钢轨生产技术.ppt

2 2钢轨种类及断面特性钢轨种类及断面特性 钢轨生产技术钢轨生产技术 1 1钢轨发展概况钢轨发展概况 3 3钢轨轧制生产工艺钢轨轧制生产工艺4 4钢轨钢研究现状与未来钢轨钢研究现状与未来1 11 1 钢轨的起源及演变钢轨的起源及演变 q铁路运输是在铁路运输是在16161717世纪由马车运输发展起来的世纪由马车运输发展起来的q钢轨最早的形式是木质轨钢轨最早的形式是木质轨q大约大约17671767年出现铸铁轨年出现铸铁轨, ,标志钢轨的开始标志钢轨的开始vm m长的铸铁板长的铸铁板q蒸蒸汽汽机机作作为为动动力力牵牵引引货货车车和和客客车车，推推动动了了铁铁路路运运输输和钢轨的发展和钢轨的发展v英英国国人人乔乔治治史史蒂蒂文文森森在在18291829年年他他设设计计出出了了被被称称为为“火箭火箭”的机车1 11 1 钢轨的起源及演变钢轨的起源及演变 q从从17671767年年以以后后一一直直到到大大约约18301830年年，人人们们一一直直是是生生产产、使使用用铸铸铁铁轨轨，这这种种铸铸铁铁轨轨大大多多为为T T字字形形状状，车车轮轮在在轨头突缘的限制下可防止下道轨头突缘的限制下可防止下道 q18311831年年波波奥奥奥奥埃埃伯伯设设计计出出单单重重1818kgkg工工字字形形轨轨，其断面轮廓已接近我们现代钢轨。

其断面轮廓已接近我们现代钢轨q在在这这之之后后又又有有人人设设计计出出U U形形断断面面轨轨和和其其他他形形状状轨轨，但这些断面轨均在行车实贱中逐步被淘汰但这些断面轨均在行车实贱中逐步被淘汰q到到18581858年年，钢钢轨轨的的形形状状基基本本固固定定下下来来，即即工工字字形形面面，那时的钢轨单重达那时的钢轨单重达3838kgkg 1 11 1 钢轨的起源及演变钢轨的起源及演变 qkgkgq从从那那时时起起直直到到现现在在，经经历历了了130130余余年年，钢钢轨轨断断面面形形状状几几经经修修改改变变化化，但但基基本本上上保保持持了了18651865年年所所设设计计的的工字形断面形状工字形断面形状q由于机车动力的扩大，钢轨断面尺寸随之不断增加由于机车动力的扩大，钢轨断面尺寸随之不断增加qkgkg，kgkg，kgkg轨轨qkgkg重型轨 1 12 2 钢轨的发展趋势钢轨的发展趋势 q普遍采用重型断面钢轨普遍采用重型断面钢轨v5050年年代代平平均均轨轨重重43435050kgkgm m，6060年年代代平平均均轨轨重重 49495252kgkgm m，7070年代平均轨重年代平均轨重52526565kgkgm m。

v目前各国铁路采用钢轨的最大单重为：目前各国铁路采用钢轨的最大单重为：中国中国6060kgkgm m及及7575kgkgm m轨轨前苏联前苏联6565kgkgm m及及7575kgkgm m轨轨日日本本6060kgkgm m轨轨，法法国国6060kgkgm m轨轨，英英国国5757kgkgm m轨轨，美国美国6868kgkgm m，意大利意大利6464kgkgm m轨，波兰轨，波兰6060kgkgm m轨 1 12 2 钢轨的发展趋势钢轨的发展趋势 q普遍采用重型断面钢轨普遍采用重型断面钢轨v从钢轨单重看各国普遍认为：从钢轨单重看各国普遍认为：在在大大轴轴重重、大大运运量量的的重重载载线线路路上上应应使使用用60607575kgkgm m钢轨在在车车速速小小于于160160kmkmh h的的普普通通客客运运线线路路上上应应使使用用50506060kgkgm m钢轨钢轨在在车车速速超超过过160160kmkmh h的的准准高高速速及及高高速速线线路路上上应应采采用用60606565kgkgm m钢轨 1 12 2 钢轨的发展趋势钢轨的发展趋势 q研究开发马氏体或贝氏体钢轨钢研究开发马氏体或贝氏体钢轨钢 v在在钢钢轨轨的的材材质质上上随随着着钢钢轨轨工工作作条条件件的的不不断断苛苛刻刻，对对钢钢轨轨性性能能也也逐逐步步提提出出了了更更高高要要求求，要要求求钢钢轨轨钢钢的的抗抗拉拉强强度度从从800800MPaMPa到到900900MPaMPa到到11001100MPaMPa，硬硬度度从从300300HBHB到到350350HBHB到到388388HBHB。

v开开发发了了碳碳素素钢钢轨轨钢钢，且且研研制制了了合合金金钢钢轨轨钢钢和和热热处处理理钢轨钢v目目前前正正开开始始研研究究马马氏氏体体或或贝贝氏氏体体钢钢轨轨钢钢，以以获获得得比比珠光体钢更好的断裂韧性、耐磨性和抗疲劳性能珠光体钢更好的断裂韧性、耐磨性和抗疲劳性能 1 13 3 中国钢轨的发展中国钢轨的发展 q我我国国的的钢钢轨轨生生产产大大约约是是从从18941894年年开开始始的的，由由湖湖北北汉汉阳铁厂生产阳铁厂生产vkgkgm mkgkgm m的各种断面钢轨的各种断面钢轨q建建国国后后，先先后后兴兴建建了了鞍鞍钢钢大大型型厂厂、武武钢钢大大型型厂厂、包包钢轨梁厂和攀钢轨梁厂等钢轨梁厂和攀钢轨梁厂等v这这些些厂厂经经过过多多年年现现代代化化改改造造，现现已已形形成成钢钢轨轨生生产产能能力达力达150150万万t ta a 2 21 1 钢轨的品种钢轨的品种 q根据用途的不同，现代钢轨可以分为三类：根据用途的不同，现代钢轨可以分为三类：v矿山铁路用轻轨、客货运铁路用重轨、吊车轨矿山铁路用轻轨、客货运铁路用重轨、吊车轨q根据钢种的不同，钢轨又可以分为：根据钢种的不同，钢轨又可以分为：v碳素轨、合金轨和热处理轨三种。

碳素轨、合金轨和热处理轨三种q按钢轨的力学性能，通常钢轨分为三类：按钢轨的力学性能，通常钢轨分为三类：v普通轨，它是指抗张强度不小于普通轨，它是指抗张强度不小于800800MPsMPs的钢轨；的钢轨；v高强轨，它是指抗拉强度不小于高强轨，它是指抗拉强度不小于900900MPaMPa的钢轨；的钢轨；v耐磨轨，它是指抗拉强度不小于耐磨轨，它是指抗拉强度不小于11001100MPaMPa的钢轨 2 21 1 钢轨的品种钢轨的品种 q矿山铁路用轻轨矿山铁路用轻轨v中中国国主主要要有有：9 9kgkgm m、12kg12kgm m、15kg15kgm m、22kg22kgm m、30kg30kgm m五种五种v日日本本主主要要有有：6 6kgkgm m、9kg9kgm m、10kg10kgm m、12kg12kgm m、15kg15kgm m、22kg22kgm m六种q客货运铁路重轨客货运铁路重轨v中中国国主主要要有有：3838kgkgm m、43kg43kgm m、50kg50kgm m、60kg60kgm m、75kg75kgm m五种v日日本本主主要要有有：3030kgkgm m、37kg37kgm m、40kg40kgm m、50kg50kgm m、60kg60kgm m五种。

五种2 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 q铁铁路路车车速速和和轴轴重重的的不不断断提提高高，要要求求钢钢轨轨具具有有更更大大的的刚度和更好的耐磨性刚度和更好的耐磨性q为为使使钢钢轨轨具具有有足足够够的的刚刚度度，可可适适当当增增加加钢钢轨轨高高度度，以保证钢轨有大的水平惯性矩以保证钢轨有大的水平惯性矩q同同时时为为使使钢钢轨轨有有足足够够的的稳稳定定性性，在在设设计计轨轨底底宽宽度度时时应尽可能选择宽一些应尽可能选择宽一些q为为使使刚刚度度与与稳稳定定性性匹匹配配最最佳佳，各各国国通通常常在在设设计计钢钢轨轨断断面面时时控控制制其其轨轨高高与与底底宽宽之之比比，即即H HB B一一般般H HB B控制在控制在1.151.151.2481.2482 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 q改进轨头断面设计也是提高刚度和耐磨性方法之一改进轨头断面设计也是提高刚度和耐磨性方法之一q各各国国在在轨轨头头踏踏面面设设计计上上遵遵循循了了这这样样一一条条原原则则：轨轨顶顶踏踏面面圆圆弧弧尽尽量量符符合合车车轮轮踏踏面面的的尺尺寸寸，即即采采用用了了轨轨头头在接近磨耗后的踏面圆弧尺寸。

在接近磨耗后的踏面圆弧尺寸vUICUIC的的6060kgkgm m钢轨，轨头圆弧钢轨，轨头圆弧R300R80R13R300R80R13；vkgkgm m钢轨，轨头圆弧钢轨，轨头圆弧R254R31.75R9.52R254R31.75R9.52；v前前苏苏联联的的6565kgkgm m钢钢轨轨，轨轨头头圆圆弧弧R500R80R15R500R80R15；2 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 v日本的日本的6060kgkgm m钢轨，轨头圆弧钢轨，轨头圆弧R600R50R13R600R50R13v中中国国的的6060kgkgm m和和7575kgkgm m轨轨头头圆圆弧弧R300R80R13R300R80R13和和R500R80R15 R500R80R15 v现现代代钢钢轨轨轨轨头头断断面面设设计计的的主主要要特特点点是是采采用用复复曲曲线线，三个半径三个半径v在在轨轨头头侧侧面面则则采采用用上上窄窄下下宽宽的的直直线线型型，直直线线斜斜度度一一般为般为1:201:201:401:40v在在轨轨头头下下腭腭处处多多采采用用斜斜度度较较大大的的直直线线，其其斜斜度度一一般般为为1:31:31:41:4。

2 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 q在在轨轨头头与与轨轨腰腰过过渡渡区区为为减减少少应应力力集集中中所所造造成成的的裂裂缝缝，增增加加鱼鱼尾尾板板与与钢钢轨轨间间的的摩摩擦擦阻阻力力，在在轨轨头头与与轨轨腰腰过过渡区也采用复曲线，在腰部采用大半径设计渡区也采用复曲线，在腰部采用大半径设计vUICUIC的的6060kgkgm m钢钢轨轨，其其轨轨头头与与腰腰过过渡渡区区采采用用R7R7R35R120R35R120v日日本本的的6060kgkgm m轨轨，其其轨轨头头与与腰腰过过渡渡区区采采用用R19R19R19R500R19R5002 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 q在在轨轨腰腰与与轨轨底底过过渡渡区区，为为实实现现断断面面平平稳稳过过渡渡，也也采采用复曲线设计，逐步过渡与轨底斜度平滑相连用复曲线设计，逐步过渡与轨底斜度平滑相连vUIC60kgUIC60kgm m轨，采用轨，采用R120R35R7R120R35R7；v日本日本6060kgkgm m轨，采用轨，采用R500R19R500R19；v中国的中国的6060kgkgm m轨，采用轨，采用R400R20R400R20。

2 22 2 钢轨断面特点和发展趋势钢轨断面特点和发展趋势 q轨轨底底底底部部全全是是采采用用平平底底，以以使使其其断断面面有有很很好好的的稳稳定定性性轨轨底底端端面面均均采采用用直直角角，然然后后用用小小半半径径圆圆角角，一一般采用般采用R4R4R2R2q轨轨底底内内侧侧多多采采用用两两组组斜斜线线设设计计，斜斜线线斜斜度度有有的的采采用用双斜度，也有的采用单斜度双斜度，也有的采用单斜度vUIC60kgUIC60kgm m轨，采用轨，采用1:2.75+1:141:2.75+1:14双斜度；双斜度；v日本的日本的6060kgkgm m轨，则采用轨，则采用1:41:4单斜度；单斜度；v中国中国6060kgkgm m轨采用轨采用1:3+1:91:3+1:9双料度3 31 1 现代钢轨生产工艺现代钢轨生产工艺 q目前，世界上主要采用两种现代钢轨生产工艺：目前，世界上主要采用两种现代钢轨生产工艺：v长流程工艺、短流程工艺长流程工艺、短流程工艺 3 31 1 现代钢轨生产工艺现代钢轨生产工艺 3 31 1 现代钢轨生产工艺现代钢轨生产工艺 3 32 2 钢轨轧制孔型系统钢轨轧制孔型系统 q钢钢轨轨孔孔型型系系统统分分为为两两类类：一一类。