열차 교통의 안전은 주로 철도 트랙, 특히 주요 요소인 레일의 유지 보수, 품질 및 내구성에 크게 좌우됩니다. 강철의 품질을 보장하는 긍정적인 결과에도 불구하고 레일의 성능을 개선하는 문제는 여전히 관련성이 있습니다. 에 현대적인 조건착취 철도무거운 운송 수단의 이동 중에 차축의 철도 차량의 하중은 35톤에 달할 수 있으며 고속 열차의 이동 속도는 최대 250km/h에 이릅니다. 철도의 운행안정성 제고와 관련된 문제를 해결하기 위한 과학기술적 토대를 마련하는 것이 필요하다. 과학적 연구와 함께 국내 철도 생산 기술을 향상시키기 위한 기술적 솔루션, 철도의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 새로운 방법 및 기회가 필요합니다. 철도 레일의 수명은 주로 강철의 구조와 기계적 특성에 의해 결정됩니다. 이와 관련하여 금속 물리학 및 금속 과학 분야의 연구 역할은 작동 중에 제품의 장기적인 강도를 제공할 수 있는 보다 진보된 강종을 생성하는 데 증가하고 있습니다.

비 합류 트랙의 러시아 철도 사용 조건의 경우 용접 조인트의 품질은 다음을 따릅니다. 엄격한 요구 사항즉, 강도가 높아야 하고 구조가 균일해야 하며 트레드 표면과 레일 헤드의 작업 측면 가장자리를 따라 속눈썹의 직진성을 보장해야 합니다. 전기강으로 만들어진 체적 경화 레일의 용접 조인트의 신뢰성을 개선하기 위한 야금학적 방법에는 다음이 포함됩니다. 경도를 약간 감소시켜 레일의 연성을 향상시킵니다. 비금속 개재물에 의한 강철의 순도. 용접 조인트의 신뢰성 향상 문제는 일련의 기계적 특성이 다른 여러 범주의 레일 생성과 관련하여 특히 중요합니다.

금융 위기로 인해 새로운 요구 사항을 충족하는 100m 차등 경화 레일 생산을 위한 국내 철도 및 빔 공장 재건의 시기와 절차가 조정되었습니다. 국가 표준철도 트랙에.

최근 몇 년 동안 러시아 철도 철도 시장에서 경쟁이 증가했습니다. "철도 운송 개발 전략"프로그램 구현의 일환으로 러시아 철도에서 이러한 교통을 조직해야 할 필요성으로 인해 최대 250km / h의 고속 교통을위한 철도의 필요성 러시아 연방 2030년까지”는 일본 철도 공급으로 충족된다. 폴란드와 이탈리아 생산의 고속 교통을위한 레일 인증을 수행 할 계획입니다. 러시아 기업은 생산 기반의 기술 수준 간의 불일치로 인해 이러한 레일 공급을 위한 입찰에 아직 참여하지 않습니다. 따라서 국내 철도 및 보상점의 재건축 완료 기한 문제는 철도 공급량을 유지하기 위해 매우 중요합니다. 러시아 시장. 총연장 13,190km로 러시아에서 생성된 고속교통만을 위한 이 시장의 규모는 R65형 레일 100만7000톤이다. 러시아 철도는 2030년까지 러시아 연방의 철도 운송 개발 전략을 개발했습니다. 이 전략의 주요 활동에는 고속 및 고속 트래픽이 있는 노선 건설이 포함됩니다. 이러한 움직임이 발전함에 따라 트랙의 상부 구조 요소에 대한 요구 사항이 급격히 증가합니다. 그리고 레일까지. 레일의 서비스 수명은 처리 시간과 그에 따른 연간 수리량을 크게 결정합니다.

Novokuznetsk와 Nizhny Tagil Iron and Steel Works에서는 철도 금속 제품의 대량 생산을 위한 기술과 장비를 개발하기 위한 많은 작업이 수행되었습니다. 현대화 프로세스와 관련된 레일 및 레일 패스너의 생산 및 운영 분야에서 많은 새로운 기술 솔루션이 구현되었습니다. 생산 능력철도 운송 분야의 새로운 기술, 결과적으로 철도 금속 제품의 제조업체와 소비자는 새로운 소비자 속성으로 철도 제품 생산을 마스터하는 비용을 크게 줄였으며 이에 따라 고속 및 교통량이 많은 조직 .

동시에, 외국 레일의 가장 좋은 샘플의 서비스 수명은 7억 톤 범위에 있는 국내 제조업체의 레일에 대한 이 지표에 비해 1.5배 더 높습니다. 역겨운. JSC "러시아 철도"는 철도 품질을 근본적으로 개선하려는 제조업체의 노력을 지원합니다.

NKMK에서 생산한 초공석 및 미세 합금강으로 만들어진 유망한 범주의 레일에 대한 현장 테스트가 성공적으로 완료되어 RS FZHT 인증 및 러시아 철도에 대한 내마모성 및 내한성이 향상된 국내 레일 공급의 기회가 열립니다.

러시아 철도의 고속 교통 조직과 관련하여 철도 레일의 외국 제조업체의 활동이 급격히 증가하여 철도 공급량 유지 측면에서 러시아 철도 생산 기지의 현대화를 가속화하는 문제를 만듭니다. JSC 러시아 철도는 매우 시급합니다.

Novokuznetsk 및 Nizhny Tagil Iron and Steel Works에서 EK VNIIZhT, incl. 인증, 네트워크에 현재 고품질의 국내 레일이 공급되고 있음을 나타내는 세계 최고의 샘플 결과에 근접한 결과를 보여줍니다. 국내 철도 및 빔 공장의 재건축이 완료되면 일본, 프랑스 및 오스트리아 생산의 레일에 대한 선로 유지 보수 비용 및 소요 시간 측면에서 유사한 운영 조건에서 열등하지 않은 레일을 생산할 수 있습니다.

제강 및 금속 성형의 법칙에 대한 연구는 가장 최적의 모드를 선택하는 데 도움이 됩니다. 기술 프로세스, 필수 메인 및 보조 장비. .

OJSC NKMK의 철도 생산 공정에서 새로운 기술 솔루션의 산업적 구현 및 운영 개선의 주요 결과

수많은 이론 및 실험 연구를 기반으로 레일의 마모 저항과 접촉 피로 결함에 의한 손상은 구조가 정교해짐에 따라 크게 증가한다는 것이 확인되었습니다. 이 방향으로 탄소 함량이 최대 0.90%인 강철과 미세 합금 첨가제로 내마모성이 향상된 레일을 생산하기 위한 기술이 개발되고 특허를 받았습니다. 바나듐(0.07 - 0.08%) 및 질소(0.012 - 0.017%). 이르쿠츠크 - 동 시베리아 철도의 Slyudyanka 통과 구간에서 운영 관찰 과정에서 큰 수작은 반경의 섹션은 과공석 조성의 강철로 만들어진 레일의 높은 내마모성을 나타냅니다. 특정 측면 마모는 총 화물 100만 톤당 0.076 - 0.072mm에 달했으며 표준 레일의 경우 0.124mm에 이릅니다. 탄소 함량의 추가 증가는 격자 형태의 펄라이트 콜로니의 결정립계를 따라 구조적으로 자유로운 시멘타이트의 형성에 의해 제한되며, 이는 강철의 충격 강도와 레일의 동적 강도의 급격한 감소로 이어집니다. .

또 다른 중요한 방향은 저온 안정성 레일을 만드는 것입니다. 새로운 기술이러한 레일을 생산함으로써 영하 40°C 이하의 온도에서 교통 안전을 확보할 수 있었습니다. 기후 조건이 가혹한 지역에 위치한 도로의 트랙 서비스에 따르면 결함으로 인한 단일 발작은 여름보다 겨울에 2.0-2.5 배 더 많습니다. 낮은 온도는 이음매 없는 트랙에 놓인 레일 헤드의 피로 균열 발생과 연성 및 인성에 특히 불리한 영향을 미치므로 레일의 취성 파괴가 발생할 수 있습니다. 레일 금속의 저온 신뢰성을 향상시키기 위해서는 바나듐 탄질화물의 형성으로 인한 미세 입자 구조의 형성을 보장할 필요가 있는데, 이는 강철에 충분한 양의 바나듐과 질소가 있어야 가능하다. 0.010 - 0.020%의 질소 함량과 0.07 - 0.08%의 바나듐 함량으로 제공되는 저온 신뢰성의 레일에 필요한 충격 강도를 보장하는 것으로 확인되었습니다.

탄소 레일 전기강의 화학 조성 최적화 및 탄질화물 경화 기술 사용 덕분에 레일의 수명을 세계 표준 수준으로 크게 연장하여 총 10억 톤 이상의 생산을 보장했습니다. .

최근 몇 년 동안 러시아의 교통 발전, 즉 고속철도 건설의 새로운 방향이 제시되었습니다. 레일 생성의 필요성 새 분류유망한 기술 솔루션을 찾고 기존 기술을 개선하는 또 다른 인센티브가 되었습니다. 특히, 저합금강 E76KhGF로부터 레일을 생산하기 위한 화학성분과 기술이 개발되어 특허를 받았습니다. 열연 상태의 레일은 비금속 개재물, 거시구조, 말뚝강도, 기계적 특성, 탈탄층 및 잔류응력 면에서 만족스러운 품질을 보였다. 레일의 직진성을 보장하기 위해서는 스트레이트닝 모드 개선, 벤딩 머신 사용, 경화 전 레일의 전체 길이를 따라 밑창 냉각, 경화 및 템퍼링 모드 최적화를 목표로 하는 기술 솔루션이 필요했습니다. 이를 통해 고속 복합 교통을 위한 철도 생산을 확립할 수 있었습니다.

실습에서 알 수 있듯이 레일에서 작동하는 동안 강철의 구조적 변형으로 인해 열 기계적 손상이 자주 발생합니다. 접촉부에서 레일 헤드의 회전면에서 휠의 미끄러짐으로 인해 즉각적인 구조 및 상 변화가 발생하고 높은 경도 및 취성. 탄소와 합금원소의 함량이 다른 강재에 대한 충격하중 과정을 모델링할 때, 2차구조의 형성은 강재의 화학적 조성에 의존하는 것으로 나타났다. 열 기계적 기원의 결함 형성에 대한 레일의 저항은 강철의 탄소 함량이 감소함에 따라 증가한다는 것이 확인되었습니다. 이와 관련하여 철도 생산 개발의 또 다른 유망한 방향은 베이니트 구조의 차세대 레일을 만드는 것입니다. 높은 기계적 특성의 복합체를 갖는 이러한 구조의 형성은 합금 원소의 합리적인 농도 제한에 의해 달성됩니다.

수행된 실험실 및 산업 실험을 통해 베이나이트 레일 강의 화학 조성을 개발하고 특허를 낼 수 있었습니다. 일련의 가열 중에서 가장 흥미로운 것은 (질량 분율, %): 0.32 C; 1.48MP; 1.21 BC 1.0 Cr; 0.2~0.3개월 0DZ V; 0.012 N. 실험용 레일은 경제적인 합금으로 인해 비용이 절감되었고 덜 중요한 것은 아니지만 환경적으로 해로운 체적 오일 담금질 기술을 포기할 수 있게 해 주었습니다.

새로운 철강 사용 방향의 철도 생산 개발에는 상당한 자본 투자 및 재건이 필요하지 않기 때문에 현재 우선 순위로 인식 될 수 있습니다. 이와 병행하여 개발에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 산업 생산품레일의 차별화된 경화의 첨단 기술. 이렇게 하면 철도 운송높은 신뢰성과 서비스 수명을 가진 레일.

따라서 OAO NKMK에서 철도 생산 개발의 주요 방향으로 다음 사항에 유의해야 합니다. 탄소 함량이 증가된 내마모성 강철(최대 0.9%) 및 미세 합금 첨가제(0.070.8% V; 0.012 - 0.017% N); 0.01 - 0.02% N 및 0.07 - 0.08% V를 함유한 강철로부터 낮은 기후 온도에서 작동하기 위한 매우 안정적인 레일 생산; 균형 잡힌 기계적 특성을 가진 베이나이트 강과 고속 고속도로용 고정밀 레일용 저합금 전기강 사용.

OAO NKMK의 레일 품질

OAO NKMK의 레일 생산 기술에는 전기로에서의 제련, 노외 처리, 배기, 연속 주조기에서의 주조, PSHB 용광로에서의 압연 가열, 압연, 롤러 교정기에서의 교정, 열처리가 포함됩니다. (템퍼링으로 오일 담금질) 또는 부재, 롤러 교정기에서 편집.

다음 목적 및 범주의 레일이 생산됩니다.

1. 일반용 R65 유형의 철도 레일은 GOST R 51685-2000에 따라 카테고리 H 및 T1으로 세분화되는 탄소강(평균 탄소 0.75%) 등급 E76F로 만들어집니다.

KCU+20 s = Yu J/cm) 및 경도(285-331 HB). 압연 후 레일 단면에 형성되는 펄라이트 구조에 의해 지정된 수준의 기계적 특성이 제공됩니다. 이 범주의 철도는 주로 투표소와 지하철에서 운영됩니다.

카테고리 T1 레일은 더 높은 강도(s = 1177-1373 N/mm2, ax = 800-1030 N/mm2), 연성(Ô = 8.0-17%, \|/ = 29-47%), 충격 l l 점도가 특징입니다. (KSu + 20 s \u003d 25-60 J / cm) 및 경도 (341-401 HB). 지정된 수준의 기계적 특성은 열처리 경화 - 오일의 벌크 담금질을 통해 달성되는 작은 영역의 페라이트가 있는 미세하게 분산된 펄라이트 구조에 의해 제공됩니다. 이 범주의 레일은 대부분의 러시아 철도에서 널리 사용됩니다.

2. 특수 목적의 철도 레일은 다음과 같이 세분화됩니다.

TU 0921-118-011243282003에 따른 저온 신뢰성(NE)의 R65 유형 레일은 바나듐(0.07%) 및 질소(0.012%)로 미세 합금된 탄소강(평균 탄소 0.75%) 등급 E76F로 만들어집니다. 저온 신뢰성의 레일은 범주 T1 레일과 유사한 수준의 기계적 특성 및 경도를 가지며 온도에서 증가된 수준의 충격 강도로 구별됩니다.

0 2 - 600С (KSi.bo s = 25-60 J/cm). 높은 수준의 강도, 연성 및 레일의 경도와 함께 향상된 수준의 저온 신뢰성은 기술의 결합된 영향으로 달성되는 미미한 페라이트 영역을 가진 미세하게 미세하게 분산된 펄라이트 구조에 의해 제공됩니다. - 오일의 벌크 담금질 및 바나듐 및 질소로 강철의 미세 합금화. 저온 신뢰성의 레일은 해외에 유사점이 없으며 추운 기후(동 시베리아, 바이칼 횡단, 크라스노야르스크 철도) 지역에서 작동하도록 설계되었습니다.

TU 0921-125-01124328-2003에 따라 향상된 내마모성 및 접촉 내구성(IE)의 R65 및 R65K 유형의 레일은 바나듐(0.08%)으로 미세 합금된 고탄소강(평균 탄소 0.90%) 등급 E90AF로 만들어집니다. 및 질소(0.014%). 강철의 탄소 함량이 0.80% 이상이기 때문에 이러한 레일을 과공석이라고 합니다. 과공석 레일 또는 내마모성이 증가한 레일은 경도(400-415 HB) 및 강도(ab = 1352-1400 N/mm2, at = 900-1111 N/mm2)의 증가된 수준을 특징으로 합니다. 동시에 이 레일은 충분히 유지됩니다. 높은 레벨가소성(S = 11%, c/ = 37%) 및 양수 및 음수 온도에서의 충격 강도(KCu + 2o ° c; -bo ° c = 25-27 J / cm2). 지정된 속성 세트는 탄소 함량이 증가하고 강철과 바나듐 및 질소의 미세 합금으로 인해 오일에서 체적 담금질의 결과로 얻은 균질한 세립 미세 분산 펄라이트 구조에 의해 제공됩니다. 지정된 복잡한 기계적 특성을 가진 레일은 높은 내마모성과 접촉 피로 강도를 특징으로 하며 해외 유사품이 없습니다. 이러한 레일은 동 시베리아 및 트랜스바이칼 철도의 작은 반경(600mm 이하)의 곡선 섹션에서 화물 적재 섹션에서 러시아에서 운영됩니다.

TU 0921-07601124328-2003에 따른 고속 결합 트래픽용 R65 유형 레일은 CCI 및 CC2 버전으로 나뉩니다.

CCI 버전의 레일은 NE 범주의 레일과 유사한 기술에 따라 제조되며 직진성에 대한 추가 요구 사항이 증가합니다.

CC2 버전 레일은 Tic 카테고리 레일과 유사한 기술에 따라 추가로 증가된 진직도 요구 사항이 있는 기술에 따라 제조됩니다.

CCI 및 CC2 버전의 레일은 고속 결합 섹션에서 작동하도록 설계되었습니다. 기찻길추운 기후 지역과 러시아의 유럽 지역에서 각각.

TU 0921-220-01124328-2006에 따라 고속 교통용 저합금 크롬강으로 만든 R65 유형 레일은 직진도 및 비틀림 등급에 따라 카테고리 T1 레일 및 BC에 대한 요구 사항을 충족하는 SP 버전으로 세분화됩니다. 요구 사항이 증가된 버전입니다.

실행 레일 SP 및 VS는 저합금 크롬강 등급 E76KhGF로 만들어집니다. SP 및 VS 레일은 카테고리 T1 및 NE 레일의 경도에 필적하는 상당히 높은 수준의 경도(352 HB)가 특징입니다. 동시에 강도(av

약 l 11 bOH / mm, ox \u003d 740 N / mm), 가소성(6 \u003d 10%, \| / \u003d 16%) 및 레일의 충격 강도(KCU + 20 s \u003d 17 J / cm2) 카테고리 H 레일보다 다소 우수하며, 강철과 크롬을 합금하여 열처리 없이 달성되는 펄라이트 구조에 의해 지정된 기계적 특성이 제공됩니다.

저합금 크롬강 레일은 주로 레일의 직진도와 내마모성이 요구되는 고속 여객 수송용으로 제작되었습니다.

TU 0921-167op-01124323-2003에 따라 베이나이트 강철로 만들어진 고강도 R65 유형 레일은 저합금 강철 등급 30KhG2SAFM으로 만들어집니다. 레일은 카테고리 T1 레일에 필적하는 강도(ab = 1265 N/mm2, ot = 1040 N/mm2) 및 경도(338 HB)가 특징입니다. 베이나이트 강철로 만들어진 레일의 독특한 특징은 높은 수준의 연성(ô = 14.5%, \j/ = 48.5%)과 충격 강도(KCU + 2o ° c = 73 J/cm2, KCU -bo ° s - 28)입니다. J/cm2). 중탄소강과 크롬, 망간 및 실리콘의 합금으로 인해 템퍼링 후 열간 압연 상태에서 레일의 단면에 형성된 베이나이트 구조에 의해 지정된 기계적 특성이 제공됩니다.

이러한 레일의 범위는 현재 정의되지 않았으며 추가 연구 및 현장 테스트가 필요합니다.

3. 레일 레일 유형 TU 0921-15401124328-2003에 따른 지하철용 R50 및 R65는 카테고리 H 레일과 유사한 기술을 사용하여 E76F 탄소강으로 만들어집니다. 지하철용 레일의 기계적 특성 세트는 낮고 카테고리 H 레일의 전형입니다. 접촉 피로 감소 강도 및 내마모성.

레일은 또한 저합금 크롬강 등급 E78HSF로 만들어지며, 이는 강재의 탄소 및 크롬 함량 증가로 인해 접촉 피로 강도 및 내마모성이 증가하는 것이 특징입니다. 이 실험용 레일의 기계적 특성 수준은 강철 등급 E76KhGF로 만든 고속 이동용 레일의 특성 수준과 비슷합니다. 크롬 스틸 레일은 현재 개발 중입니다.

4. GOST 9960 - 85에 따른 뾰족한 레일 OR50, OR65는 탄소강(평균 탄소 0.73%) 등급 E73V로 만들어집니다. 기계적 특성 및 구조 수준에 따라 이 강철로 만든 레일은 카테고리 H의 레일과 비슷합니다.

또한 날카로운 레일은 TU 0921-03801124328-2007에 따라 강철 등급 E76HSF로 만들어집니다. 기계적 특성 및 구조면에서 E76KhGF강으로 제작된 고속교통용 레일 및 E78KhSF강으로 제작된 지하철용 레일에 필적하지만 경도, 강도, 연성은 낮은 수준에서 차이가 난다.

뾰족한 레일은 투표소 제조에 사용됩니다.

5. TU 14-2R-320-96에 따른 트램 웨이 홈이 있는 레일은 E76 등급 탄소강으로 만들어집니다. 기계적 특성 및 구조 측면에서 트램 레일은 카테고리 H의 레일에 해당하며 강도 값(av = 940-1030 N/mm2, st = 540-620 N/mm2), 연성(8=6-9.5)이 낮습니다. %, y= 11-17%) 및 경도(285-321HB).

6. GOST R 51045-97 및 TU 14-2R-409-2006에 따른 산업 운송 경로용 RP 50, RP65 유형의 철도 레일. 레일은 탄소강 등급 76, 76F 및 E85F로 만들어집니다. 모든 특성에서 이러한 레일에 대한 기술 요구 사항은 위 범주의 레일보다 훨씬 낮습니다.

일반적으로 카테고리 T1 및 H의 범용 레일과 NE, IE, CCI, CC2 버전의 특수 목적 레일은 다음을 충족하지 않습니다. 기술 요구 사항관련 표준 및 사양.

최근 몇 년 동안 공장에서 기존 장치를 현대화하고 새로운 장치를 시운전하는 많은 작업이 수행되어 전반적인 생산 기술 수준을 높이고 추가 기능철도 생산 기술을 향상시킵니다. 가장 중요한 이벤트의 구현은 시간순으로 다음과 같습니다.

자동변속기 1호 - IV 분기 출시. 2004년

마분지 2 번 재건 - I 분기. 2005년

TOOZ RBC 용광로를 천연 가스로 이전 - II 분기. 2005년

ShPB RBC - I 분기 출시. 2006년

자동 변속기 No.2 - II 분기 출시. 2006년

공기 분리 장치 가동 - 2007년 1분기

설치 및 시동 완료 - II 분기. 2008년

구현 된 조치는 제품 품질 향상을위한 조건 생성에 기여했을뿐만 아니라 필요조건 RBC 재건의 첫 번째 단계에서 시작하여 철도 생산 기술을 개선하기 위한 추가 작업의 효과. 러시아 철도에서 가장 많이 생산된 제품인 R65 레일의 생산 결과는 표(표 30)에 나와 있으며, 그 결과 2007~2008년 생산량을 알 수 있다. 25m 길이의 카테고리 H 레일의 출력과 카테고리 T1의 열 강화 레일의 출력과 같은 질적 지표와 마찬가지로 미미하게 변경되었습니다. 2008년 생산량이 눈에 띄게 증가한 것은 긍정적인 순간으로 주목해야 합니다. 고속 결합 트래픽을 위한 저온 안정성 레일 및 레일. 그러나 2009년 데이터에 따르면 철도 생산량이 크게 감소했습니다.

결론

1. 레일 및 빔 밀의 황삭 및 마무리 스탠드에서 롤링 레일의 기술을 개선하기 위해 포괄적 인 연구가 수행되어 품질, 수준 향상을 보장합니다. 소비자 재산새로운 등급의 특수 목적 철도 강재의 개발 및 산업 테스트뿐만 아니라 레일 및 공장 성능.

2. 고품질 금속 제품 생산 경험의 분석 및 일반화에 기초하여 철도 생산의 야금 공정 운영 개선을 위한 포괄적인 방법론이 개발되어 기술 모드 및 장비 매개변수의 효율성을 개선합니다. 안정적인 현대 전기 철강 제련 기술의 조건에서 핵심 공정은 마감 야금 단계로 압연 생산이며 완성 된 레일의 필요한 프로파일, 모양, 직진도, 길이 및 품질을 제공합니다.

3. 기준 수학적 모델레일 및 빔 밀의 "듀오" 역전 스탠드에서 에너지 전력 매개변수와 온도를 결정하기 위해 다양한 온도에서 레일을 롤링하는 과정에 대한 분석이 이루어졌으며 "900"에서 변형 온도를 줄이기 위한 권장 사항이 만들어졌습니다. PSHB 빔의 이동 주기를 54초에서 51초로 줄이고 생산성을 100,000톤/년 증가시키면서 1200°C 대신 1070°C에 서 있습니다.

4. 전기 아크 경화에 의한 경화 방법이 개발되어 계산되었습니다. 새로운 형태롤의 소비를 0.2kg / t 줄일 수 있는 레일 및 빔 밀의 마무리 게이지, 레일 프로파일 크기의 안정성, 대칭성 및 레일의 선형 미터 중량 감소 0.3 킬로그램.

5. 강철의 물리적 및 기계적 특성의 복잡성 증가, 비금속 개재물 및 가스에 의한 오염 감소, 잔류 원소의 질량 분율 감소를 제공하는 전기로에서 레일 강철을 제련하기 위한 기술 체제가 개발되었습니다. , 0.5 열 동안 표면 결함에 의한 금속 불량률 0.7% 감소 및 평균 주조 순차도 증가. 개발 및 구현 자동화 시스템주형의 금속 수준을 조절하여 주조 공정의 안정성을 높이고 잉곳 품질의 이상을 배제합니다.

6. 전체 프로파일 레일 샘플, HJI3 강철 E76F로 만든 레일, 개방형 난로 강철 및 외국산 레일을 테스트할 때를 포함하여 구조, 기계적 특성 및 파괴 저항에 대한 연구가 수행되었습니다. 비금속 개재물에 의한 오염 측면에서 HJI3 전기강판 레일은 노상강재 레일보다 훨씬 깨끗하여 외국계 동급 최고 수준이다. 전기강의 연속주조로 만들어진 레일의 기계적 물성은 연속주조 과정과 레일의 단면을 따라 초기 및 최종 빌렛에서 높은 물성 균일성을 갖는다.

7. 작동 안정성이 향상된 새로운 철도 강재 생산을 위한 구성이 개발되고 기술이 마스터되었습니다.

탄소 함량이 최대 0.90%이고 레일의 경도가 400-415HB에 이르고 내마모성이 표준 레일보다 30% 더 높은 과공석 레일 강철; 저온 신뢰성이 향상된 바나듐 및 질소 레일 강으로 미세 합금화되어 내한성이

표준 레일의 OP이며 KSi = -60C에서 25-60J/cm입니다.

8. E75KhGF형 저합금강으로 제작된 레일의 제련, 노외가공, 연속주조 및 압연 복합기술을 개발하여 시험하여 품질, 기계적 물성 수준, 다른 방법 생산의 레일과 비교하여 전체 프로파일 레일 샘플의 벤치 테스트를 포함하여 파괴 저항. 열간 압연 저 합금강 레일의 강도 및 연성 수준은 열처리 된 탄소강 레일의 특성에 가깝고 본체 경화 레일에 대한 GOST R 51685의 요구 사항을 충족합니다. 열간 압연 상태에서 저합금 강철 레일의 내한성 및 내균열성은 열처리된 탄소강 레일 수준입니다. 두 레일의 파괴 인성 K1은 73MPa입니다. 새 강철로 만든 전체 프로필 레일의 벤치 주기 테스트에서 내구성 한계는 탄소강으로 만든 벌크 경화 레일보다 높습니다.

개발 도입으로 인한 총 경제 효과는 1 억 5 천만 루블 이상에 달했습니다. 루블.

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목적:

- PS의 바퀴가 움직이도록 지시하십시오.

탄성적으로 처리하고 바퀴에서 레일 아래 베이스로 하중을 전달하는 것을 감지합니다.

a / b가있는 영역에서는 신호 전류의 도체 역할을하고 전기 견인의 경우 역 전원으로 사용됩니다.

분류:

레일은 다음과 같이 나뉩니다.

A) 유형 P50, P65, P65k, P75(레일 유형은 레일 1미터의 질량에 의해 결정되고 반올림된 값 kt는 문자 P 다음에 대체됨).

R65k - R≤550m인 곡선의 외부 나사산에 놓기 위해 압연.

B) 품질 범주별: B-최고; T1 및 T2 - 열 강화; H - 비열 강화; (범주는 레일 강철의 빈도, 경도, 구조, 제조 중 레일의 진직도 등에 따라 다릅니다.) ,SS - 결합된 고속 교통용; NE - 저온 신뢰성; IE - 내마모성이 향상된 레일.

C) 볼트 구멍의 존재에 의해: 양쪽 끝에 구멍이 있거나(2-3) 구멍이 없습니다.

D) 강철 제련 방법에 따라: M - 노상 강철에서, K - 전로 강철에서; E - 전기 강철에서.

E) 초기 블랭크 유형별: 잉곳에서; 연속 주조 빌릿(CWB)에서.

요구 사항:

- 내구성:레일에서 발생하는 굽힘 및 비틀림 응력이 허용 값을 초과하지 않도록 충분한 관성 모멘트(I cm 4) 및 저항 모멘트(W cm 3)를 가져야 합니다.

-내구성:레일강은 경도, 내마모성 및 인성이 높아야 합니다.

- 높은 접촉 피로 내구성.

레일의 질량, 윤곽(프로파일), 레일 강철의 품질 및 제조 기능은 서로 밀접하게 관련되어 있으며 레일의 휠셋 하중, 속도 및 하중 밀도에 따라 달라집니다.

레일 스틸:화학 조성은 표에 나와 있습니다. 강철 등급에서 문자 M, K, E- 철강 제련 방법, 수치 - 탄소의 평균 질량 분율(%). 문자 Ф,С,Х,Т- 합금강은 각각 바나듐, 실리콘, 크롬, 티타늄.

철도 강철의 화학 성분:

98% 철; 탄소 - 레일의 굴곡 강도를 증가시킵니다. 망간 - 경도, 인성, 내마모성; 실리콘 - 경도, 내마모성; 인 - 차가운 취성; 유황 - 붉은 취성.

본 발명은 철 야금, 특히 저온 신뢰성의 철도 레일용 강철의 제조에 관한 것이다. 다음 비율의 구성 요소를 포함하는 제안된 레일 강철, wt.%: 탄소 0.69 - 0.82, 망간 0.60 - 1.05, 실리콘 0.18 - 0.45, 바나듐 0.04 -0.10, 질소 0.008 - 0.020, 알루미늄 0, 티타늄 0.005 - 0.02 0.002 - 0.010, 마그네슘 0.003 - 0.007, 크롬 0.05 - 0.30, 니켈 0.05 - 0.30, 구리 0.05 - 0, 30, 황 0.005 - 0.010, 인 - 나머지 총량 크롬 0.025 이하 구리는 0.65 중량%를 초과하지 않으며 칼슘과 황의 비율은 0.4 - 2.0 범위입니다. 본 발명의 기술적 결과는 -60℃까지의 낮은 온도에서 증가된 충격 강도 및 작동 신뢰성을 갖는 레일을 생성할 가능성이다. 1 테이블.

본 발명은 철 야금 분야, 특히 저온 신뢰성의 철도 레일용 강철의 생산에 관한 것입니다. 다음 화학 조성을 갖는 공지된 강, 중량%; 1. 0.65 - 0.85℃; 0.18 - 0.40 Si; 0.60 - 120Mn; 0.001 - 0.01 Zr; 0.005 - 0.040 Al; 0.004 - 0.011N; Ca 및 Mg 0.0005 - 0.015를 포함하는 그룹의 한 원소; 0.004 - 0.040Nb; 0.05 - 0.30 Cu; Fe - 휴식. 2. 0.65 - 0.89C; 0.18 - 0.65 Si; 0.60 - 1.20Mn; 0.004 - 0.030N; 0.005 - 0.02 Al; 0.0004 - 0.005 Ca; 0.01 - 0.10V; 0.001 - 0.03Ti; 0.05 - 0.40Cr; 0.003 - 0.10 Mo; 바나듐 탄질화물 0.005 - 0.08, 칼슘과 알루미늄은 1:(4 - 13), Fe - 나머지 비율입니다. 이 강철은 레일 제조용으로, 특히 두 번째 강철은 교통 밀도가 높은 고속도로에서 작동하기 위한 레일용입니다. 그러나 시베리아의 광대한 지역에 일반적으로 나타나는 낮은 기후 온도 조건에서는 레일에 필요한 성능을 제공하지 않습니다. 기술적 본질에서 가장 가깝고 제안된 결과와 가장 근접한 결과는 다음 화학 조성을 갖는 강철입니다. wt.%: 0.69 - 0.82 C; 0.45 - 0.65 Si; 0.60 - 0.90Mn; 0.004 - 0.011N; 0.005 - 0.009Ti; 0.005 - 0.009 Al; 0.02 - 0.10V; 0.0005 - 0.004 Ca; 0.0005 - 0.005 Mg; 0.15 - 0.40 Cr; Fe-res. 그러나 낮은 온도(-60 o C)에서 필요한 수준의 충격 강도를 제공할 수 없는 미세 구조가 불충분하게 분산되어 있는 것이 특징입니다. 또한, 이 강철의 황 함량은 0.035%만큼 높을 수 있습니다. 결과적으로 레일에는 상당한 양의 황화망간이 포함되어 있어 길이 방향과 가로 방향 모두에서 레일의 충격 강도가 감소합니다. 충격 강도가 피로 강도와 상관 관계가 있다는 사실로 인해 저온에서의 값은 저온 신뢰성과 명확하게 상관 관계가 있으며 이 강철로 만들어진 레일에는 충분한 피로 강도 자원이 없다고 가정할 수 있습니다. 작업은 최대 -60 o C의 저온에서 작동 신뢰성이 향상된 레일을 생산할 수 있는 레일 강철을 만드는 것으로 설정되었습니다. 이 작업은 탄소, 망간, 실리콘, 바나듐을 포함하는 레일 강철이라는 사실에 의해 달성됩니다. , 질소, 알루미늄, 티타늄, 칼슘, 마그네슘 및 크롬은 니켈과 구리를 다음과 같은 비율의 구성 요소로 추가로 포함합니다. - 0.008 - 0.020 알루미늄 - 0.005 - 0.020 티타늄 - 0.003 - 0.010 칼슘 - 0.002 - 0.010
마그네슘 - 0.003 - 0.007
크롬 - 0.05 - 0.30
니켈 - 0.05 - 0.30
구리 - 0.05 - 0.30
유황 - 0.005 - 0.010
인 - 0.025 이하
철 - 휴식
크롬, 니켈 및 구리의 총 함량은 0.65wt를 초과하지 않습니다. %, 칼슘과 황의 비율은 0.4 - 2.0 범위입니다.
강철에 니켈과 구리를 도입하면 레일 강철이 오스테나이트 상태에서 냉각될 때 펄라이트 변태가 시작되는 온도가 상당히 낮아집니다. 그 결과, 구조의 현저한 미세화, 즉 펄라이트 콜로니의 크기, 펄라이트의 층간 거리 및 결과적으로 시멘타이트 판의 두께가 감소합니다. 라멜라 펄라이트 구조의 강철에서 충격 강도는 펄라이트 콜로니의 크기와 시멘타이트 판의 두께에 크게 의존하기 때문에 연마로 인해 최대 -60 o의 정온 및 부온 모두에서 충격 강도가 증가합니다. C, 결과적으로 레일의 저온 신뢰성을 향상시킵니다. 니켈과 구리가 0.05% 미만의 양으로 강철에 도입되면 레일의 구조 및 충격 강도에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다. 니켈과 구리의 함량이 각각 0.3%를 초과하거나 크롬, 니켈 및 구리의 총 함량이 0.65%를 초과하면 강철에서 펄라이트 조직과 함께 베이나이트 조직의 섹션이 형성됩니다. 이러한 혼합 구조의 강의 충격 강도는 현저히 감소합니다. 0.4 - 2.0에 해당하는 칼슘과 황의 비율은 황화망간의 스트링 대신 짧은 선(Mn, Ca)S, 구형 황화칼슘 및 칼슘 알루미네이트 표면의 황화칼슘 껍질의 긴 선을 형성합니다. 황화물의 구형화는 종방향 및 횡방향의 충격 강도를 증가시키고 충격 강도의 이방성을 감소시킨다. 이와 관련하여 특히 저온에서 레일 작동 중 균열 발생 위험이 크게 감소하고 신뢰성이 높아집니다. 칼슘 대 황의 비율이 0.4 미만이면 황화물의 구형화가 없고 강의 인성이 증가하지 않습니다. 칼슘 대 황 함량의 비율이 2.0보다 크면 철강의 제련, 탈황 및 칼슘 도입에 대한 기존 기술을 제공하기 어렵습니다.
특히 저온에서 레일강의 충격 강도 수준은 화학 조성의 특성과 관련하여 다소 낮기 때문에 미세 구조의 미세도와 조성에 대한 공동 동시 효과만 있음에 유의해야 합니다. 황화물의 형태는 레일의 저온 신뢰성을 크게 향상시킵니다. 주장된 구성 요소 비율을 가진 제안된 강철 사이의 중요한 차이점은 니켈, 구리 및 크롬의 총 함량이 0.65% 이하이고 칼슘과 황의 비율이 0.4 범위인 강철에 니켈과 구리를 도입한다는 것입니다. - 2.0. 과학 및 기술 문헌에서 입수할 수 있는 정보에 따르면, 니켈과 구리는 일반적으로 레일 강을 포함한 강철에 도입되어 경화성을 높이고 완전한 마르텐사이트 조직을 얻고 강철의 강도와 경도를 증가시킵니다. 본 발명에서는 강에 니켈과 구리를 도입하여 미세조직을 미세화하고 인성을 향상시킨다. 문헌에서 충격 강도 및 저온 신뢰성에 대한 니켈 및 구리 및 황화물 구상화의 결합 효과에 대한 데이터를 찾지 못했습니다. 전술한 관점에서, 청구된 기술 솔루션은 "신선함"의 기준을 충족합니다. 본 발명의 특정 구현의 예는 강재의 화학적 조성 및 이들 강재로부터 얻어지는 레일의 특성을 나타내는 표에 제시되어 있다. Kuznetsk Iron and Steel Works의 조건에서 제안된 강철 및 프로토타입 강철에서 P65 유형의 철도 레일이 압연되었으며, 이에 따라 840-850oC의 오일에서 벌크 담금질 및 450oC의 템퍼링으로 열처리되었습니다. 공장에서 시행 중인 기술 지침에 따릅니다. 표에 나타난 결과는 니켈, 구리 및 크롬의 총량이 0.65%를 초과하지 않고 칼슘과 황의 비율이 0.4 - 2, 0, 레일의 길이 방향으로 20 o C의 온도에서 강철의 충격 강도는 4.0 - 6.0 kgcm / cm 2, 가로 방향 - 3.6 - 5.7 kgcm / cm 2, 이방성 지수 n = 0.90 - 0.98. 이러한 조건에서 -60 o C에서 세로 샘플에 대한 강철의 충격 강도는 2.0 - 2.7 kgcm/cm 2 범위입니다. 니켈 및 구리의 함량, 니켈, 구리 및 크롬의 총 함량, 칼슘 대 황의 비율이 규정된 한계 이하 및 이상일 때 충격 강도 및 이방성의 값은 값과 크게 다르지 않습니다. 강철 프로토타입에 대한 이러한 매개변수의 에 따르면 명세서 KCU-60이 2.0kgcm/cm2 이상인 TU 14-1-5233-93 레일은 저온 신뢰성 레일을 나타냅니다. 따라서 제안된 철강의 제련은 기후 온도가 낮은 지역에 대해 저온 신뢰성이 향상된 레일 생산을 증가시킬 것입니다. 정보의 출처
1. 인증 성. 소련 N 1435650 M. 클래스. C 22 C 38/16, 1987. 2. Pat. RF N 1633008 M. 클래스. C 22 C 38/16, 1989. 3. Auth. 성. 소련 N 1239164, M. 클래스. C 22 C 38/28, 1984.

주장하다

탄소, 망간, 규소, 바나듐, 질소, 알루미늄, 티타늄, 칼슘, 마그네슘 및 크롬을 함유하는 레일강으로서, 니켈 및 구리를 다음의 중량% 비율로 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 철강:
탄소 - 0.69 - 0.82
망간 - 0.60 - 1.05
실리콘 - 0.18 - 0.45
바나듐 - 0.04 - 0.10
질소 - 0.008 - 0.020
알루미늄 - 0.005 - 0.020
티타늄 - 0.003 - 0.010
칼슘 - 0.002 - 0.010
마그네슘 - 0.003 - 0.007
크롬 - 0.05 - 0.30
니켈 - 0.05 - 0.30
구리 - 0.05 - 0.30
유황 - 0.005 - 0.010
인 - 0.025 이하
철 - 휴식
크롬, 니켈 및 구리의 총 함량은 0.65wt를 초과하지 않습니다. %, 칼슘과 황의 비율은 0.4 - 2.0 범위입니다.

유사한 특허:

본 발명은 강철의 야금, 특히 조선 및 수력 터빈 건설, 예를 들어 상당한 정적 및 해수의 영향 하에 부식성 환경(바다 및 담수)에서 작동하는 수력 터빈 블레이드 및 프로펠러의 제조에 사용되는 철강에 관한 것입니다. 주기적 하중

본 발명은 야금 분야, 특히 내열강에 관한 것으로, 고온 및 고압의 공격적인 환경에서 작동하는 관로 코일, 롤러 및 기타 부품의 제조를 위한 원심 파이프의 제조에 사용될 수 있습니다.

본 발명은 임의로 얻은 선택된 조성의 개재물을 함유하는 오스테나이트 스테인리스강에 관한 것으로, 강의 전체 조성에 따라 조성은 다음과 같이 선택된다. 물리적 특성이러한 내포물은 고온강 변형을 선호했습니다.

레일 강(~0.60–0.80% C) 및 코드 강은 조성이 유사하며 산소 전환기와 아크로에서 제련됩니다. 이 강철 생산에서 가장 어려운 작업은 강철에서 주어진 농도로 탄소를 산화하는 동안 충분히 낮은 인 함량을 얻는 것입니다. 이를 해결하기 위해 전로나 아크로에서의 용해 특성에 따라 특단의 조치를 취하고 있다.

상단 분사 또는 위와 아래에서 혼합 분사를 사용하는 산소 변환기에서 위에 표시된 것처럼 탈인은 분사 첫 분부터 시작됩니다. 그러나, 철의 인 함량이 높을 때, 탈인 정도는 소정의 높은 탄소 함량에서 정지할 때 강의 허용 가능한 인 함량을 얻기에 충분하지 않다. ~0.6-0.9%의 탄소 함량과 마찬가지로 용융 과정에서 인 함량이 안정화되거나 심지어 증가하기 시작합니다. 인 함량의 감소는 훨씬 낮은 탄소 함량에서 더욱 발생합니다. 이는 고탄소강 제조시 탈인의 어려움을 초래한다. 강철의 주어진 높은 탄소 함량에서 공정 정지로 용융하는 경우 슬래그를 다운로드하고 새 것을 도입하여 슬래그를 변경하기 위해 전로의 중간 벌채가 필요합니다. 이것은 공정을 복잡하게 만들고 생산성을 감소시키며 슬래그 성형 및 주철의 소비를 증가시킵니다.

슬래그 변경을 위한 전로의 벌채는 탄소 함량이 1.2-2.5%인 다른 공장에서 수행됩니다. 주철의 높은 인 함량(0.20-0.30%)으로 슬래그는 탄소 함량 2.5-3.0% 및 1.3-1.5%에서 두 번 교체됩니다. 슬래그를 다운로드 한 후 새로 태운 석회로 새 슬래그를 만듭니다. 슬래그의 FeO 함량은 수조 위의 풍구 높이를 변경하여 12-18% 수준으로 유지됩니다. 용융 과정에서 석재 질량의 5-10%인 슬래그를 액화하기 위해 형석이 첨가됩니다. 탈인의 결과, 완성된 강철에 명시된 탄소 함량까지 취입이 끝날 때까지 금속의 인 함량은 ≤ 0.010–0.020%입니다. 국자로 들어가는 출구에서 금속은 페로실리콘 및 알루미늄 첨가제로 탈산됩니다. 이 경우 매우 중요한 작업은 전로 슬래그의 차단이다. 국자에 들어가면 탈산과정에서 재인산화를 유발하며 특히 탈황용 환원슬래그로 노외처리 시 재인산화를 일으킨다.

저탄소 함량(0.03-0.07%)으로 송풍하여 전로에서 레일 및 코드 강철을 제련한 다음 특별히 준비된 고체 침탄제(석유 코크스, 무연탄)를 사용하여 국자에서 침탄시키는 기술도 일부 분포를 얻었습니다. 강철의 탄소 함량 중 진공 처리 공장에서 수행됩니다.

변환기의 금속을 낮은 탄소 함량으로 퍼지하면 깊은 탈인이 제공됩니다. 슬래그가 국자로 떨어지는 것을 방지하고 결과적으로 재인산화될 가능성을 방지하기 위해 배출구에서 슬래그를 확실하게 차단하기만 하면 됩니다.

저탄소 함량으로 블로우다운한 후 국자에서 침탄하는 전로에서 철강 제련 기술을 사용하려면 유해한 불순물과 가스 함량이 깨끗한 침탄기를 사용해야 하므로 특별한 준비가 필요하고 때로는 상당한 어려움. 좁은 한계 내에서 원하는 탄소 함량을 얻는 것도 어렵습니다. 이것은 이 기술의 적용을 제한합니다.

일부 공장에서 사용되는 전로에서 용융된 후 전로에서 용융물이 방출되기 전에 미리 국자에 부은 주철로 침탄시키는 것은 널리 적용되지 않았습니다. 이를 위해서는 인 함량 측면에서 충분히 순수한 주철이 필요합니다. 필요한 한계 내에서 안정적으로 탄소 함량을 얻기 위해 탈산된 금속의 최종 침탄은 진공 처리 과정에서 고체 침탄기를 사용하여 수행됩니다.
아크로에서 레일 및 코드 강철은 금속에서 인을 집중적으로 제거하기 위한 조치를 사용하여 위에서 설명한 일반적인 기술에 따라 제련됩니다. 철광석연속적인 슬래그 제거 및 석회 첨가제로 재생과 함께 충전 및 짧은 산화 기간 시작 시. 또한 철을 붓는 국자로 슬래그가 유입되는 것을 방지해야 합니다.

고탄소 레일 강철의 낮은 산소 함량으로 인해 높은 온도상대적으로 복잡한 노외 진공 처리를 사용하지 않거나 코시 노에서 산화물 개재물의 순도를 달성할 수 있습니다. 이 목표를 달성하려면 불활성 가스로 상자의 금속을 퍼지하는 것으로 충분합니다. 그러나 동시에 금속의 2차 산화를 피하기 위해 국자로 들어가는 노 슬래그가 산화되어서는 안됩니다. 따라서 이러한 노외 처리 전에 EAF에서 레일 강철의 제련은 페로 규소 및 페로망간 또는 규소 망간 형태로 첨가되는 규소 및 망간으로 노에서 금속의 예비 탈산으로 수행됩니다. 슬래그는 태핑 전에 코크스 또는 전극 분말 및 알갱이 알루미늄, 때로는 페로실리콘 분말로 탈산됩니다. 그러나 슬래그, 특히 SiO2의 형성을 유발하는 규소를 사용하여 슬래그를 탈산하는 동안 인이 감소된다는 점을 염두에 두어야 합니다. 따라서 이러한 작업은 슬래그의 변화와 욕에서 인의 제거로 충분히 깊은 탈인 후에 만 ​​​​허용됩니다. 규소와 알루미늄을 사용한 강철의 최종 탈산은 태핑 중에 국자에서 수행됩니다. 그런 다음 국자에 있는 금속을 불활성 가스로 불어넣어 금속을 균질화하고 주로 작동 중 레일 헤드의 작동 부분에서 박리를 유발하는 Al2O3 개재물의 축적(클러스터) 중 적어도 일부를 제거합니다. 이 박리의 결과는 레일 헤드에 있는 라미네이트 플레이트의 완전한 분리와 조기 파손일 수 있습니다.

더 효과적인 방법전로와 아크 용광로 모두에서 제련된 레일 강철의 박리 형성을 방지하기 위해 칼슘으로 국자에서 액체 금속을 처리합니다. 도시된 바와 같이, 이것은 와이어에 피복된 규소칼슘 분말을 액체 금속에 도입하거나 운반 기체 흐름에서 불어넣음으로써 수행됩니다.