高速铁路技术二-国内外钢轨及其技术标准精选课件

国内外钢轨及其技术标准周清跃铁道科学研究院研发中心2019.1011/23/20221国内外钢轨及其技术标准周清跃铁道科学研究院研发中心9/24/作者简介周清跃，1982年浙江大学毕业，1986年铁道科学研究院硕研毕业。曾担任铁道科学研究院金化所副所长。现为铁科院研发中心材料工程研究部常务副主任、主任研究员、博士生导师。长期从事铁路钢轨的研究工作。发表论文近70篇，翻译出版最新钢轨标准汇编二部，主编《钢轨的材质性能及相关工艺》专著一部。为铁道部青年科技拔尖人才，铁道部首批〔37人〕专业技术带头人。荣获第五届詹天佑人才奖，享受国务院政府特贴。

11/23/20222作者简介周清跃，1982年浙江大学毕业，1986年铁1国内外钢轨的生产2钢轨断面及长度3现代铁路对钢轨的基本要求4国外钢轨标准简介5国内钢轨标准简介6严格执行标准保证钢轨质量11/23/202231国内外钢轨的生产9/24/202231国内外钢轨的生产

钢轨的传统生产工艺大致可分为三个部分，即冶炼、轧制和精整。以前钢轨采用平炉冶炼、模铸以及采用孔型法轧制生产，无论是钢质的洁净性还是几何尺寸等均不够理想。现代钢轨生产工艺主要体现在精炼、精轧、精整、质量自动检测和长尺化生产等方面。钢轨的质量得到了大幅度的提高。11/23/202241国内外钢轨的生产钢轨的传统生产工艺大致可分为三个部分，1.1现代钢轨生产技术1）钢坯生产 现代化钢轨生产一般采用精炼和连铸工艺进行，工艺流程为：生铁脱硫预处理——氧气顶吹转炉冶炼——除渣处理——LF炉外精炼——真空脱气——连铸等。通过脱硫预处理、炉外精炼和真空脱气等先进设备和技术，使钢质洁净。采用连铸生产不仅提高金属收得率和成材率，更重要的是提高了铸坯的质量。11/23/202251.1现代钢轨生产技术9/24/20225图1钢坯冶炼和连铸系统

11/23/20226图1钢坯冶炼和连铸系统9/24/20226图2轨钢的转炉冶炼

11/23/20227图2轨钢的转炉冶炼9/24/20227图3轨钢的四流方坯连铸11/23/20228图3轨钢的四流方坯连铸9/24/202282)钢轨轧制、精整和质量检测钢轨轧制工艺流程为：连铸坯——步进式加热炉——高压水除鳞——万能轧机轧制——钢轨热预弯——复合矫直——平直度在线检测——涡流探伤——超声波探伤——外观检查——锯切，端头精加工——入库。步进式加热炉能使钢坯均匀加热；采用多级高压水除鳞，可以保证钢轨的表面质量；用万能轧制技术生产，是现代钢轨生产的标志之一。采用热预弯，可减少残余应力和矫直噪音。11/23/202292)钢轨轧制、精整和质量检测9/24/20229图4采用万能轧机轧制钢轨

11/23/202210图4采用万能轧机轧制钢轨9/24/202210图5钢轨热预弯

11/23/202211图5钢轨热预弯9/24/202211图6钢轨热预弯

11/23/202212图6钢轨热预弯9/24/202212图7钢轨平立复合矫直

11/23/202213图7钢轨平立复合矫直9/24/202213图8激光辅助四面液压矫直

11/23/202214图8激光辅助四面液压矫直9/24/2022143）钢轨质量检测质量检测一般采用集中布置，包括平直度激光自动检测；涡流探伤；超声波探伤；表面质量在线肉眼检查等。图9钢轨平直度激光自动检测

11/23/2022153）钢轨质量检测图9钢轨平直度激光自动检测9/24/21.2与国外先进国家的差距鞍钢已于2019年底引进国外先进设备和技术，完成了炉外精炼、真空脱气、大方坯连铸和万能法轧制钢轨的技术改造，并已初步具备了生产50m长定尺钢轨的条件。攀钢已于2019年底完成了钢轨连铸生产和精加工的技术改造，2019年底完成了万能法轧制生产长定尺钢轨的技术改造，现可以生产100m长定尺钢轨。包钢已于98年完成了轨钢精炼生产、02年完成了钢轨的精整改造，目前万能法轧制长定尺钢轨的技术改造正在进行之中。综上所述，在钢轨生产设备硬件配置方面，鞍钢攀钢已进入世界一流水平，包钢在今年年底也将达到国际先进水平。但是，真正生产出具有世界一流水平的钢轨，国内钢厂还有待努力。

11/23/2022161.2与国外先进国家的差距9/24/2022162钢轨断面及长度1865年美国首先用轧制方法生产工字型断面的钢轨。我国钢轨生产大约是从1894年开始。1953年鞍钢生产43kg/m轨；1965年武钢生产43kg/m轨；1970年包钢生产50kg/m轨；1975年攀钢生产50kg/m轨。世界多数国家出厂钢轨的长度约为12.5～36m。长定尺钢轨生产的优点：提高生产效率和成材率；去掉钢轨端部存在的矫直和探伤盲区；减少钢轨焊接接头，提高钢轨使用的安全性及平顺性。11/23/2022172钢轨断面及长度1865年美国首先用轧制方法生产工字型断面国别钢轨断面单重(kg/m)钢轨长度（m）美国AREA115(57kg/m)、AREA119(60kg/m)、AREA132(65kg/m)、AREA133(66kg/m)、AREA136(68kg/m)、AREA147(73kg/m)39ft(12m)、78ft(24m)、82ft(25m)俄罗斯50、65、7512.5、25日本30、37、40、50、6025、50法国54、6036、75（76）德国54、6036、120中国37、38、43、50、60、7512.5、25、50（100）表1钢轨断面和长度

国外钢轨的长度：德国120m，法国80m，日本50m。国内鞍钢已可生产50m钢轨，攀钢和包钢技术改造后可产100m。11/23/202218国别钢轨断面单重(kg/m)钢轨长度（m）美国AREA1153现代铁路对钢轨的基本要求客运专线及高速铁路对钢轨的要求可以归纳为高的安全性、高的平直度以及高的几何尺寸精度等方面，在欧洲钢轨标准以及起草的暂行技术条件中有充分的体现。高的安全性不仅反映在要求钢质洁净、表面无缺陷、低的轨底残余拉应力、优良的韧塑性及焊接性能等方面，还反映在便于生产、质量稳定和高可靠等方面。重载铁路对钢轨的要求主要体现在具有高的强度以提高其耐磨性、好的焊接性能等方面。11/23/2022193现代铁路对钢轨的基本要求客运专线及高速铁路对钢轨的要求可4国外主要钢轨标准简介1）美国AREMA技术条件2019修订版:AREMAManualforRailwayEngineering:SECTION2.1SPECIFICATIONSFORSTEELRAILS.2）前苏联/俄罗斯钢轨标准：ГOCT24182-80，ГOCT18267-82，ГOCTP51685-2000。3）日本钢轨标准：JISE1101，JISE1123，JISE1120—1994。11/23/2022204国外主要钢轨标准简介1）美国AREMA技术条件2019修4）国际铁路联盟：UIC860钢轨供货技术条件第八版（1986.7）。是流行较广的钢轨标准之一，许多国家在钢轨的国际采购招标中均使用这一标准。但由于国际铁路联盟工作重点发生变化，不再制定和修订钢轨标准，1986年制定的钢轨标准显然不能满足铁路发展和冶金生产技术进步的要求。5）欧洲钢轨标准：prEN13674-1：2019（E）<Railwayapplications-TrackRail-Part1Vignolerailwayrails46kg/mandabove>。1994年11月提出初稿，2019年2月提出第二稿，2019年第三稿面世，2000年确定了标准号，2019年提出了最终审查稿。该标准全面反映了高速铁路对钢轨的要求，是当今世界上最先进、最严格的标准之一。在标准范围中明确规定了该技术条件适用于高速铁路。11/23/2022214）国际铁路联盟：UIC860钢轨供货技术条件第八版（196）prEN13674-2:2019(E)《与46kg/m及以上T型钢轨》本标准规定了欧洲铁路用道岔钢轨的有关要求11/23/2022226）prEN13674-2:2019(E)《与46kg/m1）《TB/T2344-2019：43kg/m~75kg/m热轧钢轨订货技术条件》适用于既有线热轧钢轨。该标准以欧洲钢轨标准为采标对象，兼顾到目前我国钢轨生产厂正在进行技术改造的的实际情况而制定。有的指标低于《250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》。5国内钢轨标准简介11/23/2022231）《TB/T2344-2019：43kg/m~75kg/m

2）《TB/T2635-2019:热处理钢轨技术条件》适用于既有线热处理钢轨。3）《250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技函[2019]298号）适用于新建250km/h客运专线。该技术条件以欧洲钢轨标准为采标对象，采用欧洲标准中规定的B级平直度及几何尺寸的要求，并在试验方法等方面兼顾国内习惯。11/23/2022242）《TB/T2635-2019:热处理钢轨技术条件》9/4）《350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技[2019]120号）适用于新建350km/h客运专线。该技术条件以欧洲钢轨标准为采标对象，采用欧洲标准中规定的A级平直度及几何尺寸的要求（为顶极标准），并在试验方法等方面兼顾国内习惯。5）《客运专线60AT钢轨暂行技术条件》（铁科技函[2019]101号）适用于新建客运专线。该标准以欧洲道岔钢轨标准为采标对象，结合国内钢种以及试验方法等方面的国内习惯。11/23/2022254）《350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（6）《250km/h和350km/h客运专线钢轨检验验收暂行标准》（铁建设函[2019]402号）等。适用于客运专线钢轨的用户检验11/23/2022266）《250k