книги из ГПНТБ / Полухин П.И. Прокатка и термическая обработка железнодорожных рельсов

В книге изложены технологические процессы прокат­ ки и термической обработки рельсов, а также выплав­ ки рельсовой стали. Приведен подробный анализ при­ меняемых на заводах калибровок рельсов.

Рассмотрены перспективы развития железнодорож­ ного транспорта и требования, предъявляемые, к рель­ сам, а также различные виды дефектов и причины их возникновения в рельсах. Особое внимание обращено на анализ современного производства рельсов и на улучшение их качества.

Книга предназначена • для цнженерно-технических работников металлургических заводов и научно-иссле­ довательских институтов, работников железнодорожно­ го транспорта, икженеров-путейщев, строителен и экс­ плуатационников, работников проектных организаций, а также может быть полезна студентам металлургиче­ ских и транспортных вузов.

А в т о р ы

Полухин Петр Иванович, Грдина Юрий Вячеславович, Зарвин Евгений Яковлевич

.О ГЛ АВЛ ЕН И Е

5.Изменение содержания неметаллическихвключений в металле 116

6.Технологический процесс выплавки рельсовой стали на оте­

ПРЕДИСЛОВИЕ

проблема производства 'и повышения качества железнодорож­ ных рельсов имеет для нашей страны первостепенное значе­

ние. Железные дороги у нас имеют большую грузонапряжен­ ность и работают в сложных условиях, что отражается прежде всего на стойкости рельсов.

По различным вопросам производства и службы рельсов в пе­ риодической литературе опубликовано немало статей; имеются также специальные монографии по качеству рельсов.

Настоящая книга в обобщенном виде охватывает вопросы производства железнодорожных рельсов и их службы в пути. В ней значительное место занимают технология прокатки рельсов с подробным анализом применяемых калибровок, а также тео­ рия и технология термической обработки рельсов.

В книгу включены также по возможности основные сведения, интересующие экоплуатационников-путейцев (служба рельсов в пути, дефекты и др.) и сталеплавильщиков (технология выплав­ ки рельсовой стали).

Особое внимание обращено на анализ современной практики производства рельсов на заводах СССР и обоснование путей улучшения качества рельсов. Большую ценность для советских и зарубежных прокатчиков представляет приложение калибровок рельсов.

При составлении книги критической обработке подверглось большое число отечественных и зарубежных литературных мате­ риалов.

Однако ограниченность объема книги не позволила поместить все необходимые сведения по затронутым вопросам. Трудности, связанные с созданием подобной монографии, безусловно могут сказаться на содержании материалов, помещенных в ней.

Главы I, II и VII написаны проф. докт. техн. наук Ю. В. Грдиной, глава III — проф. Е. Я. Зарвиным и главы IV—VI — проф. докт. техн. наук П. И. Полухиным.

Авторы приносят сердечную благодарность научному редакто­ ру книги проф. Н. П. Громову и редактору издательства инже­ неру В. М. Горобинченко за их ценные советы и большой труд по редактированию книги, а также каид. техн. наук О. С. Попо­ ву за участие в обработке материалов глав V и VI.

Все замечания и предложения читателей будут с признатель­ ностью приняты авторами.

ВВЕДЕНИЕ

ТТ рограммой коммунистического строительства, принятой •■"^ХХП съездом Коммунистической партии Советского Союза, предусматривается большое строительство новых железных до­ рог и коренная техническая реконструкция железнодорожного транспорта.

При намеченных темпах роста промышленности и сельского хозяйства грузооборот железнодорожного транспорта за 20 лет возрастет примерно в три раза.

Для освоения природных ресурсов в новых районах и усиле­ ния транспортных связей между важнейшими экономическими районами намечается построить десятки тысяч километров новых и вторых железнодорожных путей.

Техническое перевооружение на железнодорожном транспор­ те будет достигнуто на основе электрификации и широкого внед­ рения тепловозной тяги. К концу ближайшего 10-летия будет электрифицировано более 45 тыс. км железнодорожных линий, а в последующие 10 лет будет завершена электрификация основ­ ных грузонапряженных направлений железнодорожной сети.

Широкое распространение на железнодорожном транспорте получит автоматика и телемеханика, что позволит значительно повысить скорости движения поездов и увеличить их вес. В связи с этим необходимы дальнейшее усиление пути, модернизация ва­ гонного парка, внедрение автоматических и полуавтоматических устройств для регулирования движения поездов, автоматизация процессов формирования и расформирования поездов с приме­ нением счетно-решающих устройств.

Осуществление технической реконструкции железнодорожно­ го транспорта, эффективное использование новых мощных ло­ комотивов, ускорение движения поездов в большой мере зави­ сят от качества рельсов. Современные железнодорожные рель­ сы работают в очень трудных условиях, статическая нагрузка на ось локомотива или большегрузного вагона доходит до 23 т. Ско­ рости движения товарных поездов на отдельных участках пути превышают 100 км/час.

Современный железнодорожный транспорт требует ■более прочных рельсов главным образом тяжелого типа. Новое желез­ нодорожное строительство и модернизация действующей сети же-

8 ВВЕДЕНИЕ

лезных дорог будут основываться на применении в пути преиму­ щественно рельсов тяжелого типа.

Качество рельсов имеет огромное значение не только для обес­ печения высокой грузонапряженности, большой скорости и без­ опасности движения, но и для удлинения срока службы их в пу­ ти. Расход металла в виде рельсов, уложенных в железнодорож­ ные пути, очень велик. Например, как в СССР, так и в США в верхнем строении железнодорожных путей находится около 10% всего выплавленного металла.

Поэтому перед металлургической промышленностью нашей страны поставлена задача в кратчайший срок организовать вы­ пуск износостойких длинномерных рельсов для железнодорожно­ го транспорта. Это позволит значительно увеличить срок их служ­ бы и сэкономить тысячи тонн металла.

ВСоветском Союзе проведена значительная работа по освое­ нию производства рельсов тяжелого типа и улучшению их ка­ чества. Однако предстоит еще много сделать в этой области. Для повышения качества рельсов и их износостойкости необходимо улучшать состав рельсового металла, повышать чистоту его и совершенствовать профиль рельса; необходимо также совершен­ ствовать технологию прокатки и калибровку валков, применять термическую обработку рельсов и т. п.

Для увеличения сроков службы рельсов необходимо укреплять верхнее строение пути и создавать наиболее благоприятные ус­ ловия эксплуатации рельсов.

Ввыполнении этих задач большое значение имеет научное обобщение передового опыта заводов по производству железно­ дорожных рельсов и анализ условий их работы в пути.

ГЛАВА I

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ

КЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ РЕЛЬСАМ

1.Современные тенденции в развитии железнодорожного транспорта

■развитие железнодорожного транспорта в различных странах определяется географическими и климатическими условиями,

экономикой и уровнем развития металлургии, тяжелого и среднего машиностроения.

Вевропейских странах, например в Англии, объем перевозок

идальность их невелики. В процессе исторического развития этих стран возникли отдельные промышленные районы, занимаю­ щие небольшую территорию, например Рурский металлургиче­ ский район ФРГ, район Бирмингем в Англии, Лотарингия во Франции и т. д. В этих странах большой удельный вес составля­ ют перевозки готовой продукции и меньший сырья — руды, угля, металла. На 1 тготовых металлоизделий среднего веса (автомо­ били, тракторы, станки, подъемные краны) расходуется 4—5 г

руды и до Ю т каменного угля.

Это отражается на развитии железнодорожного транспорта. Подвижной состав имеет небольшую грузоподъемность и неболь­ шие нагрузки на ось. Грузонапряженность железнодорожной се­ ти в среднем невысока и на наиболее грузонапряженных участ­ ках пути не превышает 12—15 млн. г в год. Снижению грузона­ пряженности способствуют сравнительно большая густота сети железных дорог, определяемая небольшой территорией, и интен­ сивное строительство железных дорог. -

Обычно допуокаются высокие скорости движения поездов. При общей незначительной загруженности железных дорог, лег­ ком плане и профиле пути возможно выделить ряд магистраль­ ных направлений для движения некоторой части поездов (осо­ бенно пассажирских) с большой скоростью. В странах Западной Европы, например в Англии, в настоящее время достигнуты скорости движения поездов до 200 км/час. Конечно, движение поездов с такой скоростью происходит по дорогам, не имеющим кривых малого радиуса, затяжных уклонов и подъемов и т. д.