
- •Предисловие
- •Раздел 1. Общие вопросы технологии производства фланцевых профилей
- •Тема 1.1 исходная заготовка и продукция
- •Продукция прокатного производства
- •Основные определения
- •Рельсы железнодорожные
- •Классификация
- •Конструкция и размеры
- •Технические требования
- •Механические свойства
- •Рельс х1-х2-х3-х4-х5-х6
- •Маркировка
- •Методы контроля
- •Размеры рельсов, используемые для построения прокатных калибров
- •Двутавры с параллельными гранями полок
- •Маркировка
- •Швеллеры стальные горячекатанные
- •Сортамент
- •Повышение качества проката
- •Исходный продукт прокатки
- •Мнлз оао нтмк
- •Мнлз № 1
- •Мнлз № 2
- •Мнлз № 3
- •Мнлз № 4
- •Тема 1.2 подготовка металла к прокатке Значение удаления поверхностных дефектов
- •Способы удаления поверхностных дефектов
- •Ручная огневая зачистка
- •Абразивная зачистка полупродукта
- •Резцовая зачистка полупродукта
- •Зачистка строжкой и точением
- •Пневматическая вырубка дефектов
- •Воздушно-дуговая зачистка полупродукта
- •Тема 1.3 нагрев металла перед прокаткой
- •Оптимальная температура нагрева
- •Продолжительность нагрева
- •Методические нагревательные печи применяемые на рельсобалочных станах
- •Явления, сопровождающие нагрев металла
- •1. Окалинообразование
- •2. Обезуглероживание
- •3. Перегрев и пережог
- •Тема 1.4 охлаждение металла после прокатки
- •Дефекты, связанные с охлаждением
- •Способы охлаждения рельсов
- •1. Обычное охлаждение
- •2. Замедленное (изотермическое) охлаждение
- •3. Термоупрочняющее охлаждение
- •Тема 1.5 контроль качества фланцевых профилей
- •Виды контроля и их классификация
- •Техническая документация
- •Неразрушающий контроль качества продукции. Виды и методы неразрушающего контроля, их классификация
- •Ультразвуковые методы и средства неразрушающего контроля
- •Неразрушающий вихретоковый контроль Вихретоковые методы и средства нк
- •Классификация и применение вихретоковых преобразователей
- •Магнитопорошковые методы нк
- •Измерение профиля рельс
- •Установка измерения прямолинейности
- •Метрологическое обеспечение технологического процесса производства рельсов, балок и швеллеров
- •Тема 1.6 дефекты прокатного производства Дефекты заготовок
- •Дефекты двутавровых балок с параллельными гранями полок
- •Дефекты профиля по геометрическим размерам
- •Дефекты профиля по длине
- •Наружные дефекты
- •Процентное соотношение дефектов, наследованных готовым прокатом по двум производствам
- •Раздел 2. Технологические процессы производства рельсов, балок и швеллеров
- •Тема 2.1 рельсобалочный цех оао «нтмк»
- •Характеристика основного оборудования рбц оао нтмк
- •Участок нагревательной печи
- •Участок стана
- •Обжимная клеть 950
- •Линия клетей трио 800 и чистовой дуо 850
- •Пилы горячей резки
- •Роликовая машина
- •Дисковый клеймитель
- •Участок отделки рельсов Печи изотермической выдержки
- •Роликоправильные машины
- •Поточные линии
- •Сверлильно-фрезерные станки с611н01 и с612н02
- •Пило-сверлильные станки типа whcv 2/s3 фирмы «Вагнер»
- •Закалочная кабина
- •Автомат для зенкования фасок
- •Участок термоотделения
- •Разгрузочный стеллаж
- •Склад «сырых» рельсов
- •Загрузочный стеллаж
- •Нагревательная печь
- •Закалочная машина
- •Отпускная печь
- •Холодильник
- •Роликоправильная машина холодной правки
- •Вертикальная роликоправильная машина
- •Автоматическая ультразвуковая установка «умар-1»
- •Устройство контроля прямолинейности рельсов «Элекон»
- •Вертикально-правильный пресс
- •Инспекторские стеллажи
- •Абразивно-отрезной станок «Рельс-75»
- •Пакетирующие устройства
- •Технологический процесс производства рельсов
- •Нагрев заготовок
- •Прокатка рельсов
- •Порезка раскатов
- •Противофлокенная обработка
- •Охлаждение
- •Отделка рельсов
- •Термообработка рельсов
- •Тема 2.2 крупносортный цех оао «нтмк»
- •Основное технологическое оборудование
- •Техническая характеристика основного оборудования
- •Технология производство рельсов, балок и швеллеров
- •Виды зачистки профилей в ксц
- •Тема 2.3 цех прокатки широкополочных балок
- •Основное технологическое оборудование
- •Технология производства балок
- •Раздел 3. Расчёт производительности рельсобалочных станов определение производительности рельсобалочных станов
- •Определение часовой производительности
- •Определение машинного времени прокатки
- •Определение времени пауз
- •Определение средневзвешенной часовой производительности
- •Определение годовой производительности
- •Раздел 4. Калибровка фланцевых профилей
- •Тема 4.1 калибровка двутавровых балок Профиль и его характеристика
- •Способы прокатки двутавровых балок
- •Прокатка в прямых калибрах
- •Прокатка в наклонных или косорасположенных калибрах
- •Прокатка в универсальных клетях
- •4.1.1 Двутавры с параллельными гранями полок Особенности прокатки балок
- •Методика расчета калибровки валков обжимной клети «1300» при прокатке двутавровой балки по методу б.П. Бахтинова
- •1 Калибр (чистовой)
- •2 Калибр
- •Методика расчета калибровки валков для универсальной и вспомогательной клетей
- •Примерный расчет калибровки валков для прокатки двутавровой балки в универсальной и вспомогательной клетях
- •Чистовая универсальная клеть
- •Вспомогательная клеть
- •Примерный расчет калибровки валков обжимной клети «1300» при прокатке двутавровой балки 15к1а по методу б.П. Бахтинова
- •1 Калибр (чистовой)
- •2 Калибр
- •4 Калибр и 5 калибр (ящичные)
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р65 на оао нтмк
- •4.1.2 Двутавры с уклоном внутренних граней полок Особенности прокатки и калибровки двутавровых балок
- •Распределение коэффициентов деформации по проходам
- •Распределение коэффициентов деформации по элементам калибра
- •Приращение и утяжка фланцев по высоте
- •Уширение
- •Радиусы закруглений
- •Выпуск калибра
- •Разрезной калибр
- •Уширение в разрезном калибре и определение ширины заготовки
- •Методика расчета калибровки по методу б.П. Бахтинова
- •I калибр (чистовой)
- •II калибр
- •Примерный расчет калибровки балки по методу б.П. Бахтинова
- •Первый калибр
- •Второй калибр
- •Третий калибр
- •Четвертый калибр
- •Пятый калибр
- •Шестой калибр
- •Седьмой калибр
- •Восьмой калибр
- •Девятый калибр
- •Десятый калибр
- •Одиннадцатый калибр
- •Калибровка валков при прокатке двутавров с уклоном внутренних граней полок
- •Тема 4.2 калибровка швеллеров Профиль и его характеристика
- •Схемы прокатки и методы калибровки швеллеров
- •Особенности прокатки швеллеров
- •Построение промежуточных и чистовых калибров
- •Построение контрольных калибров и их назначение
- •Форма калибров, предшествующих контрольным калибрам
- •Уклон полок, изгиб стенки
- •Уширение
- •Размеры исходной заготовки
- •Распределение коэффициентов деформации по элементам швеллера
- •Методика расчета калибровки швеллера по б.П. Бахтинову
- •Первый калибр (третья клеть)
- •Второй калибр (вторая клеть)
- •Третий калибр – контрольный (вторая клеть)
- •Четвертый калибр (вторая клеть)
- •Пятый калибр – контрольный (первая клеть)
- •Шестой калибр (первая клеть)
- •Седьмой калибр (первая клеть)
- •Восьмой калибр (стан 850)
- •Девятый калибр – стан 850
- •Примерный расчет калибровки швеллера по методу б.П. Бахтинова
- •Первый калибр (третья клеть)
- •Второй калибр (вторая клеть)
- •Третий калибр – контрольный (вторая клеть)
- •Четвертый калибр (вторая клеть)
- •Пятый калибр – контрольный (первая клеть)
- •Шестой калибр (первая клеть)
- •Седьмой калибр (первая клеть)
- •Восьмой калибр (стан 850)
- •Девятый калибр – второй пропуск (стан 850)
- •Девятый калибр – первый пропуск (стан 850)
- •Определяем размеры исходной заготовки:
- •Калибровка валков при прокатке швеллера №15 на оао нтмк
- •Тема 4.3 калибровка рельсов
- •Методика расчета калибровки железнодорожных рельсов б. П. Бахтинова и м. М. Штернова
- •Примерный расчет калибровки валков при прокатке рельса р 65
- •Калибр 8 (чистовой)
- •Калибр 7
- •Калибр 6
- •Тавровый калибр 3
- •Тавровый калибр 2
- •Тавровый калибр 1 и размеры исходной заготовки
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р65 на оао нтмк
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р50 на оао нтмк
- •Библиография
- •9. Гост 8240-97. Межгосударственный стандарт. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. – м.: Издательство стандартов, 2001. – 8 с.
Рельсы железнодорожные
При производстве железнодорожных рельсов руководствуются стандартом ГОСТ Р 51685-2000 «Рельсы железнодорожные. Общие технические условия».
Настоящий стандарт распространяется на железнодорожные рельсы, предназначенные для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог и для производства стрелочных переводов.
Рельсы – наиболее сложный из профилей, прокатываемых на рельсобалочных станах.
Рельсы могут иметь различную форму в зависимости от назначения: железнодорожные, трамвайные, подкрановые. Трамвайные рельсы отличаются от железнодорожных наличием желоба в головке, более тонкой шейкой и широкой подошвой (рисунок 2).
Рисунок 2 — Трамвайный рельс
Рельсы железнодорожные узкой колеи типа РЗЗ предназначены для подземных путей угольных шахт, рудников и других целей.
Для обозначения рельсов по российским стандартам принимают массу одного погонного метра, выраженную в килограммах. Например: Р65 – рельс, масса 1 п.м. составляет 65 кг.
Параметры основных типов рельсов приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные параметры рельсов
Классификация
Рельсы подразделяют:
1) по типам:
- Р50,
- Р65,
- Р65К (для криволинейных участков путей),
- Р75;
2) по категориям качества:
- В – рельсы термоупрочненные высшего качества,
- Т1, Т2 – рельсы термоупрочненные,
- Н – рельсы нетермоупрочненные;
3) по наличию болтовых отверстий:
- с отверстиями на обоих концах,
- без отверстий;
4) по способу выплавки:
- М – из мартеновской стали,
- К – из конвертерной стали,
- Э – из электростали;
5) по виду исходных заготовок:
- из слитков,
- из непрерывно-литой заготовки;
6) по способу противофлокенной обработки:
- из вакуумированной стали,
- прошедшие контролируемое охлаждение,
- прошедшие изотермическую выдержку.
Конструкция и размеры
Основными параметрами, характеризующими форму рельса, являются:
- высота рельса H;
- высота шейки h;
- ширина головки b;
- ширина подошвы B;
- толщина шейки e;
- высота пера m.
Форма и основные размера поперечного сечения рельса приведены на рисунке 3.
Рисунок 3 — Основные размера поперечного сечения рельса
Значения основных размеров рельсов представлены в таблице 2.
Таблица 2 — Основные размеры рельсов
Рельсы могут производиться как с отверстиями для болтовых соединений, так и без них (для сварной укладки в пути). Стандартное расположение отверстий приведено на рисунке 4.
Рисунок 4 — Схема расположения болтовых отверстий
Значения параметров болтовых отверстий приведены в таблице 3.
Таблица 3 — Параметры болтовых отверстий
По требованию потребителя может быть установлено другое расположение болтовых отверстий.
Химический состав стали, определяемый по ковшевой пробе, должен соответствовать указанному в таблице 4.
Таблица 4 — Химический состав стали
Марка стали |
Массовая доля элементов, % |
||||||||
|
Углерод |
Марганец |
Кремний |
Ванадий |
Титан |
Хром |
Фосфор |
Сера |
Алюминий |
|
|
|
|
|
|
|
не более |
||
К78ХСФ Э78ХСФ |
0,74-0,82 |
0,75-1,05 |
0,40—0,80 |
0,05-0,15 |
— |
0,40-0,60 |
0,025 |
0,025 |
0,005 |
М76Ф К76Ф Э76Ф |
0,71-0,82 |
|
0,25-0,45 |
0,03-0,15 |
|
— |
0,035 0,030 0,025 |
0,040 0,035 0,030 |
0,020 |
М76Т К76Т Э76Т |
|
|
|
— |
0,007-0,025 |
|
0,035 0,030 0,025 |
0,040 0,035 0,030 |
|
М76 К76 Э76 |
0,71-0,82 |
0,75-1,05 |
0,25-0,45 |
— |
— |
- |
0,035 0,030 0,025 |
0,040 0.035 0,030 |
0,025 |
Примечания 1. В марках стали буквы М, К и Э обозначают способ выплавки стали, цифры — среднюю массовую долю углерода, буквы Ф, С, X, Т — легирование стали ванадием, кремнием, хромом и титаном соответственно. 2. Допускается массовая доля остаточных элементов — хрома (в рельсах категорий Т1, Т2 и Н), никеля и меди не более 0,15 % каждого, при суммарной массовой доле этих элементов не более 0,40 %. 3. Химический состав стали для рельсов типа Р65К. должен соответствовать указанному, за исключением массовой доли углерода, которая должна быть 0,83 — 0,87 %. При этом цифры в марке стали заменяют на 85. |
В готовых рельсах допускаются отклонения по массовой доле элементов от норм, %:
углерода ±0,02
марганца ±0,05
кремния ±0,02
фосфора +0,005
серы +0,005
алюминия +0,005
ванадия +0,02
титана +0,005
хрома ±0,005.
Массовая доля кислорода не должна превышать: 0,002 % (20 ppm) — в рельсах категории В;
0,004 % (40 ppm) — в рельсах категорий T1, T2 и Н из конвертерной и электростали.
Примечание — Норма массовой доли кислорода для рельсов категорий Т1, Т2 и Н факультативна.
В рельсах категории В не допускаются неметаллические включения в виде вытянутых вдоль направления прокатки строчек глинозема и нитридов титана, а также глинозема, сцементированного силикатами.
В рельсах категорий T1, T2 и Н длина строчек указанных включений не должна превышать 0,5 мм.
Длина строчек хрупкоразрушенных сложных окислов (алюминатов, силикатов, шпинелей и других) не должна превышать, мм:
0,5 — для рельсов категории В; 4,0 — для рельсов категории Т1; 8,0 — для рельсов категорий Т2 и Н.