blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2021-7-484-487blackmet-2146Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESВзаимодействие расплава рельсовой стали с огнеупорной футеровкойInteraction of rail steel melt with refractory lininghttps://orcid.org/0000-0001-9317-6491ГригорьевА. М.Grigor’evA. М.

Антон Михайлович Григорьев, аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов

119049, Москва, Ленинский пр., 4

Anton М. Grigor’ev, Postgraduate of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection

4 Leninskii Ave., Moscow 119049

antonmgrigoryev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5669-4262ГригоровичК. В.GrigorovichK. V.

Константин Всеволодович Григорович, академик РАН, доктор технических наук, профессор кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», заведующий лабораторией диагностики материалов, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

119049, Москва, Ленинский пр., 4; 119991, Москва, Ленинский пр. 49

Konstantin V. Grigorovich, Academician, Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection, National University of Science and Technology “MISIS”, Head of the Laboratory of Materials Diagnostics, Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

4 Leninskii Ave., Moscow 119049; 49 Leninskii Ave., Moscow 119991

https://orcid.org/0000-0002-9743-5996ЕмA. Ю.EmА. Yu.

Антон Юрьевич Ем, аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», инженер-исследователь лаборатории диагностики материалов, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

119049, Москва, Ленинский пр., 4; 119991, Москва, Ленинский пр. 49

Anton Yu. Em, Postgraduate of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection, National University of Science and Technology “MISIS”, Research Engineer of the Laboratory of Materials Diagnostics, Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

4 Leninskii Ave., Moscow 119049; 49 Leninskii Ave., Moscow 119991

tony.yem1994@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0810-4088МорозовА. О.MorozovA. O.

Антон Олегович Морозов, аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», инженер-исследователь лаборатории диагностики материалов, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

119049, Москва, Ленинский пр., 4; 119991, Москва, Ленинский пр. 49

Anton O. Morozov, Postgraduate of the Chair of Metallurgy of Steel, New Production Technologies and Metal Protection, National University of Science and Technology “MISIS”, Research Engineer of the Laboratory of Materials Diagnostics, Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

4 Leninskii Ave., Moscow 119049; 49 Leninskii Ave., Moscow 119991

morozov-morozov.an@yandex.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology “MISIS”Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»; Институт металлургии и материаловедения им А.А. Байкова РАНРоссияNational University of Science and Technology “MISIS”; Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of SciencesRussian Federation202126082021647484487Copyright © Григорьев А.М., Григорович К.В., Ем A.Ю., Морозов А.О., 20212021Григорьев А.М., Григорович К.В., Ем A.Ю., Морозов А.О.Grigor’ev A.М., Grigorovich K.V., Em А.Y., Morozov A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2146

Известно, что на свойства рельсового металла отрицательно влияют недеформируемые неметаллические включения, содержащие оксиды алюминия. Поэтому в рельсовых марках стали содержание алюминия ограничено величиной 0,004 % (по массе). Алюминий может попадать в металл из шихтовых материалов и огнеупорной футеровки. В данной работе произведен анализ влияния химического состава огнеупорных материалов, применяемых при производстве рельсовой стали на одном из отечественных предприятий, на качество стали. Для определения основных типов неметаллических включений, образующихся в рельсовых сталях марки Э76Ф, был произведен фракционный газовый анализ проб, отобранных на технологических этапах производства. Установлено, что состав шлака после вакуумирования меняется незначительно, при этом большую часть неметаллических включений, находящихся в рельсовом металле, представляют алюминаты.

The rail steel properties are adversely affected by rigid non-metallic inclusions, containing aluminum oxides. Therefore, aluminum content is limited to 0.004 % wt. in rail steel grades. Aluminum can get into steel from charge materials and refractory lining. In this work, we’ve analyzed how the chemical composition of refractories used in rail steel making influence steel quality on example of one domestic enterprise. To determine the main types of non-metallic inclusions created in E76F rail steels, we have performed fractional gas analysis of the samples taken in various process steps. It was found that the slag composition after degassing changes insignificantly, while the most part of non-metallic inclusions in rail steel is represented by aluminates.

производство сталирельсовая стальфутеровканеметаллические включенияsteel productionrail steelrefractory liningnon-metallic inclusionsReferencesКозырев Н.А., Протопопов Е.В., Уманский А.А., Бойков Д.В. Совершенствование технологии раскисления и внепечной обработки рельсовой электростали с целью повышения качества рельсового проката // Известия вузов. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 10. С. 721–727. http://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-10-721-727Kozyrev N.A., Protopopov E.V., Umanskii A.A., Boikov D.V. Improved deoxidation technologies and secondary treatment of rail electric steel in order to improve the quality of railway rolling. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, vol. 58, no. 10, pp. 721–727. (In Russ.). http://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-10-721-727Lind M. Mechanism and kinetics of transformation of aluminia inclusions in steel by calcium treatment: Doctoral Thesis. Helsinki University of Technology Publications in Materials Science and Engineering. Helsinki, 2006. 89 p.Lind M. Mechanism and kinetics of transformation of aluminia inclusions in steel by calcium treatment: Doctoral Thesis. Helsinki University of Technology Publications in Materials Science and Engineering, 2006, 89 p.Смирнов Л.А., Дерябин А.А., Добужская А.Б. Повышение качества отечественных железнодорожных рельсов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2005. № 6. С. 43–49.Smirnov L.A., Deryabin A.A., Dobuzhskaya A.B. Improving quality of domestic railway rails. Chernaya metallurgiya. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information. 2005, no. 6, pp. 43–49. (In Russ.).Корнева Л.В., Юнин Г.Н., Козырев Н.А., Атконова О.П., Полевой Е.В. Сравнительный анализ показателей качества рельсов ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» и зарубежных производителей // Известия вузов. Черная металлургия. 2010. № 12. С. 38–42.Korneva L.V., Yunin G.N., Kozyrev N.A., Atkonova O.P., Polevoi E.V., Comparative analysis of rail product quality indexes of JSC “Novokuznetsk metallurgical plant” and foreign manufacturers. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2010, no. 12, pp. 38–42. (In Russ).Hu Y., Zhou L., Ding H.H., Lewis R., Liu Q.Y., Guo J., Wang W.J. Microstructure evolution of railway pearlitic wheel steels under rolling-sliding contact loading // Tribology International. 2021. Vol. 154. P. 1–12. http://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106685Hu Y., Zhou L., Ding H.H., Lewis R., Liu Q.Y., Guo J., Wang W.J. Microstructure evolution of railway pearlitic wheel steels under rolling-sliding contact loading. Tribology International. 2021, vol. 154, pp. 1–12. http://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106685Liu P., Quan Y., Wan J., Yu L. Experimental investigation on the wear and damage behaviors of machined wheel-rail materials under dry sliding conditions // Materials. 2021. Vol. 14. No. 3. Article 540. http://doi.org/10.3390/ma14030540Liu P., Quan Y., Wan J., Yu L. Experimental investigation on the wear and damage behaviors of machined wheel-rail materials under dry sliding conditions. Materials. 2021, vol. 14, no. 3, article 540. http://doi.org/10.3390/ma14030540Wijk O., Brabie V. The purity of ferrosilicon and its influence on inclusion cleanliness of steel // ISIJ International. 1996. No. 36. P. 132–135. https://doi.org/10.2355/isijinternational.36.suppl_s132Wijk O., Brabie V. The purity of ferrosilicon and its influence on inclusion cleanliness of steel. ISIJ International. 1996, no. 36, pp. 132–135. https://doi.org/10.2355/isijinternational.36.suppl_s132Zhao K.-W., Zeng J.-H., Wang X.-H. Nonmetallic inclusion control of 350 km/h high speed rail steel // Journal of Iron and Steel Research International. 2009. Vol. 16. No. 3. P. 20–26. http://doi.org/10.1016/S1006-706X(09)60038-8Zhao K.-W., Zeng J.-H., Wang X.-H. Nonmetallic inclusion control of 350 km/h high speed rail steel. Journal of Iron and Steel Research International. 2009, vol. 16, no. 3, pp. 20–26. http://doi.org/10.1016/S1006-706X(09)60038-8Grigorovich K., Komolova O., Terebikina D. Analysis and optimization of ladle treatment technology of steels processing // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50. No. 6. P. 574‒580.Grigorovich K., Komolova O., Terebikina D. Analysis and optimization of ladle treatment technology of steels processing. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015, vol. 50, no. 6. pp. 574–580.Григорович К.В., Красовский П.В., Исаков С.А., Горохов А.А., Крылов А.С. Обработка и интерпретация результатов фракционного газового анализа // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2002. Т. 68. № 9. С. 3‒9.Grigorovich K.V., Krasovskij P.V., Isakov S.A., Gorokhov A.A., Krylov A.S. Data processing and interpretation of the results of fractional gas analysis. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2002, no. 9, pp. 3–9 (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.