1. Этапы производства рельсов

В настоящее время в Российской Федерации рельсы производятся на трех металлургических комбинатах: Нижнетагильский металлургический комбинат (НТКМ), Новокузнецкий металлургический комбинат (НКМК), Челябинский металлургический комбинат (ЧМК). Металлические части стрелочных переводов производят: ООО «Муромская стрелочная кампания», ОАО «Новосибирский стрелочный завод».

Процесс выплавки рельсовых заготовок разделен на следующие этапы:

1. Выплавка стали производится в электропечах или в конвекторе.

На НКМК рельсовую сталь выплавляют в 100-тонных дуговых электроплавильных печах. В электропечь загружают металлолом и заливают некоторым количеством жидкого чугуна. После расплавления металлолома, окислительного периода и достижения температуры в печах 1590-1630°С проводят предварительное раскисление и металл из печи выпускают в ковш. Продолжительность плавки составляет около часа.

На НТМК и ЧМК выплавка стали производится в 160-тонных кислородных конвекторах из ванадиевого чугуна дуплекс-процессом без использования металлолома. Продолжительность плавки составляет 30-50 минут.

2. Обработка в агрегатах печь-ковш. Здесь в процессе комплексной обработки проводят продувку жидкой стали инертным газом, раскисление шлака, раскисление жидкой стали порошковой проволокой с силикокальцием, доводят химический состав стали до заданного путем введения ферросплавов.

3. Вакуумирование на циркуляционном вакууматоре. Вакуумирование снижает содержание кислорода и углерода в рельсовой стали.

4. Непрерывная разливка заготовок поперечным сечением 300·360 мм.

5. Замедленное охлаждение заготовок, которое производится для равномерного охлаждения стали как на поверхности, так и в центре сечения рельса.

После окончания производства рельсовых заготовок производится прокатка и закалка рельсов. Возможны три варианта прокатки и закалки рельсов:

1. Нетермоупрочненые рельсы (НТ).

Заготовки нагреваются в методических печах с шагающими балками в течении 3-4 часов. Прокатка осуществляется на стане линейного типа, состоящем из двухвалковых обжимных клетей. После прокатки рельсовые раскаты режут дисковыми пилами, после чего они поступают на участок замедленного охлаждения.

2. Рельсы термоупрочненные, подвергнутые объемной закалке и отпуску (ОТ).

Прокатка рельсов производится способом, приведенным выше, далее производится термическая обработка рельсов, которая заключается в их нагреве в закалочной печи. Температура рельсов в момент закаливания составляет 815-830°С, продолжительность – 48-52 минуты. После нагрева рельсов, они подаются в закалочную машину, в которой охлаждаются при помощи подачи масла. Закаленные рельсы подаются в отпускную печь, в которой производится отпуск при температуре 435-465°С в течении 2-х часов. После отпуска рельсы охлаждаются на холодильнике.

3. Рельсы термоупрочненные, подвергнутые дифференцированному упрочнению по сечению рельса (ДТ).

Термическое упрочнение производится дифференцированно, то есть охлаждение рельса производится в различных режимах для головки, шейки и подошвы. Охлаждение производится посредством обдува охлажденным воздухом, интенсивность подачи которого и его температура различны в разных частях сечения рельса.