Введение к работе
Актуальность работы. Основной задачей черной металлургии является повышение эффективности производства, расширение сортамента и улучшение качества металлопродукции. К. этой проблеме можно отнести и повышение качества и эксплуатационной стойкости железнодорожных рельсов.
Рельсы в нашей стране используются достаточно эффективно. Даже сейчас грузонапряженность железных дорог России выше,чем в США и странах Западной Европы. Проектируется строительство высокоскоростных дорог.
Качество рельсов имеет огромное значение! не только для обеспечения высокой грузонапряженности, большой скорости и безопасности движения, но и для удлинения срока службы их в пути.Расход металла в виде рельсов, уложенных в железнодорожные пути очень велик. Так, е США и России в-верхнем строении железнодорожных путей находится около 1W всего выплавленного металла.
Исследование формоизменения металла при прокатке в рельсовых калибрах, а также рациональная конструкцияя калибров и выбор режимов деформации позволяет значительно сократить количество дефектов как на подошве, так и на головке рельса.
Таким образом, исследование формоизменения металла при прокатке рельсов, анализ калибровок и улучшение технологии прокатки с целью повышения выхода рельсов 1 сорта является весьма актуальной задачей как в научном, так и практическом плане.
Цель работы. Основной целью работы является разработка новых технологий производства железнодорожных рельсов и совершенствования существующих технологий. В результате внедрения новых и совершенствования существующих технологий, уменьшается количество поверхностных ^дефектов, повышаются механические свойства рельсового металла и увеличивается выход рельсов 1 сорта.
Научная новизна, состоит в разработке научных основ совершенствования существующих технологий прокатки рельсов и разработки новых технолоний и содержит новые положения и данные:
-
Разработана методика изготовления составных образцов.
-
Разработана методика расчета формоизменения металла с использованием координатной сетки, которую наносили на образец перед каждым пропуском. Впервые получены поля интенсивности дефор-
4 мации в трапецеидальных и рельсовых калибрах .
3. На основе исследования пластичности рельсовой стали научно обоснована технология прокатки рельсов в непрерывной чистовой группе с использованием в качестве предчистовой клети универсальной,а также получение рельсов из непрерывнолитой заготовки.
Достоверность результатов и выводов подтверждается использованием различных методик исследования формоизменения металла при прокатке рельсов, которые показали близкие результаты.-Анализ деформации металла при прокатке рельсов базируется на фундаментальных положениях теории пластичности -и результаты анализа подтверждаются данными других исследований. Результаты теоретических исследований доотоверны'и.подтверждаются данными опытной прокатки и практическим внедрением в производство.
Практическая ценность. Результаты исследований использованы для разработки и внедрения в производство улучшенных калибровок для прокатки железнодорожных рельсов Р50, .Р65 и Р75. Внедрение новых калибровок позволило увеличить выход! сорта для рельсов Р50 на 4,53^, рельсов Р65 на 3.65&- и улучшить качество рельсов Р75.
Разработана и опробована технология прокатки железнодорожных рельсов с использованием универсальной клети в качестве предчистовой.
Разработана и внедряется технология прокатки железнодорожных рельоов с использованием непрерывнолитой заготовки.
Реализация,результатов .работы.в промышленности. '
Технологии прокатки железнодорожных рельсов, разработанные по результатам исследований, внедрены на АО "Кузнецкий металлургический комбинат" с газовым экономическим эффектом'508 тыс,рублей в ценах 1992 года.
Экономический эффект от внедрения технологии прокатки железнодорожных рельсов с использованием непрерывнолитой заготовки составляет 680 млн.рублей.
Апробация-работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на двух Международных конференциях по прочности и пластичности металлов и сплавов в условиях внешних энергетических воздействий (Новокузнецк., 1993 и 1995 гг.), на ежегодных заседаниях рельсовой комиссии (1992-1996 гг.). на второй кон$)брен-ции металловедов (Рязань,1996 г.), на международной конференции "Актуальные проблемы материаловедения в металлургии", 1997 г., Но-
вокузнецк.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 научных статьях.
Структура-и.обгем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов-, списка использованных источников и приложения. Работа изложена на 161 страницах ыашинописного текста, содержит 52 риоунка, 46 таблиц и библиографию из 89 наименований.