АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1 ПРОИЗВОДСТВО РЕЛЬСОВ 8
1.1 Основные требования, предъявляемые к свойствам рельсов и рельсовой
стали 8
1.2 Технология производства рельсов на универсальном рельсобалочном стане
12
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ СТАЛИ 16
ГЛАВА 3 ДЕФЕКТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО РОИЗВОДСТВА РЕЛЬСОВ .... 19
3.1 Дефекты выплавки и разливки рельсовой стали 19
3.1.1 Внутренние дефекты 21
3.1.2 Поверхностные дефекты 32
3.1.3 Отклонения размеров и формы 35
3.2 Дефекты нагрева и прокатки рельсовой стали 39
3.2.1 Дефекты нагрева 39
3.2.2 Дефекты прокатки 41
3.3 Дефекты термической обработки и отделки рельсов 48
3.3.1 Дефекты термической обработки 49
3.3.2 Дефекты отделки 51
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 53
4.1 Методы контроля и анализа дефектов 53
4.2 Анализ дефектов поверхности 54
4.3 Анализ внутренних дефектов 57
4.4 Анализ микроструктуры и твердости 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
В настоящее время основными производителями рельсового проката в России являются АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат», АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат » и ПАО «Челябинский металлургический комбинат».
Сортамент рельсового проката определяется в основном потребностями железнодорожной отрасли России. Главным потребителем рельсовой продукции на внутреннем рынке является ОАО «Российские железные дороги», объем поставок по заказам РЖД составляет 94 - 95 %. Рельсовая продукция
отечественных производителей так же поставляется в страны ближнего зарубежья и Ближнего востока.
Развернутая длина главных путей ОАО «РЖД» является одной из самых протяженных в мире и составляет свыше 124 тыс. км, на которых уложено по разным оценкам от 21 до 24 млн. т рельсов, а доля стоимости рельсов в общем объеме работ по капитальному ремонту пути составляет от 40 до 70 %. Поэтому вопросам повышения качества и эксплуатационной стойкости рельсов посвящено большое количествоисследований как в России, так и за рубежом.
Одним из наиболее эффективных способов повышения эксплуатационной стойкости рельсов является их термическая обработка. В настоящий момент лидерами в производстве рельсов, обеспечивающими наилучшие показатели эксплуатационной стойкости являются производители Японии
(NipponSteel&SumimotoMetallcorp.), Франции (TataSteel) и Австрии (VoestalpineSchienen). Применяемые ими технологии отличаются по способу нагрева под закалку, химическому составу рельсовой стали, видам закалочных сред, но общим для всех ведущих мировых производителей является дифференцированная по сечению термическая обработка рельсов, которая обеспечивает получение закаленной головки и структуру горячекатаного металла в шейке и подошве рельсового профиля. Такое распределение оказывает положительное влияние на эпюру остаточных напряжений, которые, в свою очередь существенно влияют на эксплуатационную стойкость рельсов.
В последние годы в России произведено существенное обновление технологических мощностей по производству рельсов: проведена масштабная реконструкция рельсового производства на АО «ЕВРАЗ ЗСМК», построен новый рельсобалочный цех в ПАО «ЧМК». Новое оборудование указанных выше рельсовых производств учитывает современные тенденции и позволяет производить длинномерные (длиной до 100 м) дифференцированно термоупрочненные рельсы с использованием тепла прокатного нагрева и новых экологически чистых охлаждающих сред.
Настоящая работа посвящена основополагающей задаче производства рельсов - качеству рельсовой стали. Концепция работы включала систематизацию, подробное описание и обоснование причин возникновения и способов борьбы с дефектами металлургического производства рельсов. Работа содержит материалы по действующей на ПАО «ЧМК» технологии и представляет по сути идентификатор дефектов.
В работе представлено подробное описание металлургических дефектов, их морфологических и генетических признаков, способов борьбы и предупреждения.
Описаны применяемые на предприятии методы контроля и анализа дефектов рельсового проката.
Проведен анализ поверхностных дефектов. По результатам анализа дефект был классифицирован как кристаллизационная трещина. Установлено, что причиной данного дефекта, стала деформация заготовки в результате ее контакта с заклиненными поддерживающими роликами кристаллизатора.
С целью исключения образования кристаллизационных трещин в НЛЗ и рельсах были сделаны следующие рекомендации:
1) изъять из эксплуатации непроектные игольчатые подшипники, применяемые при сборке поддерживающих роликов кристаллизаторов МНЛЗ;
2) установить максимально-допустимый износ гильз в нижней части не более 0,5 % на сторону.
Проведен анализ внутренних дефектов рельсов, обнаруженных при ультразвуковом контроле. В дефектной зоне были обнаружены строчки неметаллических включений. На растровом электронном микроскопе был исследован химический состав оного из включений. По результатам анализа было установлено, что дефект образовался путем попадания частиц шлакообразующей смеси кристаллизатора в металл.
