高速鐵路技術(shù)二-國(guó)內(nèi)外鋼軌及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)精選課件

國(guó)內(nèi)外鋼軌及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)周清躍鐵道科學(xué)研究院研發(fā)中心2019.1011/23/20221國(guó)內(nèi)外鋼軌及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)周清躍鐵道科學(xué)研究院研發(fā)中心9/24/作者簡(jiǎn)介周清躍，1982年浙江大學(xué)畢業(yè)，1986年鐵道科學(xué)研究院碩研畢業(yè)。曾擔(dān)任鐵道科學(xué)研究院金化所副所長(zhǎng)。現(xiàn)為鐵科院研發(fā)中心材料工程研究部常務(wù)副主任、主任研究員、博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事鐵路鋼軌的研究工作。發(fā)表論文近70篇，翻譯出版最新鋼軌標(biāo)準(zhǔn)匯編二部，主編《鋼軌的材質(zhì)性能及相關(guān)工藝》專著一部。為鐵道部青年科技拔尖人才，鐵道部首批〔37人〕專業(yè)技術(shù)帶頭人。榮獲第五屆詹天佑人才獎(jiǎng)，享受?chē)?guó)務(wù)院政府特貼。

11/23/20222作者簡(jiǎn)介周清躍，1982年浙江大學(xué)畢業(yè)，1986年鐵1國(guó)內(nèi)外鋼軌的生產(chǎn)2鋼軌斷面及長(zhǎng)度3現(xiàn)代鐵路對(duì)鋼軌的基本要求4國(guó)外鋼軌標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介5國(guó)內(nèi)鋼軌標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介6嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)保證鋼軌質(zhì)量11/23/202231國(guó)內(nèi)外鋼軌的生產(chǎn)9/24/202231國(guó)內(nèi)外鋼軌的生產(chǎn)

鋼軌的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝大致可分為三個(gè)部分，即冶煉、軋制和精整。以前鋼軌采用平爐冶煉、模鑄以及采用孔型法軋制生產(chǎn)，無(wú)論是鋼質(zhì)的潔凈性還是幾何尺寸等均不夠理想?，F(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)工藝主要體現(xiàn)在精煉、精軋、精整、質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)和長(zhǎng)尺化生產(chǎn)等方面。鋼軌的質(zhì)量得到了大幅度的提高。11/23/202241國(guó)內(nèi)外鋼軌的生產(chǎn)鋼軌的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝大致可分為三個(gè)部分，1.1現(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)技術(shù)1）鋼坯生產(chǎn) 現(xiàn)代化鋼軌生產(chǎn)一般采用精煉和連鑄工藝進(jìn)行，工藝流程為：生鐵脫硫預(yù)處理——氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉——除渣處理——LF爐外精煉——真空脫氣——連鑄等。通過(guò)脫硫預(yù)處理、爐外精煉和真空脫氣等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，使鋼質(zhì)潔凈。采用連鑄生產(chǎn)不僅提高金屬收得率和成材率，更重要的是提高了鑄坯的質(zhì)量。11/23/202251.1現(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)技術(shù)9/24/20225圖1鋼坯冶煉和連鑄系統(tǒng)

11/23/20226圖1鋼坯冶煉和連鑄系統(tǒng)9/24/20226圖2軌鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉

11/23/20227圖2軌鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉9/24/20227圖3軌鋼的四流方坯連鑄11/23/20228圖3軌鋼的四流方坯連鑄9/24/202282)鋼軌軋制、精整和質(zhì)量檢測(cè)鋼軌軋制工藝流程為：連鑄坯——步進(jìn)式加熱爐——高壓水除鱗——萬(wàn)能軋機(jī)軋制——鋼軌熱預(yù)彎——復(fù)合矯直——平直度在線檢測(cè)——渦流探傷——超聲波探傷——外觀檢查——鋸切，端頭精加工——入庫(kù)。步進(jìn)式加熱爐能使鋼坯均勻加熱；采用多級(jí)高壓水除鱗，可以保證鋼軌的表面質(zhì)量；用萬(wàn)能軋制技術(shù)生產(chǎn)，是現(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)的標(biāo)志之一。采用熱預(yù)彎，可減少殘余應(yīng)力和矯直噪音。11/23/202292)鋼軌軋制、精整和質(zhì)量檢測(cè)9/24/20229圖4采用萬(wàn)能軋機(jī)軋制鋼軌

11/23/202210圖4采用萬(wàn)能軋機(jī)軋制鋼軌9/24/202210圖5鋼軌熱預(yù)彎

11/23/202211圖5鋼軌熱預(yù)彎9/24/202211圖6鋼軌熱預(yù)彎

11/23/202212圖6鋼軌熱預(yù)彎9/24/202212圖7鋼軌平立復(fù)合矯直

11/23/202213圖7鋼軌平立復(fù)合矯直9/24/202213圖8激光輔助四面液壓矯直

11/23/202214圖8激光輔助四面液壓矯直9/24/2022143）鋼軌質(zhì)量檢測(cè)質(zhì)量檢測(cè)一般采用集中布置，包括平直度激光自動(dòng)檢測(cè)；渦流探傷；超聲波探傷；表面質(zhì)量在線肉眼檢查等。圖9鋼軌平直度激光自動(dòng)檢測(cè)

11/23/2022153）鋼軌質(zhì)量檢測(cè)圖9鋼軌平直度激光自動(dòng)檢測(cè)9/24/21.2與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的差距鞍鋼已于2019年底引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，完成了爐外精煉、真空脫氣、大方坯連鑄和萬(wàn)能法軋制鋼軌的技術(shù)改造，并已初步具備了生產(chǎn)50m長(zhǎng)定尺鋼軌的條件。攀鋼已于2019年底完成了鋼軌連鑄生產(chǎn)和精加工的技術(shù)改造，2019年底完成了萬(wàn)能法軋制生產(chǎn)長(zhǎng)定尺鋼軌的技術(shù)改造，現(xiàn)可以生產(chǎn)100m長(zhǎng)定尺鋼軌。包鋼已于98年完成了軌鋼精煉生產(chǎn)、02年完成了鋼軌的精整改造，目前萬(wàn)能法軋制長(zhǎng)定尺鋼軌的技術(shù)改造正在進(jìn)行之中。綜上所述，在鋼軌生產(chǎn)設(shè)備硬件配置方面，鞍鋼攀鋼已進(jìn)入世界一流水平，包鋼在今年年底也將達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但是，真正生產(chǎn)出具有世界一流水平的鋼軌，國(guó)內(nèi)鋼廠還有待努力。

11/23/2022161.2與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的差距9/24/2022162鋼軌斷面及長(zhǎng)度1865年美國(guó)首先用軋制方法生產(chǎn)工字型斷面的鋼軌。我國(guó)鋼軌生產(chǎn)大約是從1894年開(kāi)始。1953年鞍鋼生產(chǎn)43kg/m軌；1965年武鋼生產(chǎn)43kg/m軌；1970年包鋼生產(chǎn)50kg/m軌；1975年攀鋼生產(chǎn)50kg/m軌。世界多數(shù)國(guó)家出廠鋼軌的長(zhǎng)度約為12.5～36m。長(zhǎng)定尺鋼軌生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)效率和成材率；去掉鋼軌端部存在的矯直和探傷盲區(qū)；減少鋼軌焊接接頭，提高鋼軌使用的安全性及平順性。11/23/2022172鋼軌斷面及長(zhǎng)度1865年美國(guó)首先用軋制方法生產(chǎn)工字型斷面國(guó)別鋼軌斷面單重(kg/m)鋼軌長(zhǎng)度（m）美國(guó)AREA115(57kg/m)、AREA119(60kg/m)、AREA132(65kg/m)、AREA133(66kg/m)、AREA136(68kg/m)、AREA147(73kg/m)39ft(12m)、78ft(24m)、82ft(25m)俄羅斯50、65、7512.5、25日本30、37、40、50、6025、50法國(guó)54、6036、75（76）德國(guó)54、6036、120中國(guó)37、38、43、50、60、7512.5、25、50（100）表1鋼軌斷面和長(zhǎng)度

國(guó)外鋼軌的長(zhǎng)度：德國(guó)120m，法國(guó)80m，日本50m。國(guó)內(nèi)鞍鋼已可生產(chǎn)50m鋼軌，攀鋼和包鋼技術(shù)改造后可產(chǎn)100m。11/23/202218國(guó)別鋼軌斷面單重(kg/m)鋼軌長(zhǎng)度（m）美國(guó)AREA1153現(xiàn)代鐵路對(duì)鋼軌的基本要求客運(yùn)專線及高速鐵路對(duì)鋼軌的要求可以歸納為高的安全性、高的平直度以及高的幾何尺寸精度等方面，在歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)以及起草的暫行技術(shù)條件中有充分的體現(xiàn)。高的安全性不僅反映在要求鋼質(zhì)潔凈、表面無(wú)缺陷、低的軌底殘余拉應(yīng)力、優(yōu)良的韌塑性及焊接性能等方面，還反映在便于生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定和高可靠等方面。重載鐵路對(duì)鋼軌的要求主要體現(xiàn)在具有高的強(qiáng)度以提高其耐磨性、好的焊接性能等方面。11/23/2022193現(xiàn)代鐵路對(duì)鋼軌的基本要求客運(yùn)專線及高速鐵路對(duì)鋼軌的要求可4國(guó)外主要鋼軌標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介1）美國(guó)AREMA技術(shù)條件2019修訂版:AREMAManualforRailwayEngineering:SECTION2.1SPECIFICATIONSFORSTEELRAILS.2）前蘇聯(lián)/俄羅斯鋼軌標(biāo)準(zhǔn)：ГOCT24182-80，ГOCT18267-82，ГOCTP51685-2000。3）日本鋼軌標(biāo)準(zhǔn)：JISE1101，JISE1123，JISE1120—1994。11/23/2022204國(guó)外主要鋼軌標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介1）美國(guó)AREMA技術(shù)條件2019修4）國(guó)際鐵路聯(lián)盟：UIC860鋼軌供貨技術(shù)條件第八版（1986.7）。是流行較廣的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)之一，許多國(guó)家在鋼軌的國(guó)際采購(gòu)招標(biāo)中均使用這一標(biāo)準(zhǔn)。但由于國(guó)際鐵路聯(lián)盟工作重點(diǎn)發(fā)生變化，不再制定和修訂鋼軌標(biāo)準(zhǔn)，1986年制定的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)顯然不能滿足鐵路發(fā)展和冶金生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的要求。5）歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)：prEN13674-1：2019（E）<Railwayapplications-TrackRail-Part1Vignolerailwayrails46kg/mandabove>。1994年11月提出初稿，2019年2月提出第二稿，2019年第三稿面世，2000年確定了標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，2019年提出了最終審查稿。該標(biāo)準(zhǔn)全面反映了高速鐵路對(duì)鋼軌的要求，是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之一。在標(biāo)準(zhǔn)范圍中明確規(guī)定了該技術(shù)條件適用于高速鐵路。11/23/2022214）國(guó)際鐵路聯(lián)盟：UIC860鋼軌供貨技術(shù)條件第八版（196）prEN13674-2:2019(E)《與46kg/m及以上T型鋼軌》本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了歐洲鐵路用道岔鋼軌的有關(guān)要求11/23/2022226）prEN13674-2:2019(E)《與46kg/m1）《TB/T2344-2019：43kg/m~75kg/m熱軋鋼軌訂貨技術(shù)條件》適用于既有線熱軋鋼軌。該標(biāo)準(zhǔn)以歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)為采標(biāo)對(duì)象，兼顧到目前我國(guó)鋼軌生產(chǎn)廠正在進(jìn)行技術(shù)改造的的實(shí)際情況而制定。有的指標(biāo)低于《250km/h客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》。5國(guó)內(nèi)鋼軌標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介11/23/2022231）《TB/T2344-2019：43kg/m~75kg/m

2）《TB/T2635-2019:熱處理鋼軌技術(shù)條件》適用于既有線熱處理鋼軌。3）《250km/h客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技函[2019]298號(hào)）適用于新建250km/h客運(yùn)專線。該技術(shù)條件以歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)為采標(biāo)對(duì)象，采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的B級(jí)平直度及幾何尺寸的要求，并在試驗(yàn)方法等方面兼顧國(guó)內(nèi)習(xí)慣。11/23/2022242）《TB/T2635-2019:熱處理鋼軌技術(shù)條件》9/4）《350km/h客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技[2019]120號(hào)）適用于新建350km/h客運(yùn)專線。該技術(shù)條件以歐洲鋼軌標(biāo)準(zhǔn)為采標(biāo)對(duì)象，采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的A級(jí)平直度及幾何尺寸的要求（為頂極標(biāo)準(zhǔn)），并在試驗(yàn)方法等方面兼顧國(guó)內(nèi)習(xí)慣。5）《客運(yùn)專線60AT鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技函[2019]101號(hào)）適用于新建客運(yùn)專線。該標(biāo)準(zhǔn)以歐洲道岔鋼軌標(biāo)準(zhǔn)為采標(biāo)對(duì)象，結(jié)合國(guó)內(nèi)鋼種以及試驗(yàn)方法等方面的國(guó)內(nèi)習(xí)慣。11/23/2022254）《350km/h客運(yùn)專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》（6）《250km/h和350km/h客運(yùn)專線鋼軌檢驗(yàn)驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》（鐵建設(shè)函[2019]402號(hào)）等。適用于客運(yùn)專線鋼軌的用戶檢驗(yàn)11/23/2022266）《250k