Опробована новая оптимизированная технология производства рельсов

ЦНИИчермет им. И.П. Бардина совместно с металлургическими предприятиями и производителем рельсов проработал технологические аспекты производства рельсов длиной 100 м.

Производители рельсов предъявляют повышенные требования к качеству непрерывнолитых стальных заготовок: от этого зависит конкурентоспособность рельсов на российском и зарубежном рынке. При этом учитываются требования крупнейших заказчиков: РЖД и КТЖ (Казахстанские железные дороги). В рамках исполнения этих требований ЦНИИчермет им. И.П. Бардина совместно с Металлоинвестом, одной из ведущих горно-металлургических компаний, провел масштабную работу по проработке технологических аспектов производства непрерывнолитых рельсовых заготовок и самих рельсов. Со стороны Металлоинвеста в работе участвовали специалисты металлургических предприятий, входящих в компанию: ОЭМК и Уральская Сталь. Со стороны производителя рельсов – Актюбинский рельсобалочный завод.

Перед экспертами была поставлена задача: достигнуть высокие результаты по выходу годной непрерывнолитой заготовки и качественных 100-метровых рельсов. Решение этого вопроса помогает повысить пропускную способность и грузоподъемность ж.д. и соответствует мерам поддержки Минпромторгом России производителей ж.д. продукции. В ходе исследования выявили основные дефекты при производстве рельсов, которые уменьшали выход годной продукции на 30%: бейнитно-мартенситные включения в шейке и головке рельса, несплошности и неметаллические включения. Изучили влияние технологических параметров выплавки и непрерывной разливки на качество непрерывнолитых заготовок и исследовали качество макро- и микроструктуры готовых рельсов. Также провели эксперименты по оценке влияния качества исходной заготовки на образование бейнитно-мартенситной структуры в рельсах, параметров прокатки и скорости охлаждения металла рельсов.

На основании полученных результатов была рекомендована оптимальная технология производства непрерывнолитых заготовок и прокатки рельсов. Были оптимизированы технологические параметры выплавки полупродукта в дуговой печи, определены материалы для раскисления стали и технологические параметры внепечной обработки стали, разработаны температурно-скоростные режимы непрерывной разливки, режимы вторичного охлаждения слитка, разработаны составы ассимилирующей шлакообразующей, рафинирующей и теплоизолирующей смесей, выданы рекомендации по оптимизации технологии проката рельсов.

Эту технологию опробовали в промышленных масштабах на плавках стали марки Э76Ф непрерывнолитых заготовок с контролем параметров на всех этапах производства. Исследование макроструктуры непрерывнолитых заготовок показало, что степень развития осевой химической неоднородности и центральной пористости соответствует требованиям технического задания. Под контролем и с учетом рекомендаций специалистов ЦНИИчермет им. И.П. Бардина провели прокатку этих заготовок на Актюбинском рельсобалочном заводе. Механические свойства и структура изготовленных рельсов марки Р65 категории ДТ 350 соответствовали принятым стандартам, выход годных рельсов повысился до 97,5 – 100%.

Также совместно с Новосибирским институтом инженеров железнодорожного транспорта были разработаны технологии сварки рельсов: качество металла сварного шва стало не уступать качеству металла рельса. Поставленные перед экспертами задачи были решены: рельсы соответствуют требованиям РЖД и Казахстанских железных дорог.

Денис Овчаренко

ГНЦ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» подведомственное учреждение Минпромторга России, комплексный научно-исследовательский центр по созданию металлургических технологий и металлических материалов. ЦНИИчермет разработал 500 новых марок сталей и сплавов и 300 прецизионных сплавов. Институт - правообладатель 74 патентов на изобретение и 5500 ТУ.