高速鐵路技術(shù)資料二-國內(nèi)外鋼軌及其技術(shù)標準

30三月2023高速鐵路技術(shù)資料二——國內(nèi)外鋼軌及其技術(shù)標準作者簡介周清躍，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)。曾擔任鐵道科學(xué)研究院金化所副所長?，F(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準匯編二部，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，享受國務(wù)院政府特貼。

3/30/202321國內(nèi)外鋼軌的生產(chǎn)2鋼軌斷面及長度3現(xiàn)代鐵路對鋼軌的基本要求4國外鋼軌標準簡介5國內(nèi)鋼軌標準簡介6嚴格執(zhí)行標準保證鋼軌質(zhì)量3/30/202331國內(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)量自動檢測和長尺化生產(chǎn)等方面。鋼軌的質(zhì)量得到了大幅度的提高。3/30/202341.1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。通過脫硫預(yù)處理、爐外精煉和真空脫氣等先進設(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。3/30/20235圖1鋼坯冶煉和連鑄系統(tǒng)

3/30/20236圖2軌鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉

3/30/20237圖3軌鋼的四流方坯連鑄3/30/202382)鋼軌軋制、精整和質(zhì)量檢測鋼軌軋制工藝流程為：連鑄坯——步進式加熱爐——高壓水除鱗——萬能軋機軋制——鋼軌熱預(yù)彎——復(fù)合矯直——平直度在線檢測——渦流探傷——超聲波探傷——外觀檢查——鋸切，端頭精加工——入庫。步進式加熱爐能使鋼坯均勻加熱；采用多級高壓水除鱗，可以保證鋼軌的表面質(zhì)量；用萬能軋制技術(shù)生產(chǎn)，是現(xiàn)代鋼軌生產(chǎn)的標志之一。采用熱預(yù)彎，可減少殘余應(yīng)力和矯直噪音。3/30/20239圖4采用萬能軋機軋制鋼軌

3/30/202310圖5鋼軌熱預(yù)彎

3/30/202311圖6鋼軌熱預(yù)彎

3/30/202312圖7鋼軌平立復(fù)合矯直

3/30/202313圖8激光輔助四面液壓矯直

3/30/2023143）鋼軌質(zhì)量檢測質(zhì)量檢測一般采用集中布置，包括平直度激光自動檢測；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檢測

3/30/2023151.2與國外先進國家的差距鞍鋼已于2002年底引進國外先進設(shè)備和技術(shù)，完成了爐外精煉、真空脫氣、大方坯連鑄和萬能法軋制鋼軌的技術(shù)改造，并已初步具備了生產(chǎn)50m長定尺鋼軌的條件。攀鋼已于2003年底完成了鋼軌連鑄生產(chǎn)和精加工的技術(shù)改造，2004年底完成了萬能法軋制生產(chǎn)長定尺鋼軌的技術(shù)改造，現(xiàn)可以生產(chǎn)100m長定尺鋼軌。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，目前萬能法軋制長定尺鋼軌的技術(shù)改造正在進行之中。綜上所述，在鋼軌生產(chǎn)設(shè)備硬件配置方面，鞍鋼攀鋼已進入世界一流水平，包鋼在今年年底也將達到國際先進水平。但是，真正生產(chǎn)出具有世界一流水平的鋼軌，國內(nèi)鋼廠還有待努力。

3/30/2023162鋼軌斷面及長度1865年美國首先用軋制方法生產(chǎn)工字型斷面的鋼軌。我國鋼軌生產(chǎn)大約是從1894年開始。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)國家出廠鋼軌的長度約為12.5～36m。長定尺鋼軌生產(chǎn)的優(yōu)點：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。3/30/202317國別鋼軌斷面單重(kg/m)鋼軌長度（m）美國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54、6036、75（76）德國54、6036、120中國37、38、43、50、60、7512.5、25、50（100）表1鋼軌斷面和長度

國外鋼軌的長度：德國120m，法國80m，日本50m。國內(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。3/30/2023183現(xiàn)代鐵路對鋼軌的基本要求客運專線及高速鐵路對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，在歐洲鋼軌標準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。重載鐵路對鋼軌的要求主要體現(xiàn)在具有高的強度以提高其耐磨性、好的焊接性能等方面。3/30/2023194國外主要鋼軌標準簡介1）美國AREMA技術(shù)條件2004修訂版:AREMAManualforRailwayEngineering:SECTION2.1SPECIFICATIONSFORSTEELRAILS.2）前蘇聯(lián)/俄羅斯鋼軌標準：ГOCT24182-80，ГOCT18267-82，ГOCTP51685-2000。3）日本鋼軌標準：JISE1101，JISE1123，JISE1120—1994。3/30/2023204）國際鐵路聯(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準之一，許多國家在鋼軌的國際采購招標中均使用這一標準。但由于國際鐵路聯(lián)盟工作重點發(fā)生變化，不再制定和修訂鋼軌標準，1986年制定的鋼軌標準顯然不能滿足鐵路發(fā)展和冶金生產(chǎn)技術(shù)進步的要求。5）歐洲鋼軌標準：prEN13674-1：2002（E）<Railwayapplications-TrackRail-Part1Vignolerailwayrails46kg/mandabove>。1994年11月提出初稿，1996年2月提出第二稿，1998年第三稿面世，2000年確定了標準號，2002年提出了最終審查稿。該標準全面反映了高速鐵路對鋼軌的要求，是當今世界上最先進、最嚴格的標準之一。在標準范圍中明確規(guī)定了該技術(shù)條件適用于高速鐵路。3/30/2023216）prEN13674-2:2003(E)《與46kg/m及以上T型鋼軌》本標準規(guī)定了歐洲鐵路用道岔鋼軌的有關(guān)要求3/30/2023221）《TB/T2344-2003：43kg/m~75kg/m熱軋鋼軌訂貨技術(shù)條件》適用于既有線熱軋鋼軌。該標準以歐洲鋼軌標準為采標對象，兼顧到目前我國鋼軌生產(chǎn)廠正在進行技術(shù)改造的的實際情況而制定。有的指標低于《250km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》。5國內(nèi)鋼軌標準簡介3/30/202323

2）《TB/T2635-2004:熱處理鋼軌技術(shù)條件》適用于既有線熱處理鋼軌。3）《250km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技函[2005]298號）適用于新建250km/h客運專線。該技術(shù)條件以歐洲鋼軌標準為采標對象，采用歐洲標準中規(guī)定的B級平直度及幾何尺寸的要求，并在試驗方法等方面兼顧國內(nèi)習(xí)慣。3/30/2023244）《350km/h客運專線60kg/m鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技[2004]120號）適用于新建350km/h客運專線。該技術(shù)條件以歐洲鋼軌標準為采標對象，采用歐洲標準中規(guī)定的A級平直度及幾何尺寸的要求（為頂極標準），并在試驗方法等方面兼顧國內(nèi)習(xí)慣。5）《客運專線60AT鋼軌暫行技術(shù)條件》（鐵科技函[2005]101號）適用于新建客運專線。該標準以歐洲道岔鋼軌標準為采標對象，結(jié)合國內(nèi)鋼種以及試驗方法等方面的國內(nèi)習(xí)慣。3/30/2023256）《250km/h