Bezpieczeństwo ruchu pociągów w dużej mierze zależy od sprawności utrzymania, jakości i trwałości toru kolejowego, w szczególności jego głównego elementu – szyn. Problem poprawy wydajności szyn, pomimo pozytywnych wyników osiągniętych w zapewnieniu jakości stali, pozostaje aktualny. W nowoczesne warunki eksploatacja szyny kolejowe podczas ruchu transportu ciężkiego obciążenie z taboru na oś może osiągnąć 35 ton, a prędkość ruchu pociągów dużych prędkości do 250 km/h. Niezbędne jest określenie podstaw naukowych i technicznych do rozwiązywania problemów związanych ze zwiększeniem stabilności eksploatacyjnej szyn. Wraz z badaniami naukowymi potrzebne są rozwiązania techniczne, które poprawią technologię krajowej produkcji szyn, nowe sposoby i możliwości poprawy niezawodności szyn. Żywotność szyn kolejowych w dużej mierze zależy od struktury i właściwości mechanicznych stali. W związku z tym wzrasta rola badań w dziedzinie fizyki metali i metaloznawstwa w tworzeniu bardziej zaawansowanych gatunków stali, które mogą zapewnić długotrwałą wytrzymałość produktów podczas eksploatacji.

W przypadku warunków użytkowania na kolejach Rosji niepołączonych torów jakość złączy spawanych podlega surowe wymagania, a mianowicie: muszą mieć dużą wytrzymałość, mieć jednolitą strukturę i zapewniać prostość rzęs wzdłuż powierzchni bieżnika i roboczej krawędzi bocznej główki szyny. Metalurgiczne metody poprawy niezawodności połączenia spawanego szyn hartowanych objętościowo ze stali elektrotechnicznej obejmują: optymalizację składu chemicznego głównych pierwiastków i całkowitej zawartości zanieczyszczeń; poprawa ciągliwości szyn poprzez pewne zmniejszenie twardości; czystość stali przez wtrącenia niemetaliczne. Zagadnienia poprawy niezawodności połączenia spawanego mają szczególne znaczenie w związku z tworzeniem szyn kilku kategorii różniących się zestawem właściwości mechanicznych.

Kryzys finansowy spowodował korekty w terminach i procedurze przebudowy krajowych warsztatów kolejowych i belek w celu produkcji 100-metrowych szyn o zróżnicowanej hartowaniu, które spełniają wymagania nowych norma krajowa na torach kolejowych.

W ostatnich latach na rosyjskim rynku kolejowym wzrosła konkurencja. Zapotrzebowanie na szyny dla ruchu dużych prędkości do 250 km/h, spowodowane koniecznością zorganizowania takiego ruchu na kolejach rosyjskich w ramach realizacji programu „Strategia rozwoju transportu kolejowego w Federacja Rosyjska do 2030” jest zadowolona z dostaw szyn japońskich. Planowane jest przeprowadzenie certyfikacji szyn dla ruchu dużych prędkości produkcji polskiej i włoskiej. Rosyjskie przedsiębiorstwa nie biorą jeszcze udziału w przetargach na dostawę takich szyn ze względu na rozbieżność w poziomie technicznym bazy produkcyjnej. Dlatego kwestia terminów zakończenia przebudowy krajowych warsztatów kolejowych i belek staje się niezwykle istotna w celu utrzymania wielkości dostaw szyn dla Rynek rosyjski. Wielkość tego rynku tylko dla powstałego w Rosji ruchu dużych prędkości o łącznej długości 13190 km to 1 mln 700 tys. ton szyn typu R65. Koleje Rosyjskie opracowały Strategię Rozwoju Transportu Kolejowego w Federacji Rosyjskiej do 2030 roku. Do głównych działań w ramach tej strategii należy budowa linii o dużym i szybkim ruchu. Wraz z rozwojem takiego ruchu gwałtownie wzrastają wymagania dotyczące elementów nawierzchni toru, m.in. i do szyn. Żywotność szyn w dużej mierze determinuje czas realizacji i odpowiednio roczną wielkość napraw.

W Hutach Żelaza i Stali Nowokuźnieck i Niżny Tagil wykonano wiele pracy, aby opracować technologię i sprzęt do masowej produkcji metalowych wyrobów kolejowych. Wdrożono wiele nowych rozwiązań technicznych w zakresie produkcji i eksploatacji szyn oraz łączników szyn związanych z procesem modernizacji zdolność produkcyjna oraz nowe technologie w dziedzinie transportu kolejowego, w wyniku czego producenci i konsumenci kolejowych wyrobów metalowych znacznie obniżyli koszty opanowania produkcji wyrobów kolejowych o nowych właściwościach konsumenckich, a zatem przy organizowaniu szybkiego i ciężkiego ruchu.

Jednocześnie żywotność najlepszych próbek szyn zagranicznych jest 1,5 razy wyższa w porównaniu do tego wskaźnika dla szyn krajowych producentów, który mieści się w zakresie 700 milionów ton. obrzydliwy. UAB „Koleje Rosyjskie” wspiera wysiłki producentów mające na celu radykalną poprawę jakości szyn.

Testy terenowe obiecujących kategorii szyn wykonanych ze stali nadeutektoidalnych i mikrostopowych produkowanych przez NKMK zostały pomyślnie zakończone, co otwiera możliwości certyfikacji w RS FZhT i późniejszej dostawy szyn krajowych o zwiększonej odporności na zużycie i odporności na zimno na koleje rosyjskie.

W związku z organizacją ruchu dużych prędkości na rosyjskich kolejach gwałtownie wzrosła aktywność zagranicznych producentów szyn kolejowych, co powoduje, że kwestia przyspieszenia modernizacji rosyjskiej bazy produkcyjnej kolei pod kątem utrzymania wolumenów dostaw szyn dla JSC Koleje Rosyjskie niezwykle pilne.

Szyny wyprodukowane przez Huty Żelaza i Stali Nowokuźnieck i Niżny Tagil podczas prób terenowych w EK VNIIZhT, m.in. certyfikacji, pokazują wyniki zbliżone do wyników najlepszych światowych próbek, co wskazuje, że sieć jest obecnie zaopatrywana w szyny krajowe o podwyższonej jakości. Zakończenie przebudowy krajowych warsztatów szynowych i szynowych umożliwi produkcję szyn, które w porównywalnych warunkach eksploatacji pod względem kosztów utrzymania i czasu realizacji torów nie ustępują szynom produkcji japońskiej, francuskiej i austriackiej.

Badanie praw wytwarzania stali i formowania metali pomaga wybrać najbardziej optymalne tryby procesy technologiczne, wymagane główne i sprzęt pomocniczy. .

Główne efekty przemysłowego wdrożenia nowych rozwiązań technicznych i usprawnień eksploatacyjnych w procesie produkcji szyn w OAO NKMK

Na podstawie licznych badań teoretycznych i eksperymentalnych ustalono, że wraz z udoskonalaniem konstrukcji znacznie wzrasta odporność szyn na zużycie i uszkodzenia w wyniku stykowych wad zmęczeniowych. W tym kierunku przeprowadzono dużą ilość prac badawczych i eksperymentów przemysłowych, a mianowicie: opracowano i opatentowano technologię wytwarzania szyn o podwyższonej odporności na zużycie ze stali o zawartości węgla do 0,90% oraz dodatków mikrostopowych wanadu (0,07 - 0,08%) i azotu (0,012 - 0,017%). W trakcie obserwacji operacyjnych na odcinku przełęczy Irkuck – Slyudyanka Kolei Wschodniosyberyjskiej, która różni się duża liczba odcinki o małym promieniu wykazały wysoką odporność na zużycie szyn wykonanych ze stali o składzie nadeutektoidalnym – ich jednostkowe zużycie boczne wyniosło 0,076 – 0,072 mm na 1 mln ton ładunku brutto, podczas gdy dla szyn standardowych sięga 0,124 mm. Dalszy wzrost zawartości węgla jest ograniczony przez tworzenie się strukturalnie wolnego cementytu wzdłuż granic ziaren kolonii perlitu w postaci siatki, co prowadzi do gwałtownego spadku udarności stali i wytrzymałości dynamicznej szyn .

Innym ważnym kierunkiem jest tworzenie szyn niezawodnościowych w niskich temperaturach. Nowa technologia Produkcja takich szyn umożliwiła zapewnienie bezpieczeństwa ruchu w temperaturach minus 40°C i niższych. Według służb torowych na drogach położonych na obszarach o trudnych warunkach klimatycznych pojedyncze napady spowodowane defektami występują zimą 2,0-2,5 razy częściej niż latem. Szczególnie niekorzystnie wpływają niskie temperatury na rozwój pęknięć zmęczeniowych główki szyn ułożonych na torze bezszwowym, a także na ciągliwość i wiązkość, co skutkuje możliwym pękaniem kruchym szyny. Aby poprawić niezawodność metalu szyny w niskich temperaturach, konieczne jest zapewnienie tworzenia drobnoziarnistej struktury dzięki tworzeniu się węgloazotków wanadu, co jest możliwe przy wystarczającej ilości wanadu i azotu w stali. Stwierdzono, że gwarantowane uzyskanie wymaganej udarności szynom o niezawodności niskotemperaturowej zapewnia zawartość azotu 0,010 - 0,020% i wanadu 0,07 - 0,08%.

Dzięki optymalizacji składu chemicznego węglowej stali elektrotechnicznej oraz zastosowaniu technologii hartowania węgloazotkowego osiągnięto znaczny wzrost żywotności szyn do poziomu standardów światowych, co zapewniło produkcję ponad 1 miliarda ton brutto .

W ostatnich latach wytyczono nowy kierunek rozwoju transportu w Rosji - budowę linii kolei dużych prędkości. Konieczność tworzenia szyn Nowa kategoria stała się kolejną zachętą do poszukiwania obiecujących rozwiązań technicznych, a także do ulepszania istniejących technologii. W szczególności opracowano i opatentowano skład chemiczny i technologię produkcji szyn ze stali niskostopowej E76KhGF. Szyny te w stanie walcowanym na gorąco miały zadowalającą jakość pod względem wtrąceń niemetalicznych, makrostruktury, udarności, właściwości mechanicznych, warstwy odwęglonej i naprężeń szczątkowych. Zapewnienie prostoliniowości szyn wymagało rozwiązań technicznych mających na celu poprawę trybu prostowania, zastosowanie giętarek i schłodzenie podeszwy na całej długości szyny przed hartowaniem oraz optymalizację trybu hartowania i odpuszczania. Umożliwiło to rozpoczęcie produkcji szyn do szybkiego ruchu kombinowanego.

Jak pokazuje praktyka, podczas pracy na szynach często dochodzi do uszkodzeń termomechanicznych spowodowanych przekształceniami strukturalnymi stali. W wyniku poślizgu koła na powierzchni tocznej główki szyny w strefie styku następują natychmiastowe zmiany strukturalne i fazowe, którym towarzyszy powstawanie struktury wtórnej (biała strefa nietrawiona), która charakteryzuje się dużą twardością i kruchością . Modelując proces obciążeń udarowych na próbkach stali o różnej zawartości węgla i pierwiastków stopowych stwierdzono, że powstawanie struktur wtórnych zależy od składu chemicznego stali. Stwierdzono, że odporność szyn na powstawanie wad pochodzenia termomechanicznego wzrasta wraz ze spadkiem zawartości węgla w stali. W związku z tym kolejnym obiecującym kierunkiem rozwoju produkcji szyn stało się stworzenie nowej generacji szyn - o strukturze bainitycznej. Tworzenie takiej struktury o kompleksie wysokich właściwości mechanicznych osiąga się dzięki racjonalnym limitom stężenia pierwiastków stopowych.

Przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne i przemysłowe umożliwiły opracowanie i opatentowanie składów chemicznych bainitycznych stali szynowych. Z serii wytopów najbardziej interesująca była stal zawierająca (ułamek masowy, %): 0,32 C; 1,48 MP; 1,21 Bc 1,0 Cr; 0,2 - 0,3 Mo; 0DZ V; 0,012 N. Eksperymentalne szyny wyróżniały się kompleksem ulepszonych właściwości i zadowalającej wykonalności, dzięki ekonomicznemu stopowaniu miały obniżony koszt i, co nie mniej ważne, umożliwiły porzucenie szkodliwej dla środowiska technologii wolumetrycznego hartowania oleju.

Ze względu na to, że rozwój produkcji szynowej w kierunku wykorzystania nowych stali nie wymaga znaczących inwestycji kapitałowych i przebudowy, można go obecnie uznać za priorytet. Równolegle prowadzone są badania nad rozwojem produkcja przemysłowa zaawansowana technologia zróżnicowanego hartowania szyn. Zapewni to transport kolejowy szyny o dużej niezawodności i żywotności.

Dlatego jako główne kierunki rozwoju produkcji szynowej w OAO NKMK należy zwrócić uwagę: zastosowanie stali trudnościeralnych o podwyższonej zawartości węgla (do 0,9%) oraz dodatków mikrostopowych (0,070,8% V; 0,012 - 0,017% N); produkcja wysoce niezawodnych szyn do pracy w niskich temperaturach klimatycznych ze stali zawierającej 0,01 - 0,02% N i 0,07 - 0,08% V); zastosowanie stali bainitycznej, która ma wyważony zestaw właściwości mechanicznych, a także niskostopowej stali elektrotechnicznej na szyny o wysokiej precyzji przeznaczone do autostrad dużych prędkości.

Jakość szyn OAO NKMK

W OAO NKMK technologia produkcji szyn jako całość obejmuje wytapianie w piecu elektrycznym, obróbkę pozapiecową, ewakuację, odlewanie na maszynach do ciągłego odlewania, podgrzewanie do walcowania w piecach PSHB, walcowanie, prostowanie w prostownicy rolkowej, obróbkę cieplną (hartowanie w oleju z odpuszczaniem) lub jego brak, montaż w prostownicy rolkowej.

Produkowane są szyny o następującym przeznaczeniu i kategoriach:

1. Szyny kolejowe typu R65 do celów ogólnych wykonane są ze stali węglowej (średni węgiel 0,75%) klasy E76F, które są podzielone na kategorie H i T1 zgodnie z GOST R 51685-2000.

KCU+20 s = Yu J/cm) i twardość (285-331 HB). Wyspecyfikowany poziom właściwości mechanicznych zapewnia struktura perlitu, która po walcowaniu tworzy się na przekroju szyny. Szyny tej kategorii jeżdżą głównie na rozjazdach i metrze.

Szyny kategorii T1 charakteryzują się wyższą wytrzymałością (s = 1177-1373 N/mm2, ax = 800-1030 N/mm2), ciągliwością (Ô = 8,0-17%, \|/ = 29-47%), udarem l l lepkość (KSu + 20 s \u003d 25-60 J / cm) i twardość (341-401 HB). Wyspecyfikowany poziom właściwości mechanicznych zapewnia drobno zdyspergowana struktura perlitu z niewielkimi powierzchniami ferrytu, co uzyskuje się poprzez utwardzającą obróbkę cieplną – hartowanie objętościowe w oleju. Szyny tej kategorii są szeroko stosowane na zdecydowanej większości kolei rosyjskich.

2. Szyny kolejowe do celów specjalnych dzielą się na:

Szyny typu R65 o niezawodności niskotemperaturowej (NE) wg TU 0921-118-011243282003 wykonane są ze stali węglowej (średni węgiel 0,75%) w gatunku E76F, mikrostopowej z dodatkiem wanadu (0,07%) oraz azotu (0,012%). Szyny o niezawodności w niskich temperaturach mają poziom właściwości mechanicznych i twardości podobny do szyn kategorii T1 i wyróżniają się podwyższonym poziomem udarności w temperaturze

0 2 minus 600С (KSi.bo s = 25-60 J/cm). Podwyższony poziom niezawodności w niskich temperaturach wraz z odpowiednio wysokim poziomem wytrzymałości, ciągliwości i twardości szyn zapewnia drobnoziarnista drobno zdyspergowana struktura perlitowa z nieznacznymi obszarami ferrytu, co jest osiągane dzięki połączonemu wpływowi technologii - hartowanie wolumetryczne w oleju i mikrostopowanie stali wanadem i azotem. Szyny o niezawodności w niskich temperaturach nie mają analogów za granicą i są przeznaczone do eksploatacji w regionach o zimnym klimacie (koleje wschodniosyberyjskie, transbaikalskie, krasnojarskie).

Szyny typu R65 i R65K o podwyższonej odporności na zużycie i wytrzymałości kontaktowej (IE) wg TU 0921-125-01124328-2003 wykonane są ze stali wysokowęglowej (średni węgiel 0,90%) w gatunku E90AF, mikrostopowej z wanadem (0,08%) i azot ( 0,014%). Ze względu na zawartość węgla w stali przekraczającą 0,80% szyny te nazywane są nadeutektoidami. Szyny nadeutektoidalne lub szyny o podwyższonej odporności na zużycie charakteryzują się podwyższonym poziomem twardości (400-415 HB) i wytrzymałości (ab = 1352-1400 N/mm2, przy = 900-1111 N/mm2). Jednocześnie te szyny zachowują wystarczająco dużo wysoki poziom plastyczność (S=11%, c/=37%), oraz udarność w temperaturach dodatnich i ujemnych (KCu + 20°C; -bo°c = 25-27 J/cm2). Wyspecyfikowany zestaw właściwości zapewnia jednorodna, drobnoziarnista, drobno zdyspergowana struktura perlitu uzyskana w wyniku wolumetrycznego hartowania w oleju dzięki zwiększonej zawartości węgla oraz mikrostopowi stali wanadem i azotem. Szyny o określonym zespole właściwości mechanicznych charakteryzują się wysoką odpornością na zużycie i stykową wytrzymałością zmęczeniową i nie mają analogów za granicą. Takie szyny są eksploatowane w Rosji na odcinkach ładowanych, na zakrzywionych odcinkach o małym promieniu (600 mm lub mniej) kolei wschodniosyberyjskich i transbaikalskich.

Szyny typu R65 do szybkiego ruchu kombinowanego zgodnie z TU 0921-07601124328-2003, które są podzielone na wersje CCI i CC2.

Szyny w wersji CCI produkowane są w technologii podobnej do szyn kategorii NE z dodatkowymi podwyższonymi wymaganiami dotyczącymi prostoliniowości.

Szyny w wersji CC2 produkowane są w technologii podobnej do szyn kategorii Tic z dodatkowymi podwyższonymi wymaganiami prostoliniowości.

Szyny w wersjach CCI i CC2 przeznaczone są do pracy na szybkich odcinkach kombinowanych tor kolejowy odpowiednio na obszarach o zimnym klimacie i europejskiej części Rosji.

Szyny typu R65 wykonane z niskostopowej stali chromowej do ruchu szybkobieżnego wg TU 0921-220-01124328-2006, które są podzielone ze względu na klasę prostoliniowości i skręcania na wersję SP spełniającą wymagania dla szyn kategorii T1 i BC wersja o podwyższonych wymaganiach.

Szyny w wykonaniu SP i VS wykonane są z niskostopowej stali chromowej w gatunku E76KhGF. Szyny SP i VS charakteryzują się dość wysokim poziomem twardości (352 HB) porównywalnym do twardości szyn kategorii T1 i NE. Jednocześnie siła (av

Około l 11 bON / mm, wół \u003d 740 N / mm), ciągliwość (6 \u003d 10%, \| / \u003d 16%) i udarność (KCU + 20 s \u003d 17 J / cm2) szyn są nieco lepsze od szyn kategorii H. Określony zestaw właściwości mechanicznych zapewnia struktura perlitu, uzyskana bez obróbki cieplnej poprzez stopowanie stali z chromem.

Szyny ze stali niskostopowej chromu są przeznaczone przede wszystkim do szybkiego ruchu pasażerskiego, gdzie wymagana jest zwiększona prostoliniowość szyn i odporność na zużycie.

Szyny wysokowytrzymałe typu R65 wykonane ze stali bainitycznej wg TU 0921-167op-01124323-2003 wykonane są ze stali niskostopowej gatunku 30KhG2SAFM. Szyny charakteryzują się wytrzymałością (ab = 1265 N/mm2, ot = 1040 N/mm2) oraz twardością (338 HB) porównywalną do szyn kategorii T1. Cechą charakterystyczną szyn wykonanych ze stali bainitycznej jest ich wysoki poziom ciągliwości (ô = 14,5%, \j/ = 48,5%) oraz udarności (KCU + 20°c = 73 J/cm2, KCU -bo°s - 28 J/cm2). Wyspecyfikowany zestaw właściwości mechanicznych zapewnia struktura bainityczna utworzona na przekroju szyny w stanie walcowanym na gorąco po odpuszczaniu, dzięki stopowaniu stali średniowęglowej chromem, manganem i krzemem.

Zakres tych szyn nie jest obecnie zdefiniowany i wymaga dodatkowych badań i testów terenowych.

3. Szyny typy szyn R50 i R65 dla metra wg TU 0921-15401124328-2003 wykonane są ze stali węglowej E76F w technologii podobnej do szyn kategorii H. Zestaw właściwości mechanicznych szyn dla metra jest niski i jest typowy dla szyn kategorii H. zmniejszony kontakt wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na zużycie.

Szyny wykonane są również z niskostopowej stali chromowej gatunku E78HSF, która charakteryzuje się zwiększoną stykową wytrzymałością zmęczeniową oraz odpornością na zużycie dzięki zwiększonej zawartości węgla i chromu w stali. Poziom właściwości mechanicznych tych szyn doświadczalnych jest porównywalny z poziomem właściwości szyn do ruchu szybkobieżnego wykonanych ze stali gatunku E76KhGF. Szyny ze stali chromowej są obecnie w fazie rozwoju.

4. Szpiczaste szyny OR50, OR65 według GOST 9960 - 85 wykonane są ze stali węglowej (średni węgiel 0,73%) klasy E73V. Szyny wykonane z tej stali pod względem poziomu właściwości mechanicznych i konstrukcji są porównywalne z szynami kategorii H.

Również ostre szyny wykonane są ze stali gatunku E76HSF zgodnie z TU 0921-03801124328-2007. Pod względem właściwości mechanicznych i konstrukcji szyny te są porównywalne z szynami do ruchu dużych prędkości ze stali E76KhGF i szynami metra ze stali E78KhSF, różnią się jednak niższym poziomem twardości, wytrzymałości i ciągliwości.

Szyny spiczaste służą do produkcji rozjazdów.

5. Tramwajowe szyny rowkowane wg TU 14-2R-320-96 wykonane są ze stali węglowej klasy E76. Zgodnie z poziomem właściwości mechanicznych i konstrukcji szyny tramwajowe odpowiadają szynom kategorii H i mają niskie wartości wytrzymałości (ab = 940-1030 N/mm2, st = 540-620 N/mm2), ciągliwość (8 = 6-9,5%, y = 11-17%) i twardość (285-321 HB).

6. Szyny kolejowe typu RP 50, RP65 do przemysłowych tras transportowych zgodnie z GOST R 51045-97 i TU 14-2R-409-2006. Szyny wykonane są ze stali węglowej w gatunkach 76, 76F i E85F. Wymagania techniczne dla tych szyn we wszystkich charakterystykach są znacznie niższe niż dla szyn powyższych kategorii.

Z reguły szyny ogólnego przeznaczenia kategorii T1 i H oraz szyny specjalnego przeznaczenia w wersjach NE, IE, CCI, CC2, które nie spełniają wymagania techniczne odpowiednią normę i specyfikacje.

W ostatnich latach zakład wykonał wiele prac związanych z modernizacją istniejących i uruchomieniem nowych jednostek, co pozwoliło na podniesienie ogólnego poziomu technicznego produkcji i tworzonych dodatkowe funkcje udoskonalenie technologii produkcji kolejowej. W porządku chronologicznym realizacja najważniejszych wydarzeń przedstawia się następująco:

Uruchomienie automatycznej skrzyni biegów nr 1 - IV kwartał. 2004

Rekonstrukcja płyty wiórowej nr 2 - I kwartał. 2005

Przeniesienie pieców TOOZ RBC na gaz ziemny - II kwartał. 2005

Uruchomienie ShPB RBC - I kwartał. 2006

Uruchomienie automatycznej skrzyni biegów nr 2 - II kwartał. 2006

Rozruch jednostki separacji powietrza - I kwartał 2007 r.

Zakończenie instalacji i uruchomienie - II kwartał. 2008

Należy zauważyć, że wdrożone działania nie tylko przyczyniły się do stworzenia warunków do poprawy jakości produktów, ale są warunek konieczny efektywność dalszych prac nad udoskonaleniem technologii produkcji szyn, począwszy od pierwszego etapu przebudowy RBC. Wyniki produkcji szyn R65, jako najbardziej masowo produkowanego rodzaju produktu dla kolei rosyjskich, przedstawiono w tabeli (tabela 30), z której wynika, że ​​wielkość produkcji w latach 2007-2008. uległa nieznacznej zmianie, podobnie jak takie wskaźniki jakościowe jak produkcja szyn kategorii H o długości 25 m oraz produkcja szyn wzmocnionych cieplnie kategorii T1. Jako pozytywny moment należy odnotować zauważalny wzrost produkcji w 2008 roku. szyny o niezawodności w niskich temperaturach i szyny do szybkiego ruchu kombinowanego. Jednak dane za 2009 r. wskazują na znaczny spadek produkcji kolejowej.

Wniosek

1. Przeprowadzono kompleksowe badania mające na celu udoskonalenie technologii walcowania szyn na stanowiskach obróbki zgrubnej i wykańczającej walcarki szynowej i belkowej, co poprawia jakość, poziom właściwości użytkowych szyn i wydajność walcarki, a także opracowywanie i testowanie przemysłowe nowych gatunków stali specjalnego przeznaczenia na szyny.

2. W oparciu o analizę i uogólnienie doświadczeń w produkcji wysokiej jakości wyrobów metalowych opracowano kompleksową metodykę usprawnień operacyjnych w metalurgicznym procesie produkcji szyn w celu poprawy wydajności trybów technologicznych i parametrów urządzeń. Wykazano, że w warunkach stabilnej nowoczesnej elektrycznej technologii wytwarzania stali kluczowym procesem jest produkcja walcowania, jako zamykającego etapu metalurgicznego, który zapewnia wymagany profil, kształt, prostoliniowość, długość i jakość gotowych szyn.

3. Na podstawie model matematyczny w celu wyznaczenia parametrów energetyczno-mocowych i temperatury w stanowisku nawrotnym „duo” walcarki szynowo-belkowej przeprowadzono analizę procesu walcowania szyn w różnych temperaturach i sformułowano zalecenia dotyczące obniżenia temperatury deformacji w walcarce „900” wytrzymać do 1070°C zamiast 1200°C, przy jednoczesnym skróceniu cyklu ruchu belki PSHB z 54 do 51 sekund oraz zwiększeniu wydajności o 100 tys. ton/rok.

4. Opracowano i obliczono metodę hartowania przez hartowanie łukiem elektrycznym Nowa forma rozstaw wykończeniowy szyny i walcarki, co pozwala na zmniejszenie zużycia rolek o 0,2 kg/t, stabilność wymiarów profilu szyny, jego symetrii, a także zmniejszenie masy metra bieżącego szyny o 0,3 kg.

5. Opracowano reżimy technologiczne wytapiania stali szynowej w piecach elektrycznych, które zapewniają zwiększenie kompleksu właściwości fizycznych i mechanicznych stali, zmniejszenie zanieczyszczenia wtrąceniami niemetalicznymi i gazami, zmniejszenie udziału masowego pierwiastków resztkowych , zmniejszenie odrzutu metalu przez defekty powierzchniowe o 0,7% i wzrost średnio seryjności odlewu dla 0,5 wytopu. Opracowany i wdrożony zautomatyzowany system regulacja poziomu metalu w formie, zapewniająca zwiększenie stabilności procesu odlewania i wykluczenie anomalii w jakości wlewka.

6. Przeprowadzono badania konstrukcji, właściwości mechanicznych i odporności na pękanie, m.in. przy badaniu próbek szyn pełnoprofilowych, szyn ze stali HJI3 E76F, stali martenowskich oraz szyn produkcji zagranicznej. Pod względem zanieczyszczenia wtrąceniami niemetalicznymi szyny wykonane ze stali elektrotechnicznej HJI3 są znacznie czystsze niż szyny ze stali martenowskiej, będąc na poziomie najlepszych zagranicznych analogów. Własności mechaniczne szyn wykonanych z ciągłego odlewania stali elektrotechnicznej charakteryzują się dużą jednorodnością właściwości w początkowych i końcowych wlewkach w trakcie ciągłego odlewania oraz w przekroju szyny.

7. Opracowano kompozycje i opanowano technologie wytwarzania nowych stali szynowych o podwyższonej stabilności eksploatacyjnej:

Stal szynowa nadeutektoidalna o wysokiej zawartości węgla do 0,90%, której twardość szyn osiąga 400-415 HB, a odporność na zużycie jest o 30% wyższa niż w przypadku szyn standardowych; mikrostopowa stal szynowa wanadowa i azotowa o podwyższonej niezawodności niskotemperaturowej, której odporność na zimno jest 1,5-2,0 razy wyższa niż

OP standardowych szyn i wynosi KSi = 25-60 J/cm przy -60 C.

8. Opracowano i przetestowano zintegrowaną technologię wytapiania, przetwarzania pozapiecowego, ciągłego odlewania i walcowania szyn ze stali niskostopowej typu E75KhGF oraz badania jakości, poziomu właściwości mechanicznych i odporności na pękanie przeprowadzono m.in. podczas badań stanowiskowych próbek szyn pełnoprofilowych w porównaniu z szynami innymi metodami produkcji. Poziom wytrzymałości i ciągliwości szyn ze stali niskostopowej walcowanej na gorąco jest zbliżony do właściwości szyn ze stali węglowej poddanej obróbce cieplnej i spełnia wymagania GOST R 51685 dla szyn utwardzanych w masie; odporność na zimno i odporność na pękanie szyn ze stali niskostopowej w stanie walcowanym na gorąco jest na poziomie szyn ze stali węglowej poddanej obróbce cieplnej – odporność na pękanie K1s dla obu szyn wynosi 73 MPa. Granica wytrzymałości w testach cyklicznych na stanowisku dla szyn pełnoprofilowych wykonanych z nowej stali jest wyższa niż dla szyn utwardzanych korpusowo ze stali węglowej.

Całkowity efekt ekonomiczny z wprowadzenia zmian wyniósł ponad 150 milionów rubli. rubli.

1.X. Główne kierunki rozwoju produkcji szynowej w UAB „NKMK” / A.B. Juriew, N.Ch. Muchatdinow, H.A. Kozyrev, L.V. Korneva // Stal. - 2010. -№ 1.-S. 99-100

2. Mukhatdinov N.Kh. Rynek dyktuje swoje wymagania / N.Kh. Mukhatdinov // Stal 2000. - nr 7. P. 70 - 72.

3. Storozhev M.V., Popov E.A. Teoria formowania metali. Podręcznik dla szkół wyższych - wyd. 4 - M .: "Inżynieria", 1977.

4. Suworow I.K. Obróbka metali metodą ciśnieniową: Podręcznik dla szkół średnich.-3rd ed.-M.: Vyssh. szkoła, 1980

5. A.B. Dobużskaja, A.A. Deryabin, V.I. Syrejszczikow. Badanie wtrąceń niemetalicznych w szynach oraz ośrodków uszkodzeń kontaktowo-zmęczeniowych. sob. naukowy tr. „Wtrącenia niemetaliczne w stali szynowej”. Jekaterynburg. Państwowe Centrum Naukowe Federacji Rosyjskiej JSC „UIM” 2005. P 41-58.

6. Grinshpon A.C. 2, Iwanow B.S.1, Komkov H.A. 1, Mukhatdinov N.Kh.,1 Filippov G.A. Metalurgiczne aspekty poprawy jakości i niezawodności eksploatacji stali kołowej.

7. K.V. Grigorowicz, A.S. Trusznikowa, AM Arsenkin, SS Shibaev, A.K. Garber. Badanie struktury i jakości metalurgicznej stali szynowych różnych producentów. Metale. 2006. Nr 5. S. 1-16.

8.A.B. Velikanov, V.A. Reichart, I.S. Baulin i inni Biuletyn VNIIZhT 1978 nr 8 S. 50-58.

9. A.B. Kuslitsky, V.L. Mezentsev, G.V. Karpenko. O wpływie wtrąceń niemetalicznych na mechanizm pękania i zmęczenia. Raporty Akademii Nauk ZSRR. 1969. Tom 187. Nr 1. str. 79.

10. Nie dotyczy Fomin, V.N. Vorozhishchev i inne Produkcja stali szynowej o wysokiej czystości. Stal. nr 3. 1991, s. 27-30.

11. M. Georgiew. Odporność na pękanie szyn kolejowych „Master-Flag”, Kemerowo. 2006 211 s.

12. I.S. Baulin, E.A. Szur. Kontaktowe uszkodzenia zmęczeniowe główek szyn. Prace Centralnego Instytutu Badawczego Ministerstwa Kolei. Wydanie z 1966 roku. 314. S. 90-102.

13. I.A. Rybiew, E.P. Kazepova i inne Materiały w budownictwie. Moskwa. Akademia. 2006 120 lat

14. F. Matthews, R. Rollings. Świat materiałów i technologii. Materiały kompozytowe. Mechanika i technologia. Technosfera. Moskwa. 2004. 406 s.

15. Parshin V.M., Chertov AD Ciągła kontrola jakości kęsów // Stal. 2005. Nr 1.S. 20-29.

16. Chertov AD, Dovlyadov I.V. Zastosowanie technologii intelektualnych w metalurgii żelaza. sob. naukowy tr. „I.P. Bardin i metalurgia" // M .: Metallurgizdat, 2003, s. 22-36.

17. Parshin V.M., Chertov AD Inteligentne systemy kontrola jakości kęsów odlewanych w sposób ciągły // Stal. 2005. Nr 2. S. 37 43.

18. Kuritsin A.H. tajniki efektywna praca: Amerykańskie i japońskie doświadczenie dla przedsiębiorców i menedżerów. M.: Wydawnictwo Standardów, 1994.

19. Jak działa japońskie przedsiębiorstwo. Wyd. Mondena Y., Shibakawa R., Takayanagi S., Nagao T.M.; Ekonomia, 1989.

20. Lapidus V.A. Gwiazdy jakości, standardy i jakość. - 1997, nr 7, s. 47-53.

21. Ilyenkova SD, Gokhberg LM, Yagudin S.Yu. itd. Zarządzanie innowacjami. Podręcznik.- M.; Wyd. „Banki i giełdy”, UNITI, 1997

22. A. Feigenbauma. Kontrola jakości produktu. M., 1994.

23. Szvets V.E. „Zarządzanie jakością” w systemie nowoczesnego zarządzania. Normy i jakość, 1997, nr 6, s. 48.

24. Statystyczne metody poprawy jakości. Wyd. Hitson Kume M.; Finanse i statystyka, 1990.

25. System jakości. Zbiór dokumentów normatywno-metodycznych. M.: Wydawnictwo Standardów, 1992.

26. Murdoch J. Karty kontrolne. M: Finanse i statystyka, 1986.

27. Statystyczne metody poprawy jakości, wyd. Hitoshi Kume-M.: Finanse i statystyka, 1990.

28. M.G. Krugłow, SK Siergiejew, W.A. Taktashov i wsp. Zarządzanie systemami jakości: Proc. dodatek. //-M.: Wydawnictwo norm IPK, 1997. 368 s.

29. TQM XXI. Problemy, doświadczenia, perspektywy. Wydanie 1. Akademia Problemów Jakości w Rosji. JSC "TKB Intersifika", 1997.

30. Cohen Dan S. Istota zmiany: przewodnik. Narzędzia i taktyki zarządzania zmianą w firmie: Per. z angielskiego. Moskwa: Olimp-Biznes, 2007.

31. Lashtduo V.A. Metody statystyczne, kompleksowe zarządzanie jakością, certyfikacja. standardy i jakość. 1996, nr 4, s. 68-70.

32. Cater John P. Przed zmianą: Per. z angielskiego. Moskwa: Olimp-Biznes, 2007.

33. Zorin Yu.V., Yarygin V.T. Jakość dokumentacji technologicznej w przygotowaniu przedsiębiorstw do certyfikacji. Standardy i jakość. - 1996, 95.

34. Bakanov MI, Sheremet A.D. Teoria analizy ekonomicznej - M.; Finanse i statystyka, 1996

35. Yasuhiro Moiden. System zarządzania Toyoty: Na. z angielskiego. Moskwa: Instytut Złożonych Studiów Strategicznych, 2007.

36. Hammer M., Champy J. Korporacyjna reengineering: manifest rewolucji biznesowej. SPb.: Wyd. Petersburg. uniwersalny, 1997.

37. Paide P. Co to jest Six Sigma? Rewolucyjna metoda zarządzania jakością / P. Paide, L. Hall; Za. z angielskiego. 3. wyd. - M.: Alpina Business Books, 2006.

38. Organizacja oszczędzania energii (zarządzanie energią). Rozwiązania ZSMK-NKMK-NTMK-EVRAZ: podręcznik, podręcznik / wyd. W.W. Kondratiew. M.: INFRA-M, 2010. - 108 s. +

40. Golokteev K., Matveev I. Zarządzanie produkcją, narzędzia, które działają. Petersburg: Piotr, 2008.

41. Abdikeev N.M., Danko T.P., Ildemenov S.V., Kiselev A.D. Reengineering procesów biznesowych. Moskwa: Eksmo, 2005.

42. Slack Nigel, Chambers Stewart, Johnston Robert. Organizacja, planowanie i projektowanie produkcji. Zarządzanie operacyjne: Per. od 5 angielskiego. wyd. M.: INFRA-M, 2009.

43. W samą porę: Per. z angielskiego. Just-in-Time dla operatorów (1998 Wydawnictwo Productivity Press). Wydanie drugie, poprawione. - M.: Instytut Studiów Strategicznych, 2008.48 7 not z zarządzania. najlepsze praktyki kierownictwo. M.: Ekspert RZS, 2008.

44. Kondratiew W.W. Projektujemy architekturę korporacyjną. Nawigator dla profesjonalistów. wyd. 2, dodaj. - M.: Eksmo, 2007.

45. Kaizen: Per. z angielskiego. Kaizen dla hali produkcyjnej (2002 Wyd. Productivity Press) -M.: Institute for Strategic Studies, 2007.

46. ​​​​Praca standaryzowana dla pracowników: Per. z angielskiego. Standardowa praca na hali produkcyjnej (1998 przez Productivity Press). M.: Instytut Studiów Strategicznych, 2008.

47. Kondratiev B.V., Kuzniecow M.H. Pokazujemy procesy biznesowe. Nawigator dla profesjonalistów. wyd. 2, dodaj. - M.: Eksmo, 2009.

48. Produkcja bez strat: Per. z angielskiego. Identyfikacja odpadów na hali produkcyjnej (2003, Productivity Press). M.: Instytut Kompleksowych Studiów Strategicznych, 2007.

49. Kanban / Per. z angielskiego. Wydanie drugie, poprawione. Moskwa: Instytut Złożonych Studiów Strategicznych, 2007.

50. Ogólna sprawność sprzętu: TRANS. z angielskiego. OEE dla operatorów: ogólna efektywność sprzętu (1999 przez Productivity Press). M.: Instytut Kompleksowych Studiów Strategicznych, 2007.

51. Mukhatdinov N.Kh. Konserwacja i naprawy sprzętu. Decyzje NKMK-NTMK-EVRAZ: podręcznik. dodatek / wyd. W.W. Kondratiewa, N.Ch. Mukhatdinova, A.B. Juriew. M.: INFRA-M, 2010. - 128 s. + SO-K. - (Kontrola produkcji).

52. Usprawnienia operacyjne. Rozwiązania systemu NTMK-EVRAZ: podręcznik, podręcznik / wyd. W.W. Kondratieva, A.B. Kusznariew. M.: INFRA-M, 2010. - 96 s. + SO-K. -(Kontrola produkcji). Materiał do publikacji przygotował: N.Kh. Muchatdinow i inni.

53. W. Svejkowski „Produkcja szyn” Wysoka jakość z wykorzystaniem kompaktowych stojaków uniwersalnych i technologii RailCool” Produkcja i technologia hutnicza, nr 2/2006, s. 50 - 56.

54. W.W. Shalaev i inni „Poprawa technologii i wyposażenia w walcowni sekcji” Swierdłowsk, 1963, s. 28 - 29.

55. Nikitin G.S. „Teoria ciągłego walcowania wzdłużnego” Moskwa, Wydawnictwo MSTU im. N.E. Bauman, 2009

56. G.S. Nikitin, AA Voskanyants, K.A. Kryukov „Obliczanie parametrów energetyczno-mocowych podczas walcowania na gorąco w grupie walcarek ciągłych”.

57. magister Golenkov, A.G. Zinyagin „Metoda obliczania czasu chłodzenia wyrobów walcowanych i wymiarów lodówek walcowni” // Produkcja zamówień w inżynierii mechanicznej. 2008. nr 11. s. 38-43.

58. A.Yu.Abdurashitov. O opracowaniu szyny o ulepszonym profilu. w sob. doniesienia naukowe - Nowokuźnieck: JSC VNIIZhT, 2010, 21s: chory.

59. Patent RF 2009133573, Sposób toczenia szyn 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. Patent RF 2130348, IPC B21V27/03, Rolka kompozytowa. OAO Czelabińsk Zakład Metalurgiczny „Mechel” // nr 97110025; grud. 20.06.2019; publikacja 20.05.1999;

61. Patent RF 2009133555, Metoda utwardzania powierzchni walców, Yuryev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Zakaulov E.G., Mezentsev A.V., Korneva J1.B.

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

63. Patent RF 2009125063, Metoda wytapiania stali, Yuryev A.B., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Kuznetsov E.P., Boikov D.V., Tyapkin E.S.

64. K.B. Grigorowicz, SS Szibajew. Wpływ technologii wytopu na czystość stali szynowej na wtrącenia niemetaliczne. sob. naukowy tr „Wtrącenia niemetaliczne w stali szynowej”. Jekaterynburg. Państwowe Centrum Naukowe Federacji Rosyjskiej JSC UIM. 2005.S. 74-86.

65. Patent RF 2010112169. Sposób wytapiania stali szynowej, Aleksandrov I.V., Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Boikov D.V., Kuznetsov E.P., Zakharova T.P.

66. Patent RF 2010107826, Metoda wytapiania stali szynowej, 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. Metalurgiczne aspekty poprawy jakości i niezawodności eksploatacji stali wysokowęglowej // Sob. Pracuje. Magnitogorsk, 2010

68. Patent RF 2010107828, Mieszanka tworząca żużel dla kadzi pośredniej, Mukhatdinov N.Kh., Kozyrev N.A., Botnev K.E., Boikov D.V., Tokarev A.V.

69. Patent RF 2010102265, Mieszanka żużlowa do ciągłego odlewania stali, N. Kh. Mukhatdinov, N.A. Kozyrev, D.V. Boikov, A.V. Tokarev, E.P. Kuznetsov, L.V.

70. Wniosek nr 2008115575, System kontroli poziomu metalu w formie, 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. i inne Maszyny i agregaty zakładów hutniczych. M.: Metalurgia, t. 3.1981, s. 304

73. Urządzenie do przenoszenia produktów walcowanych: patent 2129928. Rosja. B21B 39/00//RJ Metalurgia. -1999. Nr 10 - D34P.

74. Patent RF 2129928, IPC V21V39/00, Urządzenie do przenoszenia produktów walcowanych. Dubinsky F.S.; Dukmasow V.G.; Mukhatdinov N. Kh.; Pozdejew P.A. // nr 98105064; złożony 03.03.1998; wyd. 10 maja 1999;

75. Piece hutnicze. Atlas. M., Metalurgia, 1987

76. Taits N.Yu., Rosengard Yu.I. Metodyczne piece grzewcze, 1964, s.257-265

77. A.S. nr 1683383, F27B 9/30, wyd. 10.10.1996

78. Patent nr 2114185, S21D 9/00, F27B 13/00, wyd. 27.06.1998, BI nr 18

79. Zgłoszenie nr 2008115562, Piec grzewczy z chodzącym paleniskiem, Mukhatdinov N.Kh., Zudov A.F., Borodin V.V., Zlokazov C.V.

80. Patent RF 2009129777, Metoda kalibracji podwójnych mierników skośnych, 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. W sprawie poprawy niezawodności połączenia spawanego szyn hartowanych objętościowo ze stali elektrotechnicznej / A.B. Juriew, N.Ch. Muchatdinow, H.A. Kozyrew, L.W. Korneva, A.L. Nikulina // Stal. 2010r. - nr 2. - S. 72 - 78.

82. Pat. 2259416 RF, IPC C 22 C 38/24, 38/28, 38/46, 38/50. Stal szynowa / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, Yu D. Devyatkin i in. Nr 2003124407/02; grud. 08.04.2003; wyd. 27.08.2005, Bull. nr 24.

83. Pat. 2254380 RF, IPC C 21 C 7/00, 5/52. Sposób wytwarzania stali szynowej / Pavlov V. V., Kozyrev N. A., Godik L. A. i inni nr 2003136328/02; grud. 15.12.03; wyd. 20.06.2015, Byk. nr 17 (II część).

84. Pat. 2291221 RF, IPC C 22 C 38/46. Stal kolejowa / Pavlov V. V., Devyatkin Yu. D., Kozyrev N. A. i inni - wniosek nr 20051136. 05.04.2005; wyd. 01.10.2007, Bull. Nr 1.

85. Patent RF 2009149721, Stal szynowa, 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 AB, Mukhatdinov N. Kh., Atkonova O. P., Korneva L. V., Kozyrev N. A. Telewizja Prokopiewa

87. Patent RF 2009129786, Stal kolejowa, Yuriev AB, Mukhatdinov N. Kh., Stepashin

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

89. Patent RF 2009125070, Steel, Yuriev AB, 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, Stal szynowa, 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. Stal szynowa / Worożyszczow VI, Pavlov

93. V.V., Devyatkin Yu.D. i wsp. 2003124408/02; grud. 08.04.2003; wyd. 27.08.2005, Bull. nr 24.

94. Pat. 2241779 RF, IPC C 22 C 38/54, 38/58. Stal szynowa / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, E. A. Shur, itp. Nr 2003124404 02; grud. 04.08.03; wyd. 10 grudnia 2004, Bull. nr 34 (IV godzina).

95. Patent RF 2009142169, Metoda znakowania, Mokhov GV, Mukhatdinov N. Kh., Zakaulov EG, Mezentsev A.V., Korneva JI. W.

96. Mukhatdinov N.Kh., Główne kierunki rozwoju produkcji kolejowej w JSC „NKMK” / A.B. Juriew, N.Ch. Muchatdinow, H.A. Kozyrev, L.V. Korneva // Stal. 2010. -№ 1.-S. 99-100

97. Pat. 2259416 RF, IPC C 22 C 38/24, 38/28, 38/46, 38/50. Stal szynowa / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, Yu D. Devyatkin i in. Nr 2003124407/02; grud. 08.04.2003; wyd. 27.08.2005, Bull. nr 24.

98. Pat. 2254380 RF, IPC C 21 C 7/00, 5/52. Sposób wytwarzania stali szynowej / Pavlov V. V., Kozyrev N. A., Godik L. A. i inni nr 2003136328/02; grud. 15.12.03; wyd. 20.06.2015, Byk. nr 17 (i h.).

99. Pat. 2291221 RF, IPC C 22 C 38/46. Stal szynowa / Pavlov V. V., Devyatkin Yu. D., Kozyrev N. A. et al. 05.04.2005; wyd. 01.10.2007, Bull. Nr 1.

100. Pat. 2259418 RF, IPC C 22 C 38/48. Stal szynowa / Vorozhishchev V.I., Pavlov V.V., Devyatkin Yu.D. i in. 2003124408/02; grud. 08.04.2003; wyd. 27.08.2005, Bull. #24

101. Pat. 2241779 RF, IPC C 22 C 38/54, 38/58. Stal szynowa / V. I. Vorozhishchev, V. V. Pavlov, E. A. Shur, itp. Nr 2003124404 02; grud. 04.08.03; wyd. 10 grudnia 2004, Bull. nr 34 (IV godzina).

102. Mukhatdinov N.Kh Wyniki produkcji i jakości szyn JSC „NKMK” / V.V. Mogilny, N.Ch. Muchatdinow, H.A. Kozyrev // Transport przemysłowy XXI BeKa.2009.-N4.-C. 40-43.

103. Yu.P. Snitko, K.V. Grigorowicz, E.A. Szur. Wpływ wtrąceń niemetalicznych na właściwości zmęczeniowe szyn. Materiały jubileuszowej komisji kolejowej. 2002. Nowokuźnieck. s. 257-263.

104. K.V. Grigorovich, A.M. Arsenkin, A.S.Trushnikova i wsp. Wtrącenia niemetaliczne: ocena i prognoza trwałości eksploatacyjnej szyn. sob. naukowy tr.

105. Wtrącenia niemetaliczne w stali szynowej. Jekaterynburg. Państwowe Centrum Naukowe Federacji Rosyjskiej JSC UIM. 2005. S. 102-115.

Zamiar:

- skieruj koła PS w ruch;

Postrzegaj elastycznie przetwarzaj i przenoś obciążenia z kół na podstawę podtorową;

W obszarach z a / b służą jako przewodnik prądu sygnałowego, aw przypadku trakcji elektrycznej - moc wsteczna.

Klasyfikacja:

Szyny dzielą się na:

A) według typów P50, P65, P65k, P75 (rodzaj szyny określa masa jednego metra szyny, po literze P podstawiana jest zaokrąglona wartość kt).

R65k - walcowana do układania w zewnętrznych gwintach łuków o R≤550 m.

B) według kategorii jakości: B-najwyższa; T1 i T2 - wzmocnione termicznie; H - niewzmocniony cieplnie; (Kategoria zależy od częstotliwości stali szynowej, jej twardości, struktury, prostoliniowości szyn podczas produkcji itp.) SS - dla ruchu kombinowanego dużych prędkości; NE - niezawodność w niskich temperaturach; IE - szyny o podwyższonej odporności na zużycie.

C) przez obecność otworów na śruby: z otworami na obu końcach (2-3) lub bez otworów.

D) według metody wytopu stali: M - ze stali martenowskich, K - ze stali konwertorowej; E - ze stali elektrycznej.

E) według rodzaju początkowych półfabrykatów: z wlewków; z kęsów odlewanych w sposób ciągły (CWB).

Wymagania:

- Trwałość: mieć wystarczający moment bezwładności (I cm 4) i moment oporu (W cm 3), aby powstałe w szynach naprężenia zginające i skręcające nie przekraczały wartości dopuszczalnych.

-Trwałość: Stal szynowa musi mieć wysoką twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość.

- Wysoka wytrzymałość na zmęczenie kontaktowe.

Masa szyny, jej zarys (profil), jakość stali szynowej oraz cechy produkcyjne są ze sobą ściśle powiązane i zależą od obciążeń zestawów kołowych na szynie, prędkości i gęstości ładunku.

Stal szynowa: Skład chemiczny podano w tabeli. W gatunkach stali litery M, K, E- metody wytopu stali, liczby - średni udział masowy węgla w setnych częściach %. Litery Ф,С,Х,Т- odpowiednio stale stopowe wanad, krzem, chrom, tytan.

Skład chemiczny stali szynowej:

98% żelaza; Carbon - zwiększa wytrzymałość szyny na zginanie; mangan - twardość, wytrzymałość, odporność na zużycie; Krzem - twardość, odporność na zużycie; Fosfor - zimna kruchość; siarka - czerwona kruchość.

Wynalazek dotyczy metalurgii żelaza, w szczególności wytwarzania stali na szyny kolejowe o niezawodności w niskich temperaturach. Proponowana stal szynowa zawierająca składniki w następującym stosunku wagowym: węgiel 0,69 - 0,82, mangan 0,60 - 1,05, krzem 0,18 - 0,45, wanad 0,04 -0,10, azot 0,008 - 0,020, aluminium 0,005 - 0,020, tytan 0,003 - 0,010, wapń 0,002 -0,010, magnez 0,003 - 0,007, chrom 0,05 - 0,30, nikiel 0,05 - 0,30, miedź 0,05 - 0,30, siarka 0,005 - 0,010, fosfor nie więcej niż 0,025, żelazo - reszta, natomiast całkowita zawartość chromu, niklu a miedź nie przekracza 0,65% wag., a stosunek wapnia i siarki mieści się w zakresie 0,4 - 2,0 um. Rezultatem technicznym wynalazku jest możliwość wykonania szyn o podwyższonej udarności i niezawodności działania w niskich temperaturach do -60 o C. 1 tabela.

Wynalazek dotyczy dziedziny metalurgii żelaza, w szczególności produkcji stali na szyny kolejowe o niezawodności w niskich temperaturach. Znana stal o następującym składzie chemicznym, % wag.; 1. 0,65 - 0,85 C; 0,18 - 0,40 Si; 0,60 - 120 mln; 0,001 - 0,01 Zr; 0,005 - 0,040Al; 0,004 - 0,011 N; jeden pierwiastek z grupy zawierającej Ca i Mg 0,0005 - 0,015; 0,004 - 0,040 Nb; 0,05 - 0,30 Cu; Fe - odpoczynek. 2. 0,65-0,89°C; 0,18 - 0,65 Si; 0,60 - 1,20 mln; 0,004 - 0,030 N; 0,005 - 0,02 Al; 0,0004 - 0,005 Ca; 0,01 - 0,10V; 0,001 - 0,03 Ti; 0,05 - 0,40 Cr; 0,003 - 0,10 Mo; węgloazotki wanadu 0,005 - 0,08, natomiast wapń i glin są w stosunku 1: (4 - 13), Fe - reszta. Stale te przeznaczone są do produkcji szyn, w szczególności druga stal przeznaczona jest na szyny przeznaczone do eksploatacji na autostradach o zwiększonym natężeniu ruchu. Nie zapewniają one jednak wymaganych osiągów szyn w warunkach niskich temperatur klimatycznych, typowych dla rozległych rejonów Syberii. Najbliższa w istocie technicznej i osiągniętym wyniku do proponowanego jest stal o następującym składzie chemicznym (% wag.): 0,69 - 0,82 C; 0,45 - 0,65 Si; 0,60-0,90 mln; 0,004 - 0,011 N; 0,005 - 0,009 Ti; 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. Charakteryzuje się jednak niedostatecznie rozproszoną mikrostrukturą, która nie może zapewnić wymaganego poziomu udarności w niskich temperaturach (-60 o C). Ponadto zawartość siarki w tej stali może wynosić nawet 0,035%. W rezultacie w szynach występuje znaczna ilość linii siarczku manganu, co zmniejsza udarność szyn zarówno w kierunku wzdłużnym, jak i poprzecznym. Ze względu na to, że udarność koreluje z wytrzymałością zmęczeniową można przyjąć, że jej wartości w niskich temperaturach jednoznacznie korelują z niezawodnością niskotemperaturową, a szyny wykonane z tej stali nie posiadają wystarczającego zasobu wytrzymałości zmęczeniowej. Postawiono zadanie stworzenia stali szynowej, z której można produkować szyny o podwyższonej niezawodności eksploatacyjnej w niskich temperaturach, do -60 o C. Zadanie realizuje się dzięki temu, że stal szynowa zawierająca węgiel, mangan, krzem, wanad, azot, glin, tytan, wapń, magnez i chrom, dodatkowo zawiera nikiel i miedź w następującym stosunku składników,% wag.: Węgiel - 0,69 - 0,82 Mangan - 0,60 - 1,05 Krzem - 0,18 - 0,45 Wanad - 0,04 - 0,10 Azot - 0,008 - 0,020 Aluminium - 0,005 - 0,020 Tytan - 0,003 - 0,010 Wapń - 0,002 - 0,010
Magnez - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nikiel - 0,05 - 0,30
Miedź - 0,05 - 0,30
Siarka - 0,005 - 0,010
Fosfor - nie więcej niż 0,025
Żelazo - Odpoczynek
natomiast całkowita zawartość chromu, niklu i miedzi nie przekracza 0,65% wag. %, a stosunek wapnia do siarki mieści się w zakresie 0,4 - 2,0
Wprowadzenie niklu i miedzi do stali znacznie obniża temperaturę początku przemiany perlitu, gdy stal szynowa jest chłodzona ze stanu austenitycznego. W efekcie zauważalne jest wyrafinowanie struktury, a mianowicie wielkość kolonii perlitu, odległość międzylamelarna perlitu, a co za tym idzie, zmniejsza się grubość płyt cementytowych. Ponieważ w stali o strukturze perlitu lamelarnego udarność w dużej mierze zależy od wielkości kolonii perlitu i grubości płyt cementytowych, ich szlifowanie prowadzi do wzrostu udarności zarówno w temperaturach dodatnich, jak i ujemnych do -60 o C, a w konsekwencji do poprawy niezawodności szyn w niskich temperaturach. Gdy nikiel i miedź są wprowadzane do stali w ilościach poniżej 0,05%, nie mają zauważalnego wpływu na konstrukcję i udarność szyn. Jeżeli ilość niklu i miedzi przekracza po 0,3% lub łączna zawartość chromu, niklu i miedzi przekracza 0,65%, to w stali wraz ze strukturą perlitową tworzą się odcinki o strukturze bainitycznej. Udarność takiej stali o strukturze mieszanej jest znacznie zmniejszona. Stosunek wapnia i siarki, równy 0,4 - 2,0, zapewnia tworzenie zamiast ciągów siarczków manganu długich linii krótkich linii (Mn, Ca)S, kulistych siarczków wapnia i powłok siarczków wapnia na powierzchni glinianów wapnia. Globularyzacja siarczków zwiększa udarność w kierunku wzdłużnym i poprzecznym, zmniejsza anizotropię udarności. W związku z tym znacznie zmniejsza się ryzyko rozwoju pęknięć podczas eksploatacji szyn i zwiększa się ich niezawodność, zwłaszcza w niskich temperaturach. Jeżeli stosunek wapnia do siarki jest mniejszy niż 0,4, to nie ma globularyzacji siarczków i nie ma wzrostu wiązkości stali. Stosunek zawartości wapnia do siarki jest większy niż 2,0, trudno jest zapewnić przy istniejących technologiach wytopu, odsiarczania stali i wprowadzania do niej wapnia
Należy zauważyć, że ponieważ poziom udarności, zwłaszcza w niskich temperaturach, stali szynowej jest raczej niski, co jest związane z właściwościami jej składu chemicznego, tylko połączenie jednoczesny wpływ na rozdrobnienie mikrostruktury i skład i kształt siarczków znacznie zwiększa niezawodność niskotemperaturową szyn. Istotnymi różnicami proponowanej stali o zadeklarowanym stosunku składników są: wprowadzenie do stali niklu i miedzi o łącznej zawartości niklu, miedzi i chromu nie większej niż 0,65% oraz stosunku wapnia i siarki w zakresie 0,4 - 2.0. Zgodnie z informacjami dostępnymi w literaturze naukowo-technicznej, nikiel i miedź są zwykle wprowadzane do stali, w tym do stali szynowej, w celu zwiększenia jej hartowności i uzyskania struktury w pełni martenzytycznej, zwiększenia wytrzymałości i twardości stali. W niniejszym wynalazku nikiel i miedź wprowadza się do stali w celu udoskonalenia mikrostruktury i polepszenia ciągliwości. W literaturze nie znaleźliśmy danych na temat łącznego wpływu zglobularyzacji niklu i miedzi oraz siarczków na udarność i niezawodność w niskich temperaturach. W związku z powyższym zastrzegane rozwiązanie techniczne spełnia kryterium „nowości”. Przykłady konkretnej realizacji wynalazku podano w tabeli, która wskazuje skład chemiczny stali oraz właściwości szyn otrzymanych z tych stali. Z zaproponowanej stali i stali prototypowej w warunkach Huty Kuźnieck walcowano szyny kolejowe typu P65, które poddano obróbce cieplnej poprzez hartowanie wolumetryczne w oleju od 840 - 850 o C i odpuszczanie w 450 o C wg. zgodnie z instrukcją technologiczną obowiązującą w zakładzie. Wyniki podane w tabeli pokazują, że gdy nikiel i miedź wprowadza się do stali w takim stosunku, aby łączna ilość niklu, miedzi i chromu nie przekraczała 0,65%, a stosunek wapnia i siarki był w zakresie 0,4 - 2, 0, udarność stali w temperaturze 20 o C w kierunku wzdłużnym szyny wynosi 4,0 - 6,0 kgcm/cm 2 , w kierunku poprzecznym - 3,6 - 5,7 kgcm/cm 2 , wskaźnik anizotropii n = 0,90 - 0,98. W tych warunkach udarność stali na próbkach podłużnych w temperaturze -60 o C zawiera się w przedziale 2,0 - 2,7 kgcm/cm 2 . Gdy zawartość niklu i miedzi, całkowita zawartość niklu, miedzi i chromu, stosunek wapnia do siarki poniżej i powyżej określonych granic, wartości udarności i jej anizotropii nie różnią się znacząco od wartości tych parametrów dla stalowego prototypu. Według specyfikacje Szyny TU 14-1-5233-93 z KCU-60 nie mniej niż 2,0 kgcm/cm2 odnoszą się do szyn niezawodnościowych w niskich temperaturach. Zatem wytop proponowanej stali zwiększy produkcję szyn o podwyższonej niezawodności w niskich temperaturach dla regionów o niskich temperaturach klimatycznych. Źródła informacji
1. Uwierz. św. ZSRR N 1435650 M. klasa. C 22 C 38/16, 1987. 2. Pat. RF N 1633008 klasa M. C 22 C 38/16, 1989. 3. Aut. św. ZSRR N 1239164, klasa M. C 22 C 38/28, 1984.

Prawo

Stal szynowa zawierająca węgiel, mangan, krzem, wanad, azot, aluminium, tytan, wapń, magnez i chrom, charakteryzująca się tym, że dodatkowo zawiera nikiel i miedź w następującym stosunku wag.%:
Węgiel - 0,69 - 0,82
Mangan - 0,60 - 1,05
Krzem - 0,18 - 0,45
Wanad - 0,04 - 0,10
Azot - 0,008 - 0,020
Aluminium - 0,005 - 0,020
Tytan - 0,003 - 0,010
Wapń - 0,002 - 0,010
Magnez - 0,003 - 0,007
Chrom - 0,05 - 0,30
Nikiel - 0,05 - 0,30
Miedź - 0,05 - 0,30
Siarka - 0,005 - 0,010
Fosfor - nie więcej niż 0,025
Żelazo - Odpoczynek
natomiast całkowita zawartość chromu, niklu i miedzi nie przekracza 0,65% wag. %, a stosunek wapnia i siarki mieści się w zakresie 0,4 - 2,0.

Podobne patenty:

Wynalazek dotyczy metalurgii stali, w szczególności stali stosowanych w przemyśle stoczniowym i konstrukcji turbin hydraulicznych, na przykład do produkcji śrub napędowych i łopatek turbin hydraulicznych pracujących w środowisku korozyjnym (woda morska i słodka) pod wpływem znacznych statycznych i obciążenia cykliczne

Wynalazek dotyczy dziedziny metalurgii, w szczególności stali żaroodpornych i może być stosowany do wytwarzania rur odśrodkowych przeznaczonych do produkcji wężownic, rolek i innych części pieców rurowych pracujących w agresywnych środowiskach w wysokich temperaturach i ciśnieniach

Wynalazek dotyczy austenitycznej stali nierdzewnej zawierającej wtrącenia o wybranym składzie, otrzymywane arbitralnie, skład, w zależności od całkowitego składu stali, dobiera się tak, aby właściwości fizyczne wtrącenia te sprzyjały ich przemianie w stal na gorąco

Stal szynowa (~0,60–0,80% C) i stal kordowa o podobnym składzie wytapiane są w konwertorach tlenowych i piecach łukowych. Najtrudniejszym zadaniem przy produkcji tej stali jest uzyskanie odpowiednio niskiej zawartości fosforu podczas utleniania węgla do danego stężenia w stali. Aby rozwiązać ten problem, podejmuje się specjalne środki zgodnie z charakterystyką topienia w konwertorze lub piecu łukowym.

W konwertorze tlenowym z nadmuchem od góry lub nadmuchem kombinowanym od góry i od dołu, jak pokazano powyżej, odfosforowanie rozpoczyna się od pierwszych minut nadmuchu. Jednakże, gdy zawartość fosforu w żelazie jest wysoka, stopień defosforyzacji nie jest wystarczający do uzyskania akceptowalnej zawartości fosforu w stali przy zatrzymywaniu się przy określonej wysokiej zawartości węgla. Podobnie jak przy zawartości węgla ~0,6-0,9%, w trakcie topienia zawartość fosforu stabilizuje się, a nawet zaczyna wzrastać; spadek zawartości fosforu następuje dalej przy znacznie niższej zawartości węgla. Powoduje to trudności w odfosforowaniu przy produkcji stali wysokowęglowej. W przypadku topienia z zatrzymaniem procesu przy danej wysokiej zawartości węgla w stali, prowadzi to do konieczności pośredniego wyrębu konwertora w celu zmiany żużla poprzez jego zabranie i wprowadzenie nowego. To komplikuje proces, powoduje spadek wydajności, wzrost zużycia żużla i żeliwa.

Wycinkę konwertora do wymiany żużla przeprowadza się w różnych zakładach o zawartości węgla 1,2-2,5%. Przy wysokiej zawartości fosforu w żeliwie (0,20-0,30%), żużel jest zastępowany dwukrotnie przy zawartości węgla 2,5-3,0% i 1,3-1,5%. Po pobraniu żużla ze świeżo wypalonego wapna robi się nowy. Zawartość FeO w żużlu utrzymuje się na poziomie 12–18% poprzez zmianę poziomu dyszy nad kąpielą. W trakcie topienia dodaje się fluoryt w celu upłynnienia żużla - 5-10% masy wapna. W wyniku odfosforowania, pod koniec wdmuchiwania do zawartości węgla określonej w gotowej stali, zawartość fosforu w metalu wynosi ≤ 0,010–0,020%. Na wylocie do kadzi metal jest odtleniany dodatkami żelazokrzemu i aluminium. W tym przypadku bardzo ważną operacją jest odcięcie żużla konwertorowego. Jeśli dostanie się do kadzi, powoduje refosforyzację podczas procesu odtleniania, a zwłaszcza podczas obróbki pozapiecowej żużlem redukcyjnym do odsiarczania.

Upowszechniła się również technologia wytapiania stali szynowej i kordowej w konwertorach z wdmuchiwaniem do niskiej zawartości węgla (0,03–0,07%), a następnie nawęglania w kadzi ze specjalnie przygotowanymi nawęglaczami stałymi (koks naftowy, antracyt). zawartość węgla w stali jest przeprowadzana w oczyszczalni próżniowej.

Oczyszczanie metalu w konwerterze do niskiej zawartości węgla zapewnia głęboką defosforyzację. Konieczne jest jedynie zapewnienie niezawodnego odcięcia żużla na wylocie, aby zapobiec możliwości jego wpadnięcia do kadzi i w konsekwencji ponownej fosforyzacji.

Zastosowanie technologii wytopu stali w konwertorze z wydmuchem do niskiej zawartości węgla, a następnie nawęglanie w kadzi wymaga stosowania nawęglaczy czystych pod względem zawartości szkodliwych zanieczyszczeń i gazów, co wymusza ich specjalne przygotowanie, a czasem znaczne trudności. Trudno jest również uzyskać pożądaną zawartość węgla w wąskich granicach. Ogranicza to zastosowanie tej technologii.

Topienie w konwertorze stosowanym w niektórych zakładach, a następnie nawęglanie żeliwem wlewanym do kadzi przed wypuszczeniem wytopu z konwertora, nie znalazło szerokiego zastosowania. Wymaga to żeliwa, które jest wystarczająco czyste pod względem zawartości fosforu. Ostateczne nawęglanie odtlenionego metalu, w celu niezawodnego uzyskania zawartości węgla w wymaganych granicach, odbywa się za pomocą nawęglaczy stałych w procesie obróbki próżniowej.
W piecach łukowych stal szynowa i kordowa jest wytapiana zgodnie ze zwykłą technologią opisaną powyżej, stosując środki do intensywnego usuwania fosforu z metalu - dodatki Ruda żelaza do wypełnienia i na początku krótkiego okresu utleniania, z ciągłym usuwaniem żużla i jego odnawianiem dodatkami wapna. Obowiązkowe jest również zapobieganie przedostawaniu się żużla do kadzi odlewniczej.

Ze względu na niską zawartość tlenu w wysokowęglowej stali szynowej, wysoki stopień czystości pod względem wtrąceń tlenkowych można osiągnąć bez stosowania stosunkowo złożonej obróbki próżniowej poza piecem lub w piecu koszowym. Aby osiągnąć ten cel, wystarczy przedmuchać metal w pudełku gazem obojętnym. Ale jednocześnie żużel piecowy wchodzący do kadzi, aby uniknąć wtórnego utleniania metalu przez nią, nie powinien utleniać się. Dlatego przed taką obróbką pozapiecową przeprowadza się wytop stali szynowej w piecu łukowym ze wstępnym odtlenianiem metalu w piecu za pomocą krzemu i manganu, które są dodawane w postaci żelazokrzemu i żelazomanganu lub krzemomanganu. Żużel jest odtleniany za pomocą proszku koksu lub elektrody i granulowanego aluminium, a czasami za pomocą proszku żelazokrzemu, zanim zostanie spuszczony. Należy jednak pamiętać, że podczas odtleniania żużla, zwłaszcza krzemu, który powoduje powstawanie SiO2, zmniejsza się fosfor. Dlatego taka operacja jest dopuszczalna dopiero po dostatecznie głębokiej defosforyzacji z wymianą żużla i usunięciem fosforu z kąpieli. Ostateczne odtlenianie stali krzemem i aluminium odbywa się w kadzi podczas gwintowania. Następnie metal w kadzi jest przedmuchiwany gazem obojętnym w celu jego ujednorodnienia i przede wszystkim usunięcia przynajmniej części nagromadzeń (klastrów) wtrąceń Al2O3 powodujących rozwarstwienie w części roboczej główek szyn podczas ich eksploatacji. Konsekwencją tego rozwarstwienia może być całkowite oddzielenie blach laminowanych na główce szyny i jej przedwczesne zniszczenie.

Więcej efektywny sposób Aby zapobiec tworzeniu się rozwarstwień w stali szynowej, wytapianej zarówno w konwertorach, jak iw piecach łukowych, odbywa się obróbka ciekłego metalu w kadzi z wapniem. Jak pokazano, odbywa się to przez wprowadzenie do ciekłego metalu proszku krzemowapniowego osadzonego w drucie lub wdmuchiwanego w strumieniu gazu nośnego.