ВОПЛОЩЕНИЕ ИДЕЙ АКАДЕМИКА И.П.БАРДИНА В РАЗВИТИИ РЕЛЬСОВОГО ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ
© Юнин Геннадий Николаевич, заместитель сопредседателя НП «Рельсовая комиссия» Юрьев Алексей Борисович, управляющий директор ОАО НКМК Россия, 654010, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, пл. Побед,1 Тел.: + 7 (3843) 79 22 20, e-mail: pcn@nkmk.ru
Статья поступила 17.11.2008 г.
Рассмотрена роль И.П.Бардина в создании Новокузнецкого металлургического комбината.
Приведены технические характеристики рельсов производства НКМК и НТМК, а также представлена перспектива реконструкции данных комбинатов.
Ключевые слова: железнодрожные рельсы, эксплуатационная стойкость, вязкость разрушения, износостойкость, контактная выносливость.
Имя И.П.Бардина особенно дорого кузнецким металлургам и, в первую очередь, работникам Новокузнецкого металлургического комбината - предприятия, созданного на базе легендарного Кузнецкого металлургического комбината, в полной мере сохранившего и продолжающего традиции, заложенные великим инженером и ученым.
В должности главного инженера Кузнецкстроя М.П.Бардин осуществлял техническое руководство строительством завода, был первым главным инженером КМК, заложив на комбинате традиции высокой инженерной культуры, творческого подхода и опоры на научные знания при решении задач по совершенствованию металлургических процессов. Воплощение этих традиций - в достижениях коллектива инженерно-технических работников и всех трудящихся Новокузнецкого металлургического комбината, входящего в состав ЕвразХолдинга, в области производства железнодорожных рельсов. В своей последней работе «Вопросы производства и исследования железнодорожных рельсов», опубликованной в 1960 г., И.П.Бардин отметил, что для удовлетворения требований потребителя (т.е. железных дорог) по увеличению долговечности рельсов с пропуском 400-600 млн т груза на кривых участках пути и 800 млн - 1 млрд т груза на прямых необходимо сделать новый качественный скачок вперед, поднять производство и эксплуатацию рельсов на новый, более высокий технический уровень.
В течение 40 С лишним лет после этих слов ученые и инженеры-специалисты в области производства и эксплуатации рельсов много сделали по совершенствованию технологии производства и повышению их качества. Самые крупные мероприятия: переход на выпуск рельсов длиной 25 м вместо 12,5 м; внедрение (впервые в мире) термоупрочнения рельсов методом объемной закалки в масле; совершенствование технологии раскисления рельсовой стали путем применения комплексных раскислителей, содержащих ванадий. Все эти мероприятия дали значительное повышение эксплуатационной стойкости и надежности отечественных рельсов, выведя их к концу 1970-х годов на первое место в мире.
Однако необходимо отметить, что те рубежи работоспособности рельсов, о которых говорил И.П.Бардин, не были достигнуты, потому что все новшества совершались в рамках устаревшего мартеновского производства стали с разливкой в слитки. Бардин же говорил о необходимости скачка на новый, более высокий технический уровень. <л Этот скачок был совершен в последнее десятиле-
° тие на Новокузнецком и Нижнетагильском металлур-- гических комбинатах, когда качество рельсов стало доминирующим в вопросах выживаемости, особенно | для НКМК, в условиях жесткой рыночной конкурен-5 ции. В этот период проделан огромный объем работ 2 по строительству и пуску в эксплуатацию новых ме-
таллургических агрегатов. Наиболее значимыми в этом плане являются пуск вакууматора, строительство двух установок ковш-печь, модернизация ДСП-2, строительство новой вальцетокарной мастерской с приобретением современных станков, реконструкция печей термо отделения РБЦ с переводом их на природный газ, строительство методической печи с шагающими балками для нагрева заготовок под прокатку.
Модернизация сталеплавильного производства НКМК и НТМК, осуществленная ЕвразХолдингом в конце 1990-х - начале 2000-х гг. и завершенная со строительством вакууматора в 2007 г. на НКМК, позволила перейти к выпуску железнодорожных рельсов нового поколения по качеству стали, отличающихся повышенной чистотой по неметаллическим включениям, пониженной газонасыщенностью, значительно уменьшенным содержанием вредных примесных элементов. Приведенные в табл. 1 данные показывают, что по этим параметрам рельсы, выпускаемые в настоящее время НТМК и НКМК, превосходят требования российского и современных зарубежных стандартов.
В результате использования современных агрегатов по выплавке, внепечной обработке и непрерывной разливке рельсовой стали и совершенствования технологии на НКМК и НТМК производятся рельсы с механическими характеристиками, превосходящими требования как отечественного, так и зарубежных стандартов (табл. 2).
Таблица 1. Сравнение содержания вредных примесей в рельсовом металле российского производства с требованиями современных зарубежных стандартов на рельсы
Наименование элементов, не более ГОСТ Р 51685-2000 EN 13674-1:2003 Руководство AREMA НКМК НТМК
фактически за 10 мес, 2008 г.
Фосфор, % 0,025 0,025 0,020 0,013 0,012
Сера, % 0,025 0,0080,030 0,020 0,010 0,010
Алюминий, % 0,020 0,004 0,010 0,004 0,005
Кислород, ррт 40 20 - 16* 15
Водород, ррт - 2,5 - 1,7* 1,5
* После освоения вакууматора с июня 2008 г.
Таблица 2. Механические характеристики рельсов производства НКМК и НТМК в сравнении с требованиями ГОСТ Р 51685-2000 и современных зарубежных стандартов
Наименование стандарта Нормируемые характеристики Рельсы промежуточной прочности Высокопрочные рельсы Суперрельсы ERSM
ств, Н/мм2 2 1014 > 1179 1437 2
а, Н/мм2 > 552 2 827 949 а
Руководство §;% 2 8 2 10 10,32
AREMA-2003 - - 20,52
нвш 2325 > 370 405 2
НВ^ мм - > 341 385 2
<тв, Н/мм2 1Я320 Сг R350HT, R350LHT Проект R370CrHT, R400T
> 1080 > 1175 2 1280
<т, Н/мм2 - - -
EN 13674-1:2003 §;% 2 9 Ш 9 2 9
- - -
нвшг 320-360 360-390 370-410
НВ 22 мм - 1321 (400-440)
320 Рельсы Рельсы НКМК КаТ'П и НТМК2 Кат. В Рельсы НКМК2
АНТ1 НКМК2 (заэвтектоидная сталь)
ств, Н/мм2 21080 1120 >1180 1258 >1290 1397
ГОСТ Р 51685-2000 а , Н/мм2 §5,% 2 9 10,0 fe 800 908 2 8 11,5 i; 850 >12 957 10
ч>, % - > 25 33,4 235 39
НВпкг 321-363 347 341-401 378 363-401 404
НВ 22 мм 301-341 329 > 321 353 2341 368
Примечания: 1. Марка легированной нетермоупрочненной стали. 2, Фактические данные за 2007 г.
Российские рельсы обладают повышенной вязкостью разрушения при низких температурах. Эта характеристика отсутствует у рельсов, выпускаемых по зарубежным стандартам, но имеет особое значение для российских железных дорог, значительная часть которых эксплуатируется в условиях холодного и особо холодного климата.
Повышение качественных параметров рельсов привело к повышению их эксплуатационной стойкости, основная характеристика которой - 80%-ный гамма-ресурс (табл. 3), принятый в ОАО РЖД в качестве основного показателя работоспособности рельсов. Он выражается в суммарном тоннаже пропущенного груза при полигонных испытаниях на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ партии рельсов в количестве 30 шт. до образования относительного накопленного отказа рельсов по дефектам не более 20%.
Результаты полигонных испытаний партий по качеству стали, уложенных на ЭК ВНИИЖТ после 2002 г. рельсов нового поколения показывают, что 80%-ный гамма-ресурс рельсов производства НКМК составляет около 1 млрд т брутто, а для рельсов НТМК - 760 млн т
брутто (для рельсов, произведенных и испытанных до 2002 г., эти цифры составляли соответственно 572 и 475 млн т брутто).
Таким образом, за счет модернизации сталеплавильного производства ЕвразХолдинга на НТМК и НКМК удалось повысить эксплуатационную надежность выпускаемых рельсов (80%-ный гамма-ресурс) в 1,5-1,8 раза.
Освоено производство рельсов специального назначения для особо сложных условий эксплуатации: низкотемпературной надежности, для скоростного совмещенного (пассажирского и грузового) движения, повышенной износостойкости и контактной выносливости. В общем объеме поставок для российских железных дорог рельсы специального назначения составляют 30%. О высоком мастерстве металлургов о, НКМК говорит освоение производства рельсов по- ° вышенной износостойкости и контактной выносли- -восги, которые успешно проходят в настоящее время сертификационные полигонные испытания на ЭК | ВНИИЖТ и эксплуатационные - в сложных условиях < Восточно-Сибирской железной дороги. По качествен- г
Таблица 3. Результаты полигонных испытаний на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ партий рельсов производства ОАО НКМК и ОАО НТМК нового поколения по качеству стали
Комбинат Номер партии Год окончания испытаний Гамма-ресурс, млн т 20%-ый уровень отказов, шт. Число дефектов металлургического происхождения, шт.
К 23 2005 1215 6 6
Т1-2К 2007 925 6 6
К 27 испытания продолжаются 960 6 5
К 28
НКМК 90АФ испытания продолжаются 420 6 2
К 29 испытания продолжаются 420 6 отказов нет
К 30
76ХГФ испытания продолжаются 260 6 отказов нет
Т1-2 2007 820 6 6
Т 24 2007 730 6 6
НТМК Т 25
2007 733 6 6
Т1-3 2008 760 6 6
Примечание. Выплавка рельсовой стали в электропечах и конвертерах, разливка на МНЛЗ, вакуумирование и внепечная обработка на агрегатах ковш-печь.
ным характеристикам (см. табл. 2) эти рельсы можно отнести к суперрельсам, выпускать которые могут сегодня только японские и французские производители рельсов: предел прочности и твердость на поверхности катания равны 1397 Н/мм2 и 401 НВ соответственно при высоком уровне пластических свойств, характеризуемых величинами относительного удлинения и сужения, составляющими 10 и 37%.
Дальнейшее повышение качества выпускаемых ЕвразХолдингом рельсов предусмотрено осуществить в результате реализации начавшейся реконструкции рельсо балочных цехов НКМК и НТМК. Окончание первого этапа реконструкции ожидается на НКМК и НТМК в июне и декабре 2010 г. соответственно; в обоих цехах предусматривается внедрение новых технологий отделки с заменой правильного и транспортного оборудования, отрезных станков, а также установка комплексов автоматического неразрушаю-щего контроля го
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.