Інноваційні рішення проблеми організації виробництва рейок найвищого гатунку в Україні

Медовар, ЛБ
Стовпченко, ГП
Полішко, ГО
Сибір, АВ
Коломієць, ДВ
Костецький, ЮВ
Nauka innov. 2019, 15(6):37-48
https://doi.org/10.15407/scin15.06.037
Рубрика: Наукові основи інноваційної діяльності
Мова: Українська
Анотація: 
Вступ. Розвиток залізничного транспорту є необхідним чинником національного розвитку та європейської інтеграції України.
Проблематика. Станом на сьогодні понад 80 % рейок в коліях вітчизняної залізниці не відповідають вимогам швидкісного руху та пропуску великовагових поїздів і потребують заміни. Наразі ПАТ «Укрзалізниця» купує рейки за кордоном, що потребує суттєвих валютних затрат, а тому налагодження в країні виробництва високоякісних магіст ральних та вістрякових рейок стає нагальною необхідністю. 
Мета. Розробка інноваційних варіантів організації виробництва рейок преміум класу в Україні.
Матеріали й методи. Рейкова сталь. Експериментальні плавки і металографічні дослідження (оптична та електронна мікроскопія).
Результати. Експериментально доведено високу однорідність (високу чистоту границь та дисперсність первинних зерен, малу міжламельну відстань перліту) та підвищений рівень властивостей рейкового металу, який виготовлено традиційним електрошлаковим переплавленням (ЕШП), та аналогічні показники металу зі зливків, вироблених ЕШП в струмопідвідному кристалізаторі з вдвічі вищою швидкістю формування. Експериментами зі швидкісним ЕШП та випробуванням фторидного шлаку в кристалізаторі реальної машини безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) створено технологічне підґрунтя гібридного процесу безперервного литва з електрошлаковим підігрівом меніску струмопідвідним кристалізатором (БЛ+ЕШП).
Висновки. ЕШП дозволяє зменшити мінімальну порогову швидкість розливу на МБЛЗ, покращити щільність та однорідність металу осьової зони й зберегти високу якість поверхні заготівки. Розроблені й запропоновані перспективні варіанти технологічних схем електрошлакового переплавленняу відпрацьованих рейок з одержанням заготовок з перетином, наближеним до профілю рейки, з використанням декількох сучасних печей ЕШП спеціальної конструкції забезпечать потребу ПАТ «Укрзалізниця» в магістральних та/або вістрякових рейках преміум якості.
Ключові слова: вістрякові рейки, гібридний процес, ЕШП, залізничні магістральні рейки, МБЛЗ, переробка відпрацьованих рейок, рейкові сталі
Посилання: 
1. Про схвалення Національної транспортної стратегії України на період до 2030 року.
URL: https://www.kmu.gov.ua/ua/npas/pro-shvalennya-nacionalnoyi-transportnoyi...
(дата звернення: 13.06.2018).
2. Sirong Yi Dynamic Analysis of High-Speed Railway Alignment: Theory and Practice,
URL: https://www.sciencedirect.com/science/book/9780128128879
(дата звернення: 15.06.2018).
3. Рынок рельсов: российская продукция вытесняет импорт.
URL: http://www.indexbox.ru/news/rossijskie-relsy-vytesnyayut-import/2016:Ind...
(дата звернення: 15.06.2018).
4. «Укрзализныця» переходит на рельсы высшей категории, которые изготовлены «Азовсталью».
URL: http://mrpl.city/news/view/ukrzaliznytsya-perehodit-na-relsy-vysshej-kat...
(дата звернення: 31.07.2018).
5. АЗОВСТАЛЬ планирует освоить производство рельсов нового образца.
URL: http:// https://azovstal.metinvestholding.com/ru/press/news/show/2589
(дата звернення: 31.07.2018).
6. Медовар Л.Б., Стовпченко Г.П., Полішко Г.О., Педченко Є.О., Зайцев В.А. Cучасні рейкові сталі і можливості ЕШП (Огляд) Повідомлення 1. Сучасні умови експлуатації рейок і дефекти, що зменшують строк їх служби. Современная электрометаллургия. 2018. № 1. С. 3–7. https://doi.org/10.15407/sem2018.01.01
7. Медовар Л.Б., Стовпченко Г.П., Полішко Г.О., Коломієць Д.О., Педченко Є.О., Зайцев В.А. Сучасні рейкові сталі і можливості ЕШП (Огляд) Повідомлення 2. Вимоги стандартів до хімічного складу сталі для залізних. Современная электрометаллургия.  2018. № 2. С. 28–36. https://doi.org/10.15407/sem2018.02.03
8. ГОСТ Р 55820-2013 Рельсы железнодорожные остряковые. Технические условия. 
9. Максимов А.Б., Гофман Л.Д., Кибалов А.А. Система управления качеством производства остряковых рельсов. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2008. № 1. С. 125–128.
10. Ordóñez Olivares R., Garcia C.I., Robles Henrández F.C. Metallurgy of high-carbon steels for railroad applications. J. S. Afr. Inst. Min. Metall., V. 113, no. 2. P. 155–162, Feb. 2013.
URL: http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2225-6253201...
Accessed on: 31 July 2018.
11. Girsch G., Jörg A., Schoech W. Managing rail life to match performance and cut costs. Railway Gazette International, 2010 (August):45-48.
URL: https://www.speno.ch/images/speno-docs/english/RGIN-1008-rail%20steels%2...
Accessed on: 31 July 2018.
12. Ordonez R., Garcia C.I., Deardo A., Kalay S. New rail steels for the 21st century. Materials Science and Technology Conference and Exhibition 2009, MS and T'09. 3. 1614-1624. 
13. Pointner P. High strength rail steels – The importance of material properties in contact mechanics problems. Wear, 2008. V. 265, no. 9–10. P. 1373–1379.
14. Кучук-Яценко С.И., Дидковский А.В., Швец В.И., Руденко П.М., Антипин Е.В. Контактная стыковая сварка высокопрочных рельсов современного производства. Автоматическая сварка. 2016. № 5–6. С. 7–16.
https://doi.org/10.15407/as2016.06.01
15. Lee G.-G., Thomas B.G., Kim S.-H., Shin H.-J., Baek S.-K., Choi C.-H., Kim D.-S., Yu S.-J. “Microstructure Near Corners of Continuous-Cast Steel Slabs Showing Three-Dimensional Frozen Meniscus at Hooks. Acta Materialia. 2007. V. 55, no. 20. P. 6705–6712.
16. Lee G.-G., Shin H.-J., Thomas B.G., Kim S.-H., Kim D.-S., Yu S.-J. Three-dimensional Microstructure of Frozen Meniscus and Hook in Continuous-cast Ultra-low-carbon Steel Slabs. AISTech 2007, Steelmaking Conference Proc., (May 7-10, 2007, Indianapolis, IN), AIST, Warrendale, PA. Vol. 1. P. 1–10.
17. Медовар Л.Б., Стовпченко А.П., Сибирь А.В., Волченков Е.А., Педченко Е.А., Полишко А.А., Лебедь В.А. Моделирование непрерывной разливки комбинированным процессом МНЛЗ + ЭШП. Современная электрометаллургия. 2017. № 4. С. 3–7.
https://doi.org/10.15407/sem2017.04.01
18. JUMBO BLOOM VERTICAL CASTER.
URL: http://www.timkensteel.com/what-we-make/high-performance-steel/jumbo-blo...
(дата звернення: 31.07.2018)
19. Медовар Л.Б., Цыкуленко А.К., Федоровский Б.Б., Шевченко В.Е., Лацман И.А., Грабовский Ц.Ф., Ус В.И., Петренко В.Л. О формировании поверхности слитков из никелевых суперсплавов при ЭШП в токопроводящем кристаллизаторе. Проблемы СЭМ. 2000. № 4. С. 7–14.
20. Медовар Л.Б., Саенко В.Я., Стовпченко А.П., Цыкуленко А.К., Шевченко Н.Т., Журавель В.М., Полишко А.А, Лебедь В.А. Электрошлаковые технологии получения крупных кузнечных слитков. Современная электрометаллургия. 2010. № 3. С. 5–10.
21. Полишко А.А. Укрупнение слитков последовательным кольцевым электрошлаковым наплавлением. Современная электрометаллургия. 2012. Т. 2, № 107. С. 14–16.
22. Jouni Korhonena, Antero Honkasalob, Jyri Seppäläc. Circular Economy: The Concept and its Limitations. Ecological Economics. 2018. № 143. С. 37–46.