ВВЕДЕНИЕ 6
1. Литературные данные 8
1.1 Требования к рельсовой стали 8
1.2. Технология выплавки рельсовой стали 9
1.2.1 Выплавка в кислородном конвертере 9
1.2.2 Раскисление, легирование, наводка шлака при сливе металла из конвертера в сталеразливочный ковш
1.2.3 Обработка металла на агрегате комплексной обработки стали 11
1.2.4 Вакуумирование и очистительная продувка аргоном 11
1.2.5 Разливка стали на МНЛЗ. Конструктивные и технологические особенности
1.2.6 Охлаждение и нагрев заготовки перед прокаткой 14
2. Содержание расчетно-пояснительной записки 15
2.1. Оборудование для выплавки, внепечной обработки и разливки рельсовой стали
„.............. 24
2.2. Сортамент рельсовой стали
2.3. Качество, дефекты и неметаллические включения в рельсовой 29 стали.
- - 31
2.4. Механические свойства рельсовой стали
39
2.4.1 Объемная закалка рельсов 39
2.4.2 Поверхностная закалка рельсов 55
2.4.3 Поверхностная закалка рельсов с помощью 60 высокоэнергетических источников
2.4.4 Термоциклическая обработка 61
ВЫВОДЫ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65
ПРИЛОЖЕНИЯ 69
В 70-80-е годы прошлого века Россия занимала фактически лидирующие позиции в мире по уровню технологий, используемых при производстве рельсов. В этот период основные научные центры, занимающиеся вопросами производства рельсов, были сконцентрированы в Москве (Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта, Центральный научно-исследовательский институт черных металлов им. Бардина), на Урале (Уральский научноисследовательский институт черных металлов) и на Украине (Украинский научно-исследовательский институт металлов). Непосредственное производство рельсов реализовывалось на заводах «Азовсталь», Нижнетагильском металлургическом комбинате (НТМК), Кузнецком металлургическом комбинате (КМК), Днепровском металлургическом заводе им. Дзержинского (ДМ3).
Протяженность российских железных дорог составляет 124 тыс. км, при этом на них уложено порядка 20 млн. т рельсов. Из всего объема производимой в России на ОАО «НКМК» и «НТМК» рельсовой продукции большая часть приходится на железнодорожные рельсы типа Р65, доля которых составляет 94,5 % в общей протяженности главных путей железных дорог России. Основными потребителями отечественной рельсовой продукции являются 17 железных дорог России, Новосибирский и Муромский стрелочные заводы, страны СНГ, Средней Азии, Балтии, Белоруссия.
Известно, что интенсивное развитие промышленности сопровождается ужесточением требований к эксплуатационной безопасности железнодорожного транспорта. Учитывая промышленный рост доли перевозок с одновременным повышением удельной нагрузки на ось колесной пары и средней скорости движения, разработка мероприятий, направленных на повышение надежности эксплуатации подвижного состава, является актуальной проблемой.
Надежная работа железных дорог во многом определяются качеством и эксплуатационной стойкостью основного элемента железнодорожного пути - рельсов, при этом широкий спектр требований, предъявляемых в связи с этим к качеству железнодорожных рельсов, требует внедрения новых технологий производства и упрочнения рельсов. Актуальность проблемы повышения эксплуатационных свойств рельсов обусловлена тем, что дальнейшее развитие железнодорожного транспорта предъявляет все возрастающие требования к качеству рельсовой стали. Увеличение интенсивности движения и грузонапряженности вызывает необходимость дальнейшего повышения надежности и эксплуатационной стойкости рельсов и обусловливает более высокий уровень требований к ним по твердости, контактно-усталостной прочности, сопротивлению образования контактно-усталостных дефектов и хрупкому разрушению.
Целью данной научно-исследовательской работы является изучение технологий производства рельсовой стали для скоростных дорог.
Для достижения этой цели были выполнены следующие задачи:
— были изучены исходные данные к проекту, включающие
литературные данные и патентный поиск;
— были рассмотрены: оборудование для выплавки, внепечной обработки и разливки рельсовой стали; качество, дефекты и неметаллические включения в рельсовой стали; механические свойства рельсовой стали.
Для наглядности представлен графический материал включающий схемы оборудования для выплавки, внепечной обработки и разливки рельсовой стали для скоростных железных дорог.
Повышение эксплуатационной стойкости рельсов представляет собой комплексную проблему, и ее решение, безусловно, зависит от всего технологического цикла производства рельсов, включая технологию выплавки, прокатки, термической обработки и отделки, а также во многом определяется уровнем контроля, степенью автоматизации.
Оценивая в целом технологию производства отечественных рельсов, нужно признать, что она по некоторым параметрам существенно отстает от передового опыта зарубежных производителей.
В условиях постоянно растущих скоростей движения составов и грузонапряженности железных дорог, достигнутый в настоящее время на ОАО «НКМК» и ОАО «НТМК» качественный уровень рельсовой продукции является, тем не менее, недостаточным.
Для достижения высокого качества рельсов, необходима технология производства рельсовой стали и дифференцированной закалки. Такая технология должна обеспечивать дифференцированную прочность по сечению рельса, высокие сопротивление контактной усталости, износостойкость, степень прямолинейности и низкий уровень остаточных напряжений. При разработке технологии, необходимо учитывать возможность производства рельсов до 50-100 , а также рельсов различных категорий, в том числе, предназначенных для работы в кривых участках малого радиуса и суровых климатических условиях.
В ходе выполнения работы был выполнен патентный поиск, изучена специальная литература. Были рассмотрены оборудование для выплавки, внепечной обработки и разливки рельсовой стали, изучены ее механические свойства, качество, дефекты и неметаллические включения. В результате, была изучена технология производства рельсовой стали для скоростных дорог и, таким образом, цель данной работы была выполнена.
