АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА КАЛИБРОВКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АСИММЕТРИЧНЫХ РЕЛЬСОВЫХ ПРОФИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ УНИВЕРСАЛЬНОГО РЕЛЬСОБАЛОЧНОГО СТАНА

Анализ развития железнодорожного путевого хозяйства позволил выявить тенденцию постоянного повышения требований к качеству железнодорожных переводов, являющихся наиболее быстроизнашивающимися элементами верхнего строения рельсового пути. При этом основными причинами несоответствия качества остряковых переводов требованиям стандартов являются неудовлетворительная геометрия и разброс величин остаточных напряжений в исходных заготовках – остряковых рельсах. Асимметричный профиль остряковых рельсов значительно усложняет технологию их производства, особенно при использовании для их прокатки универсальных клетей. В  представленной работе рассмотрены теоретические и технологические аспекты освоения производства остряковых рельсов типа ОР65 на новом универсальном рельсобалочном стане АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Несовершенство контрактной калибровки поставщика оборудования рельсобалочного стана, обусловившее невозможность ее применения для массового производства остряковых рельсов, привело к необходимости разработки новой усовершенствованной схемы прокатки. Отличительными особенностями нового способа прокатки остряковых рельсов является интенсифицированный режим обжатий в первой обжимной клети, снижение числа проходов во второй обжимной клети и применение разрезного рельсового наклонного калибра с разъемами по диагонали взамен разрезного рельсового калибра закрытого типа. При этом возможность интенсификации режима деформации предварительно обоснована расчетами усилия прокатки, проведенными с ис- пользованием ранее разработанной методики. Внедрение нового режима прокатки рельсов ОР65 позволило повысить производительность стана на 39,8  т/ч и уменьшить отбраковку готовых рельсов по пленам прокатного происхождения на 0,5  %. Проведенный анализ процессов течения металла и формирования чистового профиля остряковых рельсов при прокатке в универсальных клетях показал, что оформление ширины подошвы профиля рельса происходит за счет свободного уширения металла при деформации этого элемента. В результате указанной особенности выполнение необходимой ширины подошвы профиля рельса зависит от многих технологических параметров и не может быть предварительно спрогнозировано с высокой степенью точности. Опыт промышленной прокатки остряковых рельсов на рельсобалочном стане АО «ЕВРАЗ ЗСМК» показал, что достижимая точность размеров элементов прокатных профилей составляет ±1,0  мм. При этом согласно действующей отечественной нормативной документации на производство остряковых рельсов высшего и первого сорта предельные допуски на ширину короткого плеча подошвы установлены в пределах ±0,3 и ±0,5 мм соответственно. Таким образом, выполнение этого требования представляется невозможным.

калибровка валков, режим прокатки, рельсовые профили, остряковые рельсы, дефекты поверхности, технико-экономические показатели производства

1. Stalinskii D.V., Rudyuk A.S. Production and Quality of Rails // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 5. Рp. 73 – 77.

2. Samoilovich Yu.A. Possibility of producing railway rails with increased strength and minimum buckling // Metallurgist. 2012. Vol. 55. No.11. Рp. 903 – 911.

3. Sinel’nikov V.A., Filippov G.A. Technological Aspects of Improving the Quality and Service Properties of Railroad Rails // Metallurgist. 2001. Vol. 45. No. 9. Рp. 403 – 407.

4. Golovatenko A.V., Umansky A.A., Dorofeev V.V. Analysis of the main trends in the development of rail production in Russia and abroad // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. No. 150. 012002 S.

5. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов высокого качества с использованием компактных универсальных клетей и технологий Rail Cool. Металлургическое производство и техно- логия (МРТ) // Черные металлы. 2006. № 2. С. 50 – 56.

6. Никитина Л.А. Состояние и перспективы развития производства проката в России и за рубежом. Ч. IV // Производство проката. 2000. № 11. С. 2 – 10.

7. Смирнов В.К., Бондин А.Р., Михайленко А.М. Исследование прокатки рельсов в универсальных клетях // Производство проката. 2002. № 12. С. 24 – 30.

8. Коган А.Г., Шур Е.А. Перспективы повышения качества остряковых рельсов // Сборник трудов юбилейной рельсовой комиссии ОАО «КМК». 2002. С. 42 – 48.

9. Stammbach R. Das Walzen von Tragern und Shinen ant Triogerusten der Kontintraseum Universalwalzmverfahren // Der Kalibreur. 1968. No. 9.

10. Lassent A. Le train a’poutrelles et a’rails de l’usine d’hagauge (SASILOR) // Revue de metallurge. 1974. Vol. 11. No. 10. Рp. 733 – 748.

11. Mennel G. Schienenwalzung in Universal Gerust der Modernisienung der Strap Hagange // Der Kalibreur. 1981. No. 35. Рр. 15 – 16.

12. Kinoshita K., Hattozi M., Hagashiga H., Isozumi K. On reconctraction of Rail Mill and Newly – developed rails of Nippon Steel Corparation // Nipon: Steel Technical Report Overseas. 1973. No. 3.

13. Svejkovsky U. Newest technologies for economical sections production // AISE Steel Technology. 2002. No. 2. Рp. 33 – 39.

14. Frank E. Former. Steel Dynamics Commissions Its New Structural and Rail Division // AISE Steel Technology. 2002. No. 11-12. Рp. 27 – 35.

15. Desvallees J., Faessey A., Gouth G., Mennel G. Universal rolling of rails – State of the art // Iron and steel engineer. 1987. March. Рp. 25 – 31.

16. Shilov V.A., Shvarts D.L., Litvinov R.A. Shaping of metal when rolling rails in universal grooves // Steel in Translation. 2008. Vol. 38. No. 3. Рp. 214 – 216.

17. Shvarts D.L. Rolling of rail profiles in a universal groove. Part 1 // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 6. Рp. 430 – 435.

18. Shvarts D.L. Rolling of rail profiles in a universal groove. Part 2 // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 7. Рp. 499 – 502.

19. Shilov V.A., Shvarts D.L., Skosar’ E.O. Aspects of the rolling of long rails on a universal rail-beam mill // Metallurgist. 2016. Vol. 60. Iss. 3. Рp. 260 – 266.

20. Golovatenko A.V., Umansky A.A., Kadykov V.N. Improvement of rolling modes of long length rails on the universal rail and structural steel mill “EVRAZ ZSMK” // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. No. 150. Рр. 12 – 28 .

21. Уманский А.А., Головатенко А.В., Кадыков В.Н. Разработка методики прогнозирования сопротивления деформации рельсо- вой стали при изменяющихся условиях прокатки // Инновации в материаловедении и металлургии. Материалы IV Международной интерактивной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2015. С. 199 – 202.

22. Umansky A.A., Golovatenko A.V., Kadykov V.N., Dumova L.V. Development of mathematical models and methods for calculation of rail steel deformation resistance of various chemical composition // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. No. 150. Р. 012029.