Про огонь, воду и сталь колёс
18 октября сего года колёсопрокатный цех Выксунского металлургического завода отметил 40-летие с момента ввода в эксплуатацию. Сегодня ВМЗ располагает крупнейшей в мире линией по выпуску цельнокатаных железнодорожных колес и колёсных центров для грузовых и пассажирских вагонов, локомотивов, электропоездов и метрополитена.
Помимо праздничных мероприятий, организованных на ВМЗ к юбилею, была предусмотрена и довольно подробная экскурсия в вышепоименованный цех. В ней, понятно, удалось принять участие с «лейкой и блокнотом».
Колёсопрокатное производство Выксунского металлургического завода включает сталеплавильный и колёсопрокатный цеха, в которых трудится в общей сложности более 1.500 человек. ВМЗ выпускает колёса всех типоразмеров, в том числе с повышенной твёрдостью обода (320-360 НВ) и криволинейной формой диска для грузовых вагонов нового поколения (с нагрузкой на ось до 30 тс), а также цельнокатаные колёса повышенного качества для пассажирских вагонов. Всего в колёсопрокатном цехе ВМЗ освоен выпуск более чем 200 типоразмеров железнодорожных колес. На долю колёсной продукции компании приходится более 60% отечественного рынка. В прошлом году дивизион железнодорожных колёс ВМЗ выпустил 850.000 колёс.
Железнодорожное колесо, которое многие из присутствующих не только видели, но и слышали, начинается с производства вот такого слитка. Слиток получают в результате работы мартеновского цеха.
Вообще говоря, мартеновские печи на сегодняшних металлургических предприятиях уже уступают свои позиции, на смену им идут современные электропечи непрерывного цикла. Но выксунские металлурги пока что используют и мартеновское производство, добиваясь достаточно высокого качества стали, чтобы удовлетворять требованиям многочисленных отечественных и международных стандартов.
Стальной слиток попадает на участок, где его беспощадно распиливают. Обычно на 7 частей, каждая из которых в перспективе станет колесом.
В процессе распилки на слиткоразрезных станках или на специальных пильных комплексах, в качестве побочного эффекта образуется металлическая стружка. Стружку собирают в контейнеры, ворошат вот такой стальной «рапирой» с внушительной гардой и отправляют в переплавку.
Есть и ещё один нюанс. Уже почти совсем разрезанные на станке слитки ломают, потому что резец оставляет в центре слитка стальную технологическую перемычку. После ломки одна большая «надпиленная» заготовка превращается в 7 поменьше.
Дабы избежать этой лишней технологической операции, в строй вводятся пильные комплексы, позволяющие отделять заготовку от слитка без перемычек, начисто. Сейчас на линии работают 14 электронарезных станков, именно их и сменит новый пильный комплекс. Точность пилы и более прогрессивная технология дадут возможность экономить металл. Ширина реза станка - 18 мм, пилы - 11. Семь миллиметров разницы в итоге превращаются в 21 кг металла за один рез.
Каждая из заготовок попадает в кольцевую печь, где нагревается до температуры в 1000 градусов.
Из печи с температурой в 1000 градусов заготовка переезжает в печь, где ещё жарче - 1280 градусов. Такой двухступенчатый нагрев позволяет чётко формировать и контролировать структуру и свойства металла перед отправкой заготовок в пресс.
Приобретя в результате нагрева необходимые свойства, заготовка отправляется на гидросбив. Отработанная на этом и прочих этапах вода собирается, очищается и снова попадает на трудовой фронт в рамках замкнутого цикла использования.
Перед тем, как начать работу над металлом в прессе, заготовку подвергают процедуре «гидросбива», то есть окатывают раскалённый металл водно-воздушной смесью, которая и сбивает окалину.
А вот и пресс. Точнее говоря, каждая из подобных заготовок проходит последовательно целых три пресса в такой последовательности: 2000, 5000 и 10000 тонн. Пресс колёсопрокатного стана трудится над заготовкой с усилием 3500 тонн.
Сам штамп тоже нуждается в воде. Для охлаждения.
Осадка, формовка и работа штампа с невероятными усилиями чередуются с процедурой гидросбива и охлаждения. Пар валит клубами.
Если пренебречь процедурой гидросбива - есть вероятность попадания частиц окалины непосредственно в состав колеса, а это недопустимо.
На одном из прессов формируют окончательный профиль колеса и прошивают отверстие для оси в ступице.
Прошедшие огонь и воду заготовки оказываются в колёсопрокатном стане, где подвергаются очередным этапам обработки. В недрах стана на колесе формируются круг катания и гребень колеса. Круг - та самая поверхность, которая катится по рельсу, а гребень не даёт колесу с этого рельса съехать.
Вышедшие с прессопрокатной линии будущие колеса проходят равномерное охлаждение под определенной температурой в изотермических печах, после которых подаются на станки для предварительной обработки.
Этап изотермической выдержки колёс.
Изотермическая выдержка проводится в специальных печах. В итоге операции сталь освобождается от возможных примесей водорода, приобретает запланированные структурные параметры и избавляется от ненужных напряжений.
С промежуточного склада уже почти совсем колёса отправляются на механическую обработку.
Сегодня на ВМЗ строится новая линия по механической обработке мощностью 10.000 колёс в год. Она позволит полностью удовлетворить потребность российского рынка в колесах для скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения.
Станки с ЧПУ обтачивают заготовку колеса с необходимой точностью.
Не каждое колесо обтачивается до зеркального блеска. Для эксплуатации на скоростных и высокоскоростных поездах это необходимость, тут речь может идти не просто об обточке, но уже о шлифовке. Скажем, поезда серии «Ласточка», готовящиеся обслужить участников и гостей зимней олимпиады в Сочи и Чемпионата мира по футболу - 2018, нуждаются именно в таких, бескомпромиссно обработанных колёсах. И заводчане во главе с начальником колёсопрокатного цеха Игорем Седышевым делают всё, чтобы не отдать эту рыночную нишу зарубежным конкурентам. Такой подход, считаю, похвален.
В ряде других случаев (например, грузовые перевозки РЖД) эта операция не нужна. Колесо и без неё соответствует всем стандартам и требованиям.
Такого рода информационные мониторы не редкость в цехах.
Уже обточенные колёса снова разогревают для последующей закалки.
После нагрева в печах колёса проходят операцию закалки, а потом поступают в изотермическую печь для медленного остывания. Тем самым добиваются необходимого уровня отпуска стали.
Теперь колёса пройдут очередную инспекцию, подвергнутся финальной механической обработке и попадут под дробемёт. После закалки и изотермических печей колесо «обстреливают» стальными дробинами, добиваясь упрочнения обрабатываемого поверхностного слоя примерно на треть.
Наконец, этап финальной инспекции колеса.
Дефектоскописты несколькими разными методами инспектируют каждое колесо, стремясь выявить любые, даже самые незначительные эффекты.
Инспекция проводится как визуально, так и инструментально.
Ультразвуковая инспекция готовой продукции. Жидкость выступает в качестве проводника для ультразвука.
На службе у дефектоскопитов стоят, в том числе, и приборы магнито-люминисцентного контроля. А для прецизионных замеров геометрических параметров готового колеса применяются лазеры.
Если никаких проблем с колесом не выявлено, оно маркируется и отправляется на склад готовой продукции.
Стоимость одного такого колеса составляет примерно 20.000 рублей. А весит оно больше 250 кг. Для примера: цельнокатаное колесо с прямолинейным диском диаметром 860 мм для службы на московском метрополитене весит 350 кг. Вес колеса диаметром 957 мм составит в среднем 400 кг.
На каждом изделии видна наклейка со штрихкодом. Это электронный паспорт изделия, содержащий все сведения о его происхождении. Сейчас, совместно с РЖД, планируется разработка и внедрение системы мониторинга жизненного цикла колес, которая позволит железнодорожникам реально оценивать эффект от внедрения их новых видов, а производителю гарантировать достижение необходимых потребительских характеристик.
Одно готовое колесо из каждой плавки распиливается и внимательно изучается. Данные такой разрушающей инспекции накапливаются для последующего анализа.
Продукция колёсопрокатного производства ВМЗ сертифицирована по российским, европейским и североамериканским стандартам и востребована на рынках СНГ, Азии, Европы и Северной Америки. Выксунские колёса закупаются более чем в 20 странах ближнего и дальнего зарубежья. Эти, например, предназначены для экспорта на Тайвань.
Среди новейших разработок ОМК - цельнокатаные колёса из стали марки «Т» низконапряжённой конструкции для инновационных грузовых вагонов, колёса из стали марки «Л» повышенной стойкости для пассажирских вагонов и колёса для скоростных поездов «Ласточка» (проект Desiro Rus). Также в числе новых разработок - колёса для грузового и тяжеловесного движения, колёса низконапряжённой конструкции с осевой нагрузкой 25-30 тс и колёса с повышенной твердостью обода и криволинейным диском.
На ВМЗ готовятся к вводу в строй совершенно нового и не имеющего аналогов в мире производства. Компактная автоматизированная линия объединяет в себе непрерывный технологический процесс производства колёс для высокоскоростных перевозок, финишную механическую обработку, ультразвуковой и магнитно-порошковый контроль качества, мойку и покраску. Монтаж основного оборудования новой линии на ВМЗ уже идёт полным ходом.
Click to viewСпециально для интересующихся: техноразъясняющий и промнаглядный видиморолик.