中国钢轨全长热处理技术的发展与展望

　第20卷第4期(总第50期)　　　中文章编号:1001-4632(1999)04-0061-09

国铁道科学

1999年12月　

中国钢轨全长热处理技术的发展与展望

周镇国　邵扬道　王树青　周清跃

(铁道部科学研究院)

　　摘　要:简述了重载、高(快)速铁路运输需要高强韧性钢轨——全长热处理钢轨的必要性。论述了钢轨全长热处理技术在我国的发展概况、技术基础研究和开发应用,以及在21世纪的展望。

　　关键词:钢轨　热处理　开发应用

　　中图分类号:U213.9+2　　文献标识码:A

1　引　　言

　　高速、重载铁路在世界各国的兴起和发展,使列车的最高试验速度达到了515km h-1,而重载运输的轴重达到32.5t。速度的提高要求高的轨面平顺度。轴重的增加必然引起轮轨间的接触应力和轨头内部剪应力的增加,促使钢轨表面接触疲劳损伤和内部损伤的增加。美国重载线路表明,轴重从23.9t提高到29.9t,使钢轨的损伤率增加了1.5倍。重载加速了钢轨的侧磨、垂直磨耗和波浪磨耗。无论是高速还是重载都要求强韧性更高的钢轨材质,以提高钢轨的使用性能。

世界各国铁路的实践已经表明,钢轨全长热处理是提高钢轨材质强韧性的最有效、最经济的措施。因此,近几十年来钢轨全长热处理技术和全长热处理钢轨得到了广泛的发展和应用。

2　钢轨全长热处理技术在中国的发展

　　我国钢轨全长热处理技术的发展和应用经历了从尝试、起步到研究开发直至成套技术出口的历程,它凝结了几代科技人员的才智、心血和努力。2.1　钢轨热处理的尝试和起步

50年代我国铁道、冶金科技人员共同努力,曾经尝试过利用热轧的钢轨余热进行热处理试验,但由于种种原因而搁浅。直到60年代,随着我国铁路运输的发展和要求,进行钢轨全长热处理的课题又重新摆到了我国冶金、铁道两部的议事日程上。1966年冶金、铁道两部决定,由重庆黑色冶金设计院和铁道部科学研究院共同组建钢轨全长热处理试验小组,在重庆　:

中国钢轨全长热处理技术的发展与展望

62

-1

中　国　铁　道　科　学　　　　　　　　　　　　　　　第20卷

钢铁公司筹建43kg m、12.5m长钢轨的全长热处理试验线进行攻关试验。采用电感应加热和喷雾冷却工艺,经过工艺、性能试验,于1966年11月试制了1km的43kg m-1、12.5m的全长热处理钢轨,并于1967年5月在北京铁路局石太线运煤重载线上,选择R300m的弯道,17.6‰的大下坡道以及直线等区段进行铺设试验。经7年多的运营考验表明,耐磨性能提高了3倍以上,抗压、抗冲击、使用寿命提高一倍以上,深受现场欢迎。从此拉开了我国钢轨全长热处理技术步入使用阶段的序幕。

70年代初,包钢与铁道部科学研究院合作进行了钢轨全长热处理试验,筹建了生产试验线,钢轨入贯通式炉内用煤气加热钢轨全断面达到奥氏体温度,随后钢轨连续通过冷却机组,对轨头进行连续冷却,实现轨头硬化,轨底、轨腰韧塑化。为解决钢轨热处理后的变形,采用了热预弯操作。钢轨经全长热处理后铺设在北京局石太线、广州局京广线、柳州局湘黔线曲线上。由于耐磨、抗压,提高寿命1倍以上,使用效果现场很满意。与此同时,鞍钢也筹建了电感应加热钢轨全长热处理试验生产线,其全长热处理试验钢轨铺设在广州局京广线、柳州局湘黔线曲线上,经铺设使用表明,耐磨、抗压,延长寿命1倍以上。2.2　钢轨热处理技术的研究开发

我国首批全长热处理试验钢轨自1967年上道经过运营考核,即显示出了其优良的抗磨、耐压性能,是解决小半径曲线用轨的重要措施。

1976年铁道部科学研究院与上海铁路局合作,率先进行了焊接长轨(250m)的全长热处理试验研究。利用上海铁路局工务工厂迁厂的机会,在焊轨车间的屋檐下,筹建了我国第一条焊接长轨全长热处理试验线。采用可控硅中频电源对钢轨进行连续加热,后经喷雾冷却实现了250m焊接长轨的全长热处理。经过试验研究积累了大量的钢轨全长热处理的资料数据,也培养了一批骨干人才。1979年经全长热处理的250m焊接长轨铺设在津浦干线。钢轨全长热处理是使全长轨头得到均匀的硬化层,从而消除了焊缝软带造成的马鞍形磨耗。强韧性的提高,增加了钢轨的耐磨、抗压和抗疲劳性能。

实践表明焊接长钢轨进行全长热处理,大大改善了无缝线路钢轨的使用性能,得到国家经委、铁路部门的重视。1986年铁道部科学研究院与呼和浩特铁路局合作进行了500m焊接长钢轨的全长热处理试验,并筹建了500m长轨全长热处理生产线。该生产线于1987年投入试生产,所生产的500m焊接全长热处理钢轨铺设在呼和浩特局管内的无缝线路上。创造了世界上最长的全长热处理钢轨。

为了满足铁路运输的不断增长,铁路需要大量的高强韧性全长热处理钢轨。按照铁道部工务技术政策的规定:正线60kg m以上钢轨均应进行全长热处理后,才能上道铺设使用。为此,铁道部决定大力推广钢轨全长热处理新技术,并在上海、衡阳、柳州、郑州、北京、成都、兰州、呼和、沈阳、哈尔滨、鞍山、瓦房店等地相继兴建了16条钢轨全长热处理生产线,每年可为铁路生产全长热处理钢轨约20万吨,在铁路建设的发展中作出了应有的贡献。

1976年攀枝花钢铁公司建成了3条 …… 此处隐藏：6088字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……