem vorgeschlagenen Stahl mit dem beanspruchten Verhältnis der Komponenten sind: die Einführung von Nickel und Kupfer in den Stahl mit einem Gesamtgehalt an Nickel, Kupfer und Chrom von nicht mehr als 0,65 % und einem Verhältnis von Calcium und Schwefel im Bereich von 0,4 - 2,0. Nach den in der wissenschaftlichen und technischen Literatur verfügbaren Informationen werden Nickel und Kupfer normalerweise in Stahl, einschließlich Schienenstahl, eingeführt, um seine Härtbarkeit zu erhöhen und ein vollständig martensitisches Gefüge zu erhalten, die Festigkeit und Härte des Stahls zu erhöhen. In der vorliegenden Erfindung werden Nickel und Kupfer in Stahl eingeführt, um die Mikrostruktur zu verfeinern und die Zähigkeit zu verbessern. In der Literatur fanden wir keine Daten über die kombinierte Wirkung von Nickel und Kupfer und Sulfid-Globularisierung auf die Schlagfestigkeit und Zuverlässigkeit bei niedrigen Temperaturen. In Anbetracht des Vorstehenden erfüllt die beanspruchte technische Lösung das Kriterium der "Neuheit". Beispiele für eine konkrete Umsetzung der Erfindung sind in der Tabelle angegeben, die die chemische Zusammensetzung der Stähle und die Eigenschaften der aus diesen Stählen erhaltenen Schienen angibt. Aus dem vorgeschlagenen Stahl und Prototypenstahl wurden unter den Bedingungen des Kusnezker Eisen- und Stahlwerks Eisenbahnschienen des Typs P65 gewalzt, die durch Massenabschreckung in Öl bei 840 - 850 ° C und Anlassen bei 450 ° C entsprechend wärmebehandelt wurden den im Werk geltenden technologischen Vorschriften. Die in der Tabelle gezeigten Ergebnisse zeigen, dass, wenn Nickel und Kupfer in einem solchen Verhältnis in Stahl eingeführt werden, dass die Gesamtmenge an Nickel, Kupfer und Chrom 0,65 % nicht überschreitet und das Verhältnis von Calcium und Schwefel im Bereich von 0,4 - 2, 0, die Schlagfestigkeit von Stahl bei einer Temperatur von 20 ° C in Längsrichtung der Schiene beträgt 4,0 - 6,0 kgcm / cm 2, in Querrichtung - 3,6 - 5,7 kgcm / cm 2, Anisotropieindex n = 0,90 - 0,98. Unter diesen Bedingungen liegt die Schlagfestigkeit von Stahl an Längsproben bei -60 ºC im Bereich von 2,0 - 2,7 kgcm/cm². Wenn der Gehalt an Nickel und Kupfer, der Gesamtgehalt an Nickel, Kupfer und Chrom, das Verhältnis von Calcium zu Schwefel unter und über den angegebenen Grenzen liegen, weichen die Werte der Schlagzähigkeit und ihrer Anisotropie nicht merklich von den Werten ab dieser Parameter für Stahlprototypen. Entsprechend Spezifikationen TU 14-1-5233-93 Schienen mit KCU-60 nicht weniger als 2,0 kgcm/cm 2 beziehen sich auf Niedertemperatur-Zuverlässigkeitsschienen. Somit wird das Schmelzen des vorgeschlagenen Stahls die Produktion von Schienen mit erhöhter Niedertemperaturzuverlässigkeit für Regionen mit niedrigen klimatischen Temperaturen erhöhen. Informationsquellen
1. Auth. St. UdSSR N 1435650 M. Klasse. C 22 C 38/16, 1987. 2. Pat.-Nr. RF N 1633008 M. Klasse. C 22 C 38/16, 1989. 3. Auth. St. UdSSR N 1239164, Klasse M. C 22 C 38/28, 1984.

Beanspruchen

Schienenstahl enthaltend Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Vanadium, Stickstoff, Aluminium, Titan, Calcium, Magnesium und Chrom, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Nickel und Kupfer in folgendem Verhältnis, Gew.-% enthält:
Kohlenstoff - 0,69 - 0,82
Mangan - 0,60 - 1,05
Silizium - 0,18 - 0,45
Vanadium - 0,04 - 0,10
Stickstoff - 0,008 - 0,020
Aluminium - 0,005 - 0,020
Titan - 0,003 - 0,010
Kalzium - 0,002 - 0,010
Magnesium - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nickel - 0,05 - 0,30
Kupfer - 0,05 - 0,30
Schwefel - 0,005 - 0,010
Phosphor - Nicht mehr als 0,025
Eisen - Ruhe
während der Gesamtgehalt an Chrom, Nickel und Kupfer 0,65 Gew.-% nicht übersteigt. %, und das Verhältnis von Calcium und Schwefel liegt im Bereich von 0,4–2,0.

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Schienenstahl (~0,60–0,80 % C) und Cordstahl ähnlicher Zusammensetzung werden in Sauerstoffkonvertern und in Lichtbogenöfen erschmolzen. Die schwierigste Aufgabe bei der Herstellung dieses Stahls besteht darin, während der Oxidation von Kohlenstoff auf eine bestimmte Konzentration im Stahl einen ausreichend niedrigen Phosphorgehalt zu erhalten. Um dieses Problem zu lösen, werden entsprechend den Eigenschaften des Schmelzens in einem Konverter oder einem Lichtbogenofen spezielle Maßnahmen ergriffen.

In einem Sauerstoffkonverter mit Aufblasung oder kombinierter Anblasung von oben und unten, wie oben gezeigt, beginnt die Entphosphorung ab den ersten Minuten der Anblasung. Wenn jedoch der Phosphorgehalt des Eisens hoch ist, reicht der Entphosphorungsgrad nicht aus, um einen akzeptablen Phosphorgehalt im Stahl zu erhalten, wenn bei einem vorbestimmten hohen Kohlenstoffgehalt gestoppt wird. Wie bei einem Kohlenstoffgehalt von ∼0,6–0,9% stabilisiert sich der Phosphorgehalt im Laufe des Schmelzens oder beginnt sogar zu steigen; die Abnahme des Phosphorgehalts erfolgt weiter bei einem viel niedrigeren Kohlenstoffgehalt. Dies verursacht Schwierigkeiten bei der Entphosphorung bei der Herstellung von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Im Fall des Schmelzens mit Prozessstopp bei einem bestimmten hohen Kohlenstoffgehalt im Stahl führt dies dazu, dass ein Zwischenfällen des Konverters erforderlich ist, um die Schlacke durch Herunterladen und Einbringen einer neuen Schlacke zu wechseln. Dies verkompliziert den Prozess, verursacht eine Verringerung der Produktivität, eine Erhöhung des Verbrauchs an Schlacke und Gusseisen.

Die Fällung des Konverters zur Wechselschlacke erfolgt an verschiedenen Anlagen mit einem Kohlenstoffgehalt von 1,2–2,5 %. Bei einem hohen Phosphorgehalt im Gusseisen (0,20–0,30 %) wird die Schlacke bei einem Kohlenstoffgehalt von 2,5–3,0 % und bei 1,3–1,5 % zweimal ersetzt. Nach dem Herunterladen der Schlacke wird aus frisch gebranntem Kalk eine neue hergestellt. Der Gehalt an FeO in der Schlacke wird auf einem Niveau von 12–18 % gehalten, indem das Niveau der Düse über dem Bad verändert wird. Während des Schmelzens wird Flussspat hinzugefügt, um die Schlacke zu verflüssigen - 5–10% der Kalkmasse. Als Ergebnis der Entphosphorung beträgt der Phosphorgehalt im Metall am Ende des Blasens auf den im fertigen Stahl angegebenen Kohlenstoffgehalt ≤ 0,010–0,020 %. Am Auslauf in die Pfanne wird das Metall mit Ferrosilizium- und Aluminiumzusätzen desoxidiert. Ein sehr wichtiger Arbeitsgang ist dabei das Abtrennen von Konverterschlacke. Gelangt es in die Pfanne, bewirkt es eine Rephosphorisierung während des Desoxidationsprozesses und insbesondere während der Behandlung außerhalb des Ofens mit reduzierender Schlacke zur Entschwefelung.

Auch die Technologie des Schmelzens von Schienen- und Cordstahl in Konvertern mit Aufblasen auf einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (0,03-0,07%) und anschließendem Aufkohlen in der Pfanne mit speziell hergestellten festen Aufkohlungsmitteln (Petrolkoks, Anthrazit) hat eine gewisse Verbreitung gefunden des Kohlenstoffgehalts im Stahl erfolgt in einer Vakuumbehandlungsanlage.

Das Reinigen des Metalls im Konverter auf einen niedrigen Kohlenstoffgehalt sorgt für eine tiefe Entphosphorung. Es muss lediglich für eine sichere Abtrennung der Schlacke am Auslauf gesorgt werden, um ein mögliches Hineinfallen in die Pfanne und damit eine Rephosphorisierung zu verhindern.

Der Einsatz der Stahlschmelztechnologie in einem Konverter mit Abschlämmung auf einen niedrigen Kohlenstoffgehalt und anschließendem Aufkohlen in einer Pfanne erfordert den Einsatz von Aufkohlungsmitteln, die im Hinblick auf den Gehalt an schädlichen Verunreinigungen und Gasen sauber sind, was ihre spezielle Vorbereitung erfordert und manchmal erzeugt erhebliche Schwierigkeiten. Es ist auch schwierig, den gewünschten Kohlenstoffgehalt in engen Grenzen zu erhalten. Dies schränkt die Anwendung dieser Technologie ein.

Das Schmelzen im Konverter, der in einigen Anlagen verwendet wird, gefolgt vom Aufkohlen mit Gusseisen, das zuvor in die Pfanne gegossen wurde, bevor die Schmelze aus dem Konverter entlassen wird, hat keine breite Anwendung gefunden. Dies erfordert Gusseisen, das hinsichtlich des Phosphorgehalts ausreichend rein ist. Die abschließende Aufkohlung des desoxidierten Metalls, um den Kohlenstoffgehalt sicher in den geforderten Grenzen zu halten, erfolgt mit Feststoffaufkohlern im Prozess der Vakuumprozessierung.
In Lichtbogenöfen wird Schienen- und Cordstahl nach der oben beschriebenen üblichen Technologie erschmolzen, wobei Maßnahmen zur intensiven Entfernung von Phosphor aus den Metallzusätzen verwendet werden Eisenerz in die Schüttung und zu Beginn einer kurzen Oxidationszeit, mit kontinuierlicher Schlackenentfernung und deren Erneuerung mit Kalkzusätzen. Auch das Eindringen von Schlacke in die Stahlgießpfanne muss unbedingt verhindert werden.

Aufgrund des niedrigen Sauerstoffgehalts von Schienenstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt hochgradig seine Reinheit in Bezug auf Oxideinschlüsse kann ohne die Verwendung einer relativ komplexen Vakuumbehandlung außerhalb des Ofens oder in einem Kosh-Ofen erreicht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, reicht es aus, das Metall in der Box mit einem Inertgas zu spülen. Gleichzeitig sollte jedoch die in die Pfanne eintretende Ofenschlacke nicht oxidierend sein, um eine Sekundäroxidation des Metalls durch sie zu vermeiden. Daher wird vor einer solchen Verarbeitung außerhalb des Ofens das Schmelzen von Schienenstahl in einem EAF mit einer vorläufigen Desoxidation des Metalls im Ofen mit Silizium und Mangan durchgeführt, die in Form von Ferrosilizium und Ferromangan oder Silikomangan hinzugefügt werden. Die Schlacke wird vor dem Abstich mit Koks oder Elektrodenpulver und granuliertem Aluminium und manchmal mit Ferrosiliziumpulver desoxidiert. Allerdings ist zu beachten, dass bei der Desoxidation von Schlacke, insbesondere bei Silizium, die zur Bildung von SiO2 führt, Phosphor reduziert wird. Daher ist ein solcher Betrieb nur nach einer ausreichend tiefen Entphosphorung mit Schlackenwechsel und Entfernung von Phosphor aus dem Bad zulässig. Die endgültige Desoxidation von Stahl mit Silizium und Aluminium erfolgt in einer Pfanne während des Abstichs. Dann wird das Metall in der Pfanne mit einem Inertgas angeblasen, um es zu homogenisieren und vor allem, um zumindest einen Teil der Ansammlungen (Cluster) von Al2O3-Einschlüssen zu entfernen, die während ihres Betriebs eine Delamination im Arbeitsteil der Schienenköpfe verursachen. Die Folge dieser Delaminierung kann die vollständige Trennung der laminierten Platten am Schienenkopf und deren vorzeitiges Versagen sein.

Mehr effektiver Weg Um die Bildung von Delaminationen in Schienenstahl zu verhindern, der sowohl in Konvertern als auch in Lichtbogenöfen erschmolzen wird, ist die Behandlung von flüssigem Metall in einer Pfanne mit Kalzium. Wie gezeigt, erfolgt dies durch Einbringen eines Pulvers aus Silicocalcium, das mit einem Draht umhüllt oder in einen Trägergasstrom geblasen wird, in das flüssige Metall.