貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化可行性研究報告

1、.貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化可行性研究報告xxxxxx股份有限公司二五年七月;12前 言轍叉是鐵路道岔的關(guān)鍵部件。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，鐵路運量快速增加，列車運輸向重軸、高速發(fā)展，以滿足與日俱增的旅客運輸和貨物運輸需求。在大運量、重軸和高速運營條件下，鐵路轍叉的使用狀況與日惡化。針對鑄造高錳鋼轍叉在大運量、重軸和發(fā)展超長無縫線路的不適應(yīng)性，我公司與清華大學(xué)共同承擔(dān)了鐵道部科教司1998第04號一九九八年鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目，編號為980860。開展研制貝氏體合金鋼焊接轍叉，簡稱為貝氏體鋼焊接轍叉。預(yù)期要達到如下目標：1）長壽命，少維修，轍叉使用壽命達到平均2億噸通過運量以上，適應(yīng)繁忙

2、干線需求。2）能與線路鋼軌直接焊接，提供跨區(qū)間超長無縫線路使用。3）通用性好，與既有提速線路高錳鋼鑄造轍叉可以互換，部分代替高錳鋼鑄造轍叉。目前，貝氏體鋼焊接轍叉的研制過程我們已經(jīng)走過了三個階段。第一階段是首批貝氏體鋼焊接轍叉研制及其上道，未能達到預(yù)期目標。第二階段是改進型貝氏體鋼焊接轍叉研制及其上道驗證，基本達到了預(yù)期目標。第三階段是總結(jié)改進型貝氏體鋼焊接轍叉成功經(jīng)驗，對存在的問題予以完善，配置批量生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉的各種資源，現(xiàn)已進入了小批量生產(chǎn)BG4F型貝氏體鋼焊接轍叉階段，上道運營的結(jié)果表明，BG4F貝氏體鋼焊接轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理，更加符合輪軌接觸受力條件；貝氏體鋼材料綜合性能既能

3、滿足高耐磨要求，又能符合可焊接的要求；制造工藝的改進和制造標準的完善，使轍叉各項質(zhì)量指標能有效地得到保證，可以推廣使用。一、 貝氏體鋼焊接轍叉承擔(dān)單位簡介xxxx股份有限公司始建于1966年，是國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)鋼梁、鋼結(jié)構(gòu)、鐵路道岔、高錳鋼整鑄轍叉和城軌交通設(shè)備等產(chǎn)品的大型國有企業(yè)，至2004年底公司已有資產(chǎn)11.9億，技術(shù)裝備2000余臺（套），年實現(xiàn)銷售收入6.3億元，利潤2485萬元。主要產(chǎn)品先后獲得國家優(yōu)質(zhì)工程金獎、國家科技進步一等獎、國家專利產(chǎn)品等達60余項。xxxx公司作為我國生產(chǎn)鐵路道岔的兩大骨干專業(yè)廠家之一，其年產(chǎn)銷量約占全國的二分之一，公司主導(dǎo)產(chǎn)品鐵路道岔在公司營業(yè)收入中占有舉

4、足輕重的地位，是公司的傳統(tǒng)和核心產(chǎn)業(yè)之一。清華大學(xué)是享譽國內(nèi)外的著名高等學(xué)府，其合作對象xxx教授是我國貝氏體鋼推廣應(yīng)用方面的著名專家。按鐵道部科教司教綜1998第04號文件中編號為980860關(guān)于“貝氏體鋼焊接轍叉”的課題要求，xxxx股份有限公司和清華大學(xué)貝氏體鋼推廣中心聯(lián)合承擔(dān)此課題，歷經(jīng)七年卓有成效的不懈努力，已于2004年年底完成了課題規(guī)定的各項預(yù)定目標。2005年6月16日鐵道部科技司在北京組織了該項目的科技成果鑒定。二、 貝氏體鋼焊接轍叉項目簡介為適應(yīng)我國鐵路重載、提速和跨區(qū)間超長無縫線路技術(shù)發(fā)展的需要，研究和采用合金鋼轍叉已列入鐵道部工務(wù)技術(shù)政策，由中鐵寶橋股份有限公司和清華大

5、學(xué)合作開發(fā)的貝氏體鋼焊接轍叉，是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家重點新產(chǎn)品。1.貝氏體鋼焊接轍叉主要特點：針對鑄造高錳鋼轍叉在大運量、重軸和發(fā)展超長無縫線路的不適應(yīng)性，發(fā)明的60Kg/m鋼軌12號提速道岔用貝氏體鋼焊接轍叉于1997年11月完成設(shè)計，1998年9月通過鐵道部工務(wù)局審查驗收。經(jīng)過第二代、第三代貝鋼轍叉的反復(fù)上道驗證與改進，現(xiàn)改進后的第四代貝鋼轍叉已進入小批量生產(chǎn)并批量上道。其主要技術(shù)特點如下：1) 貝氏體鋼焊接轍叉具有壽命長，少維修，可與線路鋼軌焊接的特點，適用于我國重載提速線路改造的需要，可以滿足200km/h以下線路發(fā)展跨區(qū)間超長無縫線路需求；2) 轍叉心軌易損部位采用高強韌性、高耐磨

6、的貝氏體鋼制造，心軌磨損均勻，磨損比率低，不存在如高錳鋼轍叉初期快速磨損階段。l 貝氏體鋼焊接轍叉與其它合金鋼轍叉相比，具有以下優(yōu)點：1. 轍叉心軌采用了異種鋼閃光接觸焊接技術(shù)，焊縫性能優(yōu)越，整體性好，從根本上消除了如嵌入式或拼接式合金鋼轍叉心軌產(chǎn)生的接縫病害；2. 克服了高錳鋼轍叉不能和線路鋼軌直接焊接的缺點，可滿足發(fā)展跨區(qū)間超長無縫線路需要；3. 轍叉互換性好，上道方便，維護簡單；4. 翼軌可在線更換；5. 貝氏體鋼焊接轍叉實際使用壽命保證23年，通過運量總重可達2億噸以上。l 貝氏體鋼焊接轍叉的結(jié)構(gòu)及焊接工藝有以下特點：1. 貝鋼轍叉的叉心主要受沖擊部位采用貝氏體鋼；2. 心軌理論尖端前

7、設(shè)置 “鼻端”，增加軌腰厚度，便于設(shè)置間隔鐵防止。3. 為保證與60Kg/m鋼軌12號型提速道岔既有的固定型轍叉互換使用，心軌尖端跳動。4. 轍叉在趾端、跟端處設(shè)置1:40軌底坡斜度扭轉(zhuǎn)；5. 翼軌相對人字尖設(shè)置超高，翼軌平直段設(shè)置為叉心20mm斷面至50mm斷面處；6. 翼軌平直段范圍內(nèi)進行側(cè)面水平刨切。貝氏體鋼叉心與叉跟軌拼焊后組焊為人字尖。鋼軌下及人字尖下設(shè)置5mm厚橡膠墊板，轍叉墊板下設(shè)置10mm厚橡膠墊板。7. 轍叉組裝后，加工整修轍叉線形，加工翼軌1：20軌頂坡。8. 轍叉組裝采用國標（GB/T1228）10.9級高強度螺栓緊固件。施工扭力矩規(guī)定980N·m。9. 可焊接

8、的貝氏體鋼心軌單獨熱處理，可減少焊接熱影響區(qū)對其性能的影響。10. 叉跟軌焊接為二氧化碳氣體保護焊打底和埋弧焊蓋面自動焊接工藝。跟端扭轉(zhuǎn)1：40。11. 貝氏體鋼與叉跟軌（鋼軌）的對接焊接改手工電弧焊為閃光接觸焊接工藝，焊縫采用局部中頻電加熱熱處理。12. 貝氏體鋼與叉跟軌異種鋼閃光接觸焊的焊接接頭性能，型式試驗的主要技術(shù)指標達到了鐵道部制定的200km/h客運專線60AT鋼軌焊接暫行技術(shù)條件的要求。（貝氏體鋼焊接轍叉焊接完成后的心軌080斷面結(jié)構(gòu)）（加工翼軌1：20軌頂坡）改進后的貝氏體鋼焊接轍叉通過運營驗證，已達到預(yù)期目標。有的轍叉已安全運營3年半，貝鋼心軌磨損均勻，磨損速率較低；表面光亮

9、，至今未有傷損。使用壽命已通過運量總重2.2億噸以上，現(xiàn)在仍在運行。實踐證明貝氏體鋼焊接轍叉綜合性能既能滿足高耐磨要求，又能符合可焊接的要求，可以推廣使用。貝氏體鋼焊接轍叉新產(chǎn)品研制成功，是我國合金鋼轍叉制造史上的一項重大技術(shù)突破。綜上所述，貝氏體鋼焊接轍叉研制成功，填補了我國合金鋼轍叉制造史上的空白，該產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計，整體技術(shù)及綜合性能均在國內(nèi)領(lǐng)先，達到國際同類產(chǎn)品的先進水平。2. 現(xiàn)有研發(fā)和生產(chǎn)條件我公司有高級道岔和研究開發(fā)人員50人，擁有計算機仿真、有限元分析等先進的設(shè)計軟件，有一支能打硬仗的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、工藝設(shè)計隊伍，形成了一支緊密結(jié)合我國鐵路實際，掌握先進設(shè)計的道岔研發(fā)設(shè)計隊伍。近年來

10、，我們以技術(shù)創(chuàng)新作為新產(chǎn)品的開發(fā)基礎(chǔ)，聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)科研院校等強勢力量，積極完成鐵路第五次、第六次提速、秦沈客運專線及200km/h以下線路改造道岔近400種，并取得了近10項國家專利。多年來，我公司在道岔生產(chǎn)系統(tǒng)投入了近二億元進行技術(shù)改造，新增了道岔尖軌數(shù)控銑床、高錳鋼轍叉“VRH”造型生產(chǎn)線、高錳鋼轍叉數(shù)控銑床、GAA100/580型閃光對焊機、AT軌跟端熱模壓50MN液壓機、6MeV高能電子回旋加速器射線探傷等許多具有國際國內(nèi)先進水平的大型專用設(shè)備，使中鐵寶橋始終緊跟時代步伐，與時俱進，成為我國著名的道岔生產(chǎn)骨干企業(yè)。多次成功的技術(shù)改造使中鐵寶橋的道岔制造質(zhì)量和檔次始終處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，較

11、好地滿足了我國鐵路自1996年以來的連續(xù)5次大提速對提速道岔的需求和我國重載鐵路運輸發(fā)展的需要。3 . 科技成果轉(zhuǎn)化路線 貝氏體鋼焊接轍叉因技術(shù)含量高，使用壽命長、維修簡單和更換方便，據(jù)預(yù)測在未來的幾年中在國內(nèi)市場每年需要約3000個，同時其制造標準和國際同類產(chǎn)品標準接近，可爭取出口創(chuàng)匯。在研究制造初級階段，我們采用外協(xié)冶煉、鍛造毛坯，然后返回公司加工后組裝。由于外協(xié)冶煉和鍛造，導(dǎo)致其制造成本高，工期和進度也不易控制；如果增加一定的廠房，購置專用的冶煉爐（爐外精煉）、鍛造和熱處理專用設(shè)備，形成大批量生產(chǎn)的硬件裝備，進一步優(yōu)化制造工藝，就可以大幅度降低制造成本，有利于占有較大市場份額，以滿足鐵路

12、發(fā)展需求。三、 經(jīng)濟綜合分析1.市場前景為了滿足我國鐵路向高速、重載及線路提速改造，尤其是發(fā)展跨區(qū)間超長無縫線路的需求，高錳鋼轍叉本身固有的材質(zhì)和性能缺陷阻礙了其一定程度上的廣泛應(yīng)用，而貝氏體鋼焊接轍叉新產(chǎn)品，具有壽命長，可維修，可焊接的特點，適用我國重載、提速線路改造的需要，可以部分取代現(xiàn)在正線上鋪設(shè)的鑄造高錳鋼轍叉；由于貝氏體鋼轍叉心軌為焊接結(jié)構(gòu)，消除了現(xiàn)有的合金鋼拼接式轍叉存在的縫隙，整體穩(wěn)定性好，可以滿足200km/h以下線路發(fā)展跨區(qū)間超長無縫線路需要的固定式轍叉需求。根據(jù)市場分析，氏體鋼焊接轍叉國內(nèi)市場占有率保守估計可達30%。國外使用合金鋼轍叉的發(fā)展歷史表明，開始是嵌入式和拼接式結(jié)

13、構(gòu)，現(xiàn)在也發(fā)展為焊接式結(jié)構(gòu)。合金鋼轍叉在英國、德國、奧地利和美國使用的較多。據(jù)德國、奧地利介紹，他們的合金鋼轍叉的市場占有率約為市場總量的三分之一。1998年美國道岔專家和采購商看了我們當(dāng)時研制的樣品時表示，只要焊縫（樣品焊縫是手工電弧焊）質(zhì)量改進后，他們就可以購買。從現(xiàn)在香港、臺灣、東南亞、中亞、西亞等國家和地區(qū)在我公司購買道岔時，他們并不排除合金鋼焊接轍叉?，F(xiàn)在我們生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉焊接采用閃光接觸焊，焊縫的靜載和動載性能指標可達時速200km/h線路需要。因此，我們預(yù)計貝氏體鋼焊接轍叉在不久的將來打入國際市場前景看好。2. 經(jīng)濟效益分析（1）經(jīng)濟效益研制成功的貝氏體鋼焊接轍叉，不僅適應(yīng)

14、于重載、高速和提速線路的改造，還可以部分取代高錳鋼鑄造轍叉。目前該產(chǎn)品已在北京局、上海局、鄭州局等各大路局繁忙正線批量上道使用，用戶反映很好。到目前為止，該產(chǎn)品供不應(yīng)求，為我公司拓寬產(chǎn)品市場份額創(chuàng)造了極為有利的條件?，F(xiàn)階段，我們由于設(shè)備、廠房等制造手段制約，貝氏體鋼焊接轍叉每年的生產(chǎn)能力僅能達到1000個，但從目前需求和長遠發(fā)展看，在未來的幾年中，還遠不能滿足市場需求。據(jù)對市場分析預(yù)測，到2010年，市場需求至少可達年需3000個，如果再加上國際市場的需求，總需求量還會大幅上升，為了滿足國內(nèi)市場需求，公司經(jīng)充分調(diào)研論證，計劃在前期研發(fā)投入總費用已達1060萬元的基礎(chǔ)上，在未來二到三年中再投入1

15、200萬元人民幣，對設(shè)備進行擴能改造（技改項目明細見表一）。實現(xiàn)批量生產(chǎn)后，不僅可以完善公司道岔產(chǎn)品品種種類，更重要的是為公司今后主導(dǎo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及新產(chǎn)品的開發(fā)打下了良好基礎(chǔ)，可為公司贏得巨大的經(jīng)濟效益。更為重要的是可為鐵路工務(wù)部門減少頻繁更換轍叉所需要的開“天窗”時間，可大幅提高客、貨運效率，產(chǎn)生顯著的社會效益。貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)改造項目投資估算表表一：序號項目名稱設(shè)備名稱數(shù)量估算費用（萬元）1前期開發(fā)研制已實際投入110602建筑工程現(xiàn)有廠房改造1150 生產(chǎn)工藝布局調(diào)整180 3設(shè)備購置及改造1. 購置鍛造加熱爐（10t）150 2. 購置鍛造退火爐（10t）150 3

16、. 購置鍛造操作機（10t）、爐前夾持料機各1130 4. 改造電弧冶煉爐（10t）180 5. 購置爐外精煉設(shè)備（配套）1120 6. 機加工設(shè)備改造180 7. 購置鋼坯探傷設(shè)備1808. 購置熱處理爐及其設(shè)備1100 4工藝裝備鍛造工裝模具50冶煉鋼錠模100 機加工仿形刀具及輔助工裝50 熱處理輔助工裝30 5其它50 總費用合計：2260根據(jù)測算該項目通過技術(shù)改造達到設(shè)計生產(chǎn)能力后每年可生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉3000個，每個轍叉預(yù)計售價3萬元，成本2萬元。據(jù)此測算將為我公司帶來十分顯著的經(jīng)濟效益（具體詳見表二），項目將在達產(chǎn)后的5.38年收回2260萬元的全部投資。貝氏體鋼焊接轍叉科技

17、成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化項目經(jīng)濟效益評價分析表表二：項目名稱單位2006年2007年2008年2009年2010年及以后貝鋼轍叉產(chǎn)量個13001800230026003000平均單價萬元2.50 2.60 2.70 2.80 3.00 平均成本萬元1.96 1.97 1.98 1.99 2.00 銷售收入萬元3250.00 4680.00 6210.00 7280.00 9000.00 銷售成本萬元2548.00 3546.00 4554.00 5174.00 6000.00 期間費用萬元358.15 515.74 684.34 802.26 991.80 稅金萬元383.50 552.24 732.78 859.04 1062.00 凈利潤萬元-39.65 66.02 238.88 444.70 946.20 （2）社會效益因為貝氏體鋼轍叉性能優(yōu)良，