Аннотация
В работе представлены результаты исследования технологического процесса производства железнодорожных колес, направленные на снижение расходного коэффициента металла, материальных и энергетических затрат, повышение стабильности характеристик качества и долговечности колес. В ОАО «ЕВРАЗ НТМК» выполнена комплексная широкомасштабная работа, найдены и внедрены в производство новые технические решения совершенствования конвертерного передела и внепечной обработки стали, получения слитка на МНЛЗ, освоения новых технологических схем деформационной обработки при штамповке, прокатке, прессовой гибке, правке и калибровке колеса.
В результате совмещения операций осадки, разгонки и калибровки заготовки на стадии предварительной штамповки, а также применения способа самоцентрирования поковки в штампах окончательной формовки обеспечено повышение точности чернового колеса и уменьшение массы исходной заготовки. Прессопрокатная линия имеет высокий уровень автоматизации всех операций, а метрологическое обеспечение технологического процесса способствует появлению рекомендаций по корректировке параметров настройки в режиме реального времени и минимизации брака. Ужесточение требований точности нагрева колес под закалку и использование рациональной скорости охлаждения обода колеса на закалочных столах способствовали освоению производства твердых (320 НВ) и особо твердых (350 НВ) колес со стабильными показателями качества. Эксплуатационные характеристики железнодорожных колес увеличены в 1,5 раза, в том числе благодаря внедрению полнопрофильной механической обработки колеса, дробеметному упрочнению диска и ужесточению приборного ультразвукового и магнитолюминисцентного способов контроля качества.
Ключевые слова
Железнодорожное колесо; литая заготовка; штампы; штамповка; внепечная обработка стали; непрерывная разливка; модификация; вакуумирование; компьютерное моделирование; метрология; точность размеров; закалка; отпуск; механическая обработка; дробеметное упрочнение; приборный контроль качества.
1. Кушнарев А.В. Использование инжекционных технологий внепечной десульфурации ванадийсодержащего чугуна-полупродукта в конвертерном цехе НТМК // Металлург. 2004. № 10. С. 36–38.
2. Кушнарев А.В., Смирнов Л.А. Современное состояние и перспективы переработки титано-магнетитового ванадийсодержащего сырья в России // Черная металлургия. Бюл. науч.-техн. и экон. информации. 2013. № 5. С. 3–20.
3. Разработка и развитие передела ванадийсодержащих чугунов кислородно-конвертерным процессом / А.В. Кушнарев [и др.] // Сталь. 2013. № 9. С. 32–36.
4. Кушнарев А.В. Новая технология производства колесной стали в ОАО «ЕВРАЗ НТМК» // Черные металлы. 2014. № 3. С. 33–37.
5. Кушнарев А.В. Повышение качества непрерывнолитого слитка из колесной стали в ОАО «ЕВРАЗ НТМК» // Черные металлы. 2014. № 3. С. 28–32.
6. Кушнарев А.В., Богатов А.А., Кропотов В.А. Выбор рационального соотношения обжатий при штамповке и прокатке железнодорожных колес // Производство проката. 2010. № 3. С. 21–24.
7. Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес : пат. 2335373 Рос. Федерация : МПК С 2 В 21 К 1/28 (2006.01), В 21 Н 1/04 (2006.01) / Кушнарев А.В., Киричков А.А., Шестак В.Д., Петренко Ю.П., Васильев А.А., Султинских И.Е., Зудов А.Ф.; патентообладатель ОАО «НТМК». № 2006128068/02 ; заявл. 01.08.2006; опубл. 10.10.2008, Бюл. № 28.
8. Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес: пат. 2404009 Рос. Федерация: МПК В 21 Н 1/04 (2006.01), В 21 К 1/28 (2006.01) / Кушнарев А.В., Богатов А.А., Киричков А.А., Кропотов В.А., Шестак В.Д., Петренко Ю.П.; патентообладатель ОАО «НТМК». № 2008115847/02; заявл. 21.04.2008; опубл. 20.11.2010, Бюл. № 32.
9. Кушнарев А.В., Богатов А.А., Кропотов В.А. Математическое моделирование черновой и чистовой штамповки непрерывнолитых заготовок, используемых при производстве железнодорожных колес // Кузнечно-штамповочное производство. 2010. № 1. С. 34–38.
10. Развитие и освоение в ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» новой технологии производства железнодорожных колес высокого качества / А.В. Кушнарев [и др.] // Производство проката. 2008. № 1. С. 24–28.
11. Introduction of wheel production on a new pressing and rolling line / A. V. Kushnarev [et. al.] // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. № 12. P. 1098–1100.
12. Production of high-quality railroad wheels / A.V. Kushnarev [et. al.] // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. № 3. P. 268–272.
13. Кушнарев А.В. Разработка научных основ и внедрение современной технологии производства железнодорожных колес с высокими эксплуатационными характеристиками // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении / под. ред. А.А. Богатова. Екатеринбург, 2013. С. 626–637; Заготовительные производства в машиностроении. 2013. № 1. С. 17–26.
14. Improved wheel rolling / A.V. Kushnarev [et. al.] // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. № 5. P. 485–487.
15. Кушнарев А.В. Разработка и теоретическое исследование новых способов изготовления железнодорожных колес на ОАО «НТМК» / А.В. Кушнарев, науч. консультант, проф. А.А. Богатов; ГОУ ВПО «Уральский гос. техн. ун-т им. первого Президента России Б.Н. Ельцина; ОАО «Нижнетагильский металлург. комбинат». Нижний Тагил, 2009. 46 с.
16. Кушнарев А.В., Богатов А.А. Теоретический метод оценки точности поковок и железнодорожных колес // Производство проката. 2015. №9. С. 23–26.
17. Стойкость штампового инструмента при изготовлении железнодорожных колес / А.В. Кушнарев [и др.] // Производство проката. 2015. №5. С. 46–48.
18. Структурно-фазовые превращения при непрерывном охлаждении сталей для цельнокатаных железнодорожных колес / А.В. Кушнарев [и др.] // Сталь. 2014. № 4. С. 78–83.
19. Теоретическое обоснование и отработка конкретных режимов термообработки колес с целью получения твердости 320-360НВ: аннотированный отчет: работа Д 1084/2006 / Трансметалл.
20. Разработка технологии изготовления цельнокатаных колес с твердостью обода 350-390НВ на новом термоучастке КБЦ ОАО «НТМК»: аннотированный отчет: Работа ДГНТ3-2679.-2010. ИСО-лаб.
21. Определение влияния скорости охлаждения на превращения переохлажденного аустенита в сталях: технический отчет. Работа ДГНТ3-00-7408/2013 / ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».
22. Современный комплекс термообработки железнодорожных колес / А.В. Кушнарев [и др.] // Черная металлургия. Бюл. науч.-техн. и экон. информации. 2010. № 4. С. 38–39.
23. Производство на ОАО «НТМК» колес повышенной твердости / С.В. Филатов [и др.] // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2011. № 3. С. 52–57.
24. Способ термической обработки железнодорожных колес : пат. 2451093 Рос. Федерация : МПК С 21 D 9/34 (2006.01) / Кушнарев А.В., Фомичев М.С., Киричков А.А., Теляшов Н.В., Тимофеев В.В., Петренко Ю.П., Флатов В.Г.; патентообладатель ОАО «НТМК». № 2010112161/02; заявл. 29.03.2010; опубл. 20.05.2012, Бюл. № 14.
25. Технология производства железнодорожных колес повышенной твердости из стали Т / А.В. Кушнарев [и др.] // Сталь. 2011. № 11. С. 122–124.
26. Научное обоснование и внедрение новой технологии и оборудования для термической обработки колес / А.В. Кушнарев [и др.] // Черная металлургия. Бюл. науч.-техн. и экон. информации. 2015. №6. С. 19–23.