Новый подход к улучшению качества заготовки для производства высокопрочных рельсов

Abstract

Проанализированы причины появления повреждений рельсов в ходе их эксплуатации на современных высокоскоростных и тяжелонагруженных железных дорогах. Показано, что основной причиной выхода рельсов из строя являются повреждения усталостного происхождения, степень развития которых определяются составом и структурой рельсовой стали. Традиционные же способы повышения уровня ее свойств на сегодня практически исчерпаны. В этой связи, представляет интерес применение электрошлаковых технологий, способных повысить чистоту и металлургическое качество слитка. Опробовано применение шлака ЭШП в качестве смеси при непрерывной разливке заготовки, что позволяет обеспечить электрошлаковый обогрев мениска и снизить скорость разливки для улучшения внутреннего качества заготовки. Наряду с этим, экспериментально показана возможность увеличения более чем в два раза скорости вытяжки слитка при электрошлаковом переплаве электрода из рельсовой стали без ухудшения структуры слитка (усадочных и ликвационных дефектов не обнаружено). Эксперименты открывают перспективу создания гибридного процесса ЭШП + МНЛЗ для производства литой заготовки высокого качества.

Causes of appearance of damages in rails during service are analyzed on the modern high-speed and heavy-loaded railroads. It is shown that the main cause of rails coming out of order are the damages of a fatigue origin, the degree of development of which is determined by the composition and structure of the rail steel. However, the traditional methods of improving the level of its properties at the present time are almost exhausted. In this connection, the application of electroslag technologies capable to increase the purity and metallurgical quality of the ingot represents an interest. The application of the ESR slag as a mixture in the continuous casting of billet was tested, that allows providing the electroslag heating of a meniscus and reducing the casting speed for the improvement of the billet inner quality. In addition, the possibility of increasing the speed of ingot withdrawal by more than two times in electroslag remelting of electrode of rail steel without deterioration of ingot structure was shown experimentally (shrinkage and liquation defects were not detected). The experiments open up the prospects for creation of the hybrid process of ESR + MCCB for the producing of the high-quality cast billet.