ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет» (ФГБОУ ВО «СибГИУ»):
А. А. Уманский, канд. техн. наук, доцент, кафедра металлургии черных металлов, эл. почта: umanskii@bk.ru

АО «ЕВРАЗ ЗСМК»:
А. В. Головатенко, канд. техн. наук, начальник рельсового производства

ФГБОУ ВО «СибГИУ», АО «ЕВРАЗ ЗСМК», Новокузнецк, Россия:
В. Н. Кадыков, канд. техн. наук, доцент, кафедра обработки металлов давлением и металловедения

Одной из основных задач, стоящих в настоящее время перед отечественной металлургией, является освоение производства длинномерных железнодорожных рельсов, соответствующих требованиям мировых стандартов. Запуск и начальный период эксплуатации первого в России универсального рельсобалочного стана на предприятии АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ ЗСМК»), основным сортаментом которого являются длинномерные (длиной до 100 м) железнодорожные рельсы, позволил выявить ряд существенных проблем. В частности, отсутствие научно обоснованных методик расчета сопротивления деформации рельсовых сталей является сдерживающим фактором при разработке и совершенствовании режимов прокатки. С целью решения указанной проблемы проведен комплекс экспериментальных исследований сопротивления деформации рельсовой стали марки Э78ХСФ на установке Hydrawedge II, входящей в состав комплекса для физического моделирования термомеханических процессов Gleeble System 3800. Обобщение и статистическая обработка полученных результатов позволили разработать статистическую модель зависимости сопротивления деформации от термомеханических параметров прокатки (температура, скорость и степень деформации) и химического состава стали, проверка адекватности которой в условиях рельсобалочного стана АО «ЕВРАЗ ЗСМК» показала достаточно высокую сходимость расчетных и фактических данных по условию прокатки. С использованием статистической модели расчета сопротивления деформации разработан новый режим прокатки железнодорожных рельсов в обжимных клетях рельсобалочного стана АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Основными отличительными особенностями которого явилось снижение количества проходов во второй обжимной клети и переход на «косорасположенные» рельсовые калибры с уклоном боковых стенок до 18 % на начальной стадии формирования рельсового профиля. Опытно-промышленное опробование нового режима прокатки рельсов показало его высокую технико-экономическую эффективность: зафиксировано уменьшение удельного расхода электроэнергии в обжимных клетях на 0,51 кВт·ч/т, снижение отбраковки рельсов по поверхностным дефектам прокатного происхождения на 0,5 %, снижение расхода прокатных валков второй обжимной клети на 0,51 кг/т, уменьшение такта прокатки в обжимных клетях на 10 с. Фактический экономический эффект составил 98,6 млн. руб/год.

1. Никитина Л. А. Состояние и перспективы развития производства проката в России и за рубежом. Ч. IV // Производство проката. 2000. № 11. С. 2–10.
2. Головатенко А. В., Уманский А. А., Дорофеев В. В. Основные тенденции развития рельсопрокатного производства в России и за рубежом // Металлургия: Технологии, инновации, качество : тр. XIX Междунар. науч.-практич. конф. — Новокузнецк, 2015. С. 10–16.
3. Головатенко А. В., Волков К. В., Александров И. В., Кузнецов Е. П., Дорофеев В. В., Сапелкин О. И. Ввод в эксплуатацию универсального рельсобалочного стана и освоение технологии производства рельсов на современном оборудовании в рельсобалочном цехе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» // Черная металлургия. 2014. № 6 (1374). С. 32–38.
4. Смирнов В. К., Бондин А. Р., Михайленко А. М. Исследование прокатки рельсов в универсальных клетях // Производство проката. 2002. № 12. С. 24–30.
5. Shilov V. A., Shvarts D. L., Litvinov R. A. Shaping of metal when rolling rails in universal grooves // Steel in Translation. 2008. Vol. 38. No. 3. P. 214–216.
6. Свейковски У., Нерзак Т. Производство рельсов высокого качества с использованием компактных универсальных клетей и технологий Rail Cool. Металлургическое производство и технология (МРТ) // Черные металлы. 2006. № 2. С. 50–56.
7. Desvallees. J., Faessey A., Gouth G., Mennel G. Universal rolling of rails — State of the art // Iron and Steel Engineer. 1987. March. P. 25–31.
8. Chen R., Wang P., Wei X. Track-Bridge longitudinal interaction of continuous welded rails on arch bridge // Mathematical Problems in Engineering. Vol. 2013(2013). — 8 p. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2013/494137
9. Kozan E., Burdett R. A railway capacity determination model and rail access charging methodologies // Transportation Planning and Technology. 2005. Vol. 28, Iss. 1. P. 27–45.
10. Fryba L. Thermal interaction of long welded rails with railway bridges // Rail International. 1985. Vol. 16. No. 3. P. 5–24.
11. Зюзин В. И., Бровман М. Я., Мельников А. Ф. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. — М. : Металлургия, 1964. — 270 с.
12. Головатенко А. В., Кадыков В. Н., Уманский А. А. Исследование энергосиловых параметров прокатки в клетях универсального рельсобалочного стана ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» с целью совершенствования режимов прокатки // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии : cб. науч. тр. — Москва–Новокузнецк, 2014. Вып. 33. С. 72–77.

13. Полухин П. И., Гун Г. Я., Галкин А. М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. — М. : Металлургия, 1983. — 352 с.
14. Перетятько В. Н., Темлянцев М. В., Филиппова М. В. Развитие теории и практики металлургических технологий : монография: в 3 т. / Т. 2. Пластичность и разрушение стали в процессах нагрева и обработки давлением. — М. : Теплотехник, 2010. — 352 с.
15. Ефимов В. Н., Бровман М. Я. Сопротивление деформации в процессах прокатки. — М. : Металлургия, 1996. — 254 с.
16. Калпин Ю. Г., Перфилов В. И., Петров П. А., Рябов В. А., Филиппов Ю. К. Сопротивление деформации и пластичность металлов при обработке давлением. — М. : Машиностроение, 2011. — 244 с.
17. Целиков А. И., Никитин Г. С., Рокотян С. Е. Теория продольной прокатки. — М. : Металлургия, 1980. — 320 с.