国内外钢轨生产和使用
国内外重轨钢生产技术调研
发展。
关键词
１ 前 言
‘
从 ｌ世 纪中期 到现在 ，钢轨 钢的发 展经历 了漫长 ９
施 。 以生产具有 极少夹 杂 、低氢 和较均匀 化学成 分 的 钢轨 。
的过程 ，它 的前 １ 年是一个不引人注 目的渐进的历 ２ ０ 钢轨加 工方 面包括 万能轧 机轧制 、高压 水除 鳞 。 史。 在随后的时间里， 钢轨钢的发展发生了一场革命。 在线轨头淬火和改进 的辊校直以及检测方法等 。目标 自１９ 年以来 ，美国钢铁协会就先后组织了三次钢轨 是生产具有高耐磨性 、低残余应力和窄公差范同的钢 ９０ 冶金专题 讨论会。即： “ 优质钢轨钢”。 “ 钢轨钢的 轨 。 开 发 、生产 与性 能” 和 “ｌ ２世纪 的钢轨 钢” 。我 国现 ２２我 国钢轨钢的生产现状 ． 国外重 轨钢生 产＿ Ｔ艺基 本相 似忙 ：高炉 铁水一 ・ 为 有铁路营运里程约７ 万ｋ 。 ． ｍ 随着全国铁路第六次大提 ５ 速 ，这标 志着 我国铁 路建设 已经有 了长足 的进步 。但 铁水ｌ脱一顶底复合吹炼一Ｌ 炉一连铸 （ 一 Ｆ 大方坯 ） 一 是同我国的社会与经济发展需求相对照起来 ，铁路的 万能轧机 。目 前国内重轨钢的生产也普遍采用 “ 铁水 运能运力仍属限制性环节，铁路运输的高速重载化刚 预 处理—转炉一 Ｌ Ｆ炉外精炼一 真 空脱气一 连铸 ”Ｔ艺 Ｔ 刚起步，我国面临着铁路运输现代化的繁重而巨大的 进 行生产 ，在各 ｝艺 环节 中采用相 关技 术进行 钢 水杂 任务。我国现有４ 家重轨生产厂（ 攀钢 、 包钢 、 鞍钢和 质 元素 的控 制技术 ，以达 到净化 钢水 的 目的。 武钢） 产能力相 当 ，从数量 上看虽可基本 满足要求 ， 生 目前生产重 轨 的厂家 是攀钢 、鞍钢 、包钢 和武钢 ， 但 高速重 载轨 的开 发在 国内 才起 步不久 ，全 长淬火轨 这 四家重 轨生产 企业 南于技 术装 备条 件不 同 ，因此 。 供不应求。为了提高重轨的质量等级 ，以适应市场对 重 轨生产技 术和产 品实物 质量 存在 差异 ，下 面将对 四 高速重载钢轨的要求 ， 并向国际标准靠拢，迎接人世 家重 轨生产企 业的重 轨生产 现状分 别加 以评述 。 ． １包 ２ “４ ‘ 冲击 ，提高重轨在国际国内两个市场的竞争能力 ，就 ２ ． 钢 的重 轨钢生 产 ｝
包钢钢轨厂生产流程
包钢钢轨厂生产流程英文回答：The production process of Baogang Steel Rail Factory involves several stages, starting from the raw materials to the final product. Let me walk you through the entire process.1. Raw Material Preparation:The first step is to procure the raw materials required for steel rail production. This includes high-quality steel billets, which are sourced from reputable suppliers. These billets are then inspected for quality and undergo various tests to ensure they meet the required specifications.2. Heating and Rolling:Once the raw materials are ready, they are heated in a furnace to a specific temperature. This process is known asheating or preheating. The heated billets are then passed through a series of rolling mills where they are shaped and formed into the desired rail profile. This rolling process involves the use of heavy machinery and requires skilled workers to operate the equipment.3. Cooling and Straightening:After the rolling process, the newly formed rails are cooled down to room temperature. This cooling process helps to stabilize the structure of the rails and improve their strength. Once cooled, the rails undergo a straightening process to remove any deformations or bends that may have occurred during the rolling process. This is done using hydraulic presses and other specialized equipment.4. Cutting and Finishing:Once the rails are straightened, they are cut into specific lengths as per customer requirements. This cutting process is done using saws or other cutting tools. The cut rails then undergo a finishing process where they areinspected for any surface defects or imperfections. Any defects found are repaired or removed to ensure the rails meet the required quality standards.5. Testing and Quality Assurance:Before the final product is ready for shipment, the rails undergo rigorous testing and quality checks. This includes testing for hardness, tensile strength, and dimensional accuracy. Various non-destructive testing methods such as ultrasonic testing and magnetic particle inspection are also conducted to detect any internal flaws or defects. Only rails that pass all the quality tests are considered suitable for sale.6. Packaging and Shipment:Once the rails are deemed to be of high quality, they are packaged and prepared for shipment. This involves wrapping the rails in protective materials and securing them in containers or on flatbed trucks for transportation. The packaged rails are then loaded onto trucks or shippedvia rail or sea to the customer's location.中文回答：包钢钢轨厂的生产流程包括几个阶段，从原材料到最终产品。
第二节 钢轨基本知识
第二节钢轨基本知识一、钢轨使用规定高速铁路正线、到发线应采用60 kg／m无螺栓孔新钢轨；其他站线宜铺设50 kg／m钢轨。
200 km／h及以上高速客运铁路应选用u71MnG、强度等级为880～IPa热轧钢轨；200 km ／h～250 km／h高速客货混运铁路应选用U75VG、强度等级为980 MPa热轧钢轨。
其中，U代表钢轨钢，71、75代表化学成分中碳平均含量为0．71％、0．75％，V代表钒元素，Mn代表锰元素，G代表高速铁路。
高速铁路钢轨应具备安全使用性能好、几何尺寸精度高、平直度好的特点，同时要求钢轨的实物质量达到高纯净、高平直、高精度、长定尺，这就要求钢轨钢质洁净、韧塑性高、焊接性能优良、表面基本无原始缺陷。
二、钢轨长度及断面尺寸1．钢轨长度高速铁路正线应采用符合相应技术标准的100 m定尺轨，短尺轨长度为95 m、96 m、97 ITI 和99 ITI四种。
．；，，’2．钢轨断面尺寸60 kg／m钢轨断面尺寸，如图2-1所示。
3．钢轨计算数据60 kg／m钢轨计算数据，如表2—9所示。
三、钢轨材质1．钢轨的化学成分(表2—10)2．钢轨拉伸性能和硬度钢轨的抗拉强度和伸长率及轨头顶面中心线上的表面硬度值应符合表2一11的规定。
四、钢轨标志我国钢轨生产厂家主要有攀钢、包钢、鞍钢和武钢四家，各厂家标志如图2 2所示。
钢轨标准规定，在钢轨轨腰部位需要采用两种标记，即轧制标志和热压印标志，同时还规定了其他标识，如在轨端刷漆以及粘贴标签。
1．凸出标志钢轨一侧轨腰上轧制的凸出标志顺序：生产厂标志——钢轨轨型(如60代表60 kg／m)——钢轨钢牌号(如u75vG、u7lMnG)——制造年(轧制年度末两位)、月(如04代表轧年度为2∞4年，Ⅲ代表3月份轧制)。
2．凹入标志钢轨另一侧的轨腰上热压印凹人标志的顺序：钢厂代码——生产年份——炉号——连铸流号——连铸坯号——钢轨顺序号——班别号。
各个钢厂的热压印标志不完全相同。
钢轨生产技术
1．2
钢轨的发展趋势
普遍采用重型断面钢轨
从钢轨单重看各国普遍认为： 在大轴重、大运量的重载线路上应使用60～75kg／ m钢轨。 在车速小于160km／h的普通客运线路上应使用50～ 60kg／m钢轨 在车速超过160km／h的准高速及高速线路上应采用 60～65kg／m钢轨。
1．2
3．3
钢轨孔型设计
孔型系统的特点： 吸收了万能法大压下系数的优点，设置了一个梯形 孔，使轧件变成一个高的矩形，有利于轧件在帽形 孔中能得到较大的压下量，与改善轨头和轨底质量； 在第一个帽形孔底部采用高的切楔和较大的张开角 度及圆弧半径，以利强化轨底； 轨形孔腰部均采用不等厚设计，以增加腿根部压下 量和宽展量，保证腿长的增长，同时适当减小轨形 孔宽展量，以保证轨高尺寸。
3．4
钢轨矫直
法国从1976年开始研究新的钢轨矫直工艺，到1981 年发明了钢轨拉伸法矫直的新工艺。 采用这种工艺，可以保证钢轨具有高的平直度精度 和微小的残余应力。 拉伸矫直是在钢轨两端施加大于被矫钢轨钢屈服强 度的拉力，钢轨在拉力作用下，沿其长度方向伸长， 伸长多少取决于平直度要求。 与辊矫工艺相比，拉伸矫直钢轨残余拉应力仅为辊 式矫直的1／10。
2．2
钢轨断面特点和发展趋势
在轨腰与轨底过渡区，为实现断面平稳过渡，也采 用复曲线设计，逐步过渡与轨底斜度平滑相连。 UIC60kg／m轨，采用R120—R35—R7； 日本60kg／m轨，采用R500—R19； 中国的60kg／m轨，采用R400—R20。
2．2
钢轨断面特点和发展趋势
3．5
钢轨热处理工艺
中国热处理钢轨市场现状及未来发展趋势
中国热处理钢轨市场现状及未来发展趋势恒州博智(QYResearch)2020年2019年中国热处理钢轨市场规模达到了XX亿元，预计2026年可以达到XX亿元，未来几年年复合增长率(CAGR)为XX%。
本报告研究中国市场热处理钢轨的生产、消费及进出口情况，重点关注在中国市场扮演重要角色的全球及本土热处理钢轨生产商，呈现这些厂商在中国市场的热处理钢轨销量、收入、价格、毛利率、市场份额等关键指标。
本文也同时研究中国本土生产企业的热处理钢轨产能、产量、产值及市场份额。
此外，针对热处理钢轨产品本身的细分增长情况，如不同热处理钢轨产品类型、价格、产量、产值，不同领域热处理钢轨的市场销量等，本文也做了深入分析。
历史数据为2015至2019年，预测数据为2020年至2026年。
主要厂商包括：Tata SteelNippon SteelAnsteelBaogang GroupBritish SteelArcelorMittalJFE Steel CorporationSteel DynamicsU.S. SteelLeeco SteelvoestalpineJindal Steel (JSPL)按照不同产品类型，包括如下几个类别：标准强度中强度高强度按照不同应用，主要包括如下几个方面：普通客运铁路高速铁路重载铁路国内重点关注如下几个地区:华东地区华南地区华中地区华北地区西南地区东北及西北地区本文正文共9章，各章节主要内容如下：第1章：报告统计范围、产品细分及中国总体规模（销量、销售收入等数据，2015-2026年）；第2章：中国市场热处理钢轨主要厂商（品牌）竞争分析，主要包括热处理钢轨销量、收入、市场份额、价格、产地及行业集中度分析；第3章：中国热处理钢轨主要地区销量分析，包括消量及份额等；第4章：中国市场热处理钢轨主要厂商（品牌）基本情况介绍，包括公司简介、热处理钢轨产品型号、产量、价格、产值及最新动态等。
第5章：中国不同类型热处理钢轨销量、收入、价格及份额等；第6章：上下游分析，及中国不同领域热处理钢轨消量及份额等；第7章：中国本土热处理钢轨生产情况分析，包括中国本土市场热处理钢轨产能、产量、消费量及需求量，以及主要本土厂商产能、产量及份额等；本章同时也分析中国市场热处理钢轨进出口情况；第8章：销售渠道分析第9章：报告结论完整报告请参考恒州博智最新发表《2020-2026中国热处理钢轨市场现状及未来发展趋势》，详细内容可联系发布者(L&D)。
钢轨生产技术
2020年12月10日
第4页 共 页
钢轨的现代生产设备和工艺：
• 转炉冶炼、连铸、万能轧机轧制、 平立复合矫直等，实现钢轨生产的 “精炼”、“精轧”、“精整”、 “质量自动检测”和“长尺化” 。 钢轨的内在和外观质量均得到大幅 度的提高，是生产高速铁路钢轨所 必须的。
2020年12月10日
第30页 共 页
• 日本钢轨生产采用高纯净冶炼、 万能轧机轧制、平立复合矫直、 涡流、超声波探伤等先进设备和 工艺，所生产钢轨无论是外观还 是内部质量均属上乘。
2020年12月10日
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2 国外钢轨生产技术介绍
2020年12月10日
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法国钢轨生产
• 法国Sollac工厂采用精炼和连铸 工艺生产钢轨用钢坯，具体工艺 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—— 四流连铸——热锯钢坯。
2020年12月10日
第28页 共 页
日本钢轨生产
• 日本钢轨生产有新日铁（NSC）和钢管 公司（NKK）。新日铁（NSC）八藩厂 生产钢轨已有100余年的历史，累计生产 钢轨2000多万t。日本钢管公司（NKK） 福山钢厂于1973年填海新建，年产钢轨 10万t，其中半数为淬火轨，1993年1月建 成钢轨余热淬火生产线。
2020年12月10日
第23页 共 页
所以长定尺钢轨具有以下优点： • 焊接接头少； • 轨端平直度高； • 轨端没有探伤盲区；
可极大地提高轨道的平顺性，是高速铁 路建设技术的重要标志之一。
2020年12月10日
第24页 共 页
钢轨打磨技术及其应用
（1）外形打磨相对于表面打磨，在每次打磨过后， 保留的是表面没有裂纹的、良好的、有硬化层的表 面。而表面打磨，经过多遍的、大打磨量的打磨后， 原来的有裂纹的、变形的表面把硬化层完全消除掉 了，只剩下相对软的金属层和一些残余裂纹(最深的 裂纹不会完全被消除)，这些导致更容易发生磨损以 及裂纹的继续扩展，所以，应大力提倡外形打磨；
图7 打磨好后的钢轨车轮走行光带居中
1.2、钢轨打磨的基本原理
钢轨打磨的基本原理是把钢轨轮廓修成理想 形状，改善轮轨横向耦合断面接触，改善轮轨接 触纵向平顺性，把接触应力减至最小化以减小磨 损。
图9 作业中的钢轨打磨车
图8 PMG-48型钢轨打磨车
图11 打磨小车的主要组成部件 图 10 打磨小车平面图
图14 直线区段轮轨接触光带
图15 打磨后车轮走行光带居中
图16 打磨与未打磨钢轨磨耗比较
表1
两类打磨方法简况
3、钢轨打磨技术应用中注意的问题
一种特定的打磨外形只适合一类问题, 即不同的 问题需要不同的打磨外形, 不存在一种适合所有问题 的打磨外形。实际应用中要针对线路的钢轨病害发 展规律及运营条件，针对具体的现场环境，结合对 打磨车工作性能的分析，初步确定打磨类型。要注 意的问题有：
图12 工作中打磨电机角度调整
2、钢轨打磨技术分类及其作用
2.1 钢轨打磨分类方法有很多，按照采用的方法和 欲达到的目的可分为：(1)表面打磨,也叫修复性打磨； (2)外形打磨,也叫预防性打磨。 2.2 表面打磨(修复性打磨) 表面打磨是控制和清除钢轨表面已有的缺陷。表 面打磨通常是在钢轨表面形成缺陷以后才进行。传 统的表面打磨只是简单地将轨头磨平，如图13 (a) 所 示。轨面缺陷直接与轮轨竖向动力作用有关，表面 打磨可以控制表面缺陷，从而起到减小垂向振动、 垂向冲击力和噪声、提高旅客舒适性的作用。
钢材的产品品种及用途
钢材的产品品种及用途1、铁道用钢材铁道用钢材是指主要供铁道部门生产和建设用的钢材。
主要包括轻轨、重轨、工业用钢轨、起重机用钢轨、导电钢轨、道岔钢轨等钢轨以及扣件等钢轨配件和车轮、轮箍、车轴及车轴坯等。
其中：大于30公斤／米的钢轨为重轨，不大于30公斤／米的钢轨为轻轨。
车轮与轮箍：是在专门设备上生产的铁道用钢材。
按生产方式可分为轧制车轮与轮箍、铸造车轮与轮箍。
轧制车轮的直径为800～1150毫米，轮箍的最大直径达1810毫米。
车轮与轮箍在铁路车辆上使用。
2、大型型钢大型型钢是指高度不小于80毫米的H型钢、I型钢（工字钢）、U型钢（槽钢）、角钢、Z字钢、丁字钢、T型钢、钢板桩等。
钢板桩：是指用于护岸工程、采掘工程、建筑的基础工程等的钢材。
钢板桩主要包括薄板桩、组合支撑桩和管状支承桩。
3、中小型型钢中小型型钢是指高度小于80毫米的H型钢、I型钢（工字钢）、U型钢（槽钢）、角钢、T型钢以及球扁钢、窗框钢、球扁钢等。
???4、棒材棒材是指产品断面形状为圆形、方形、矩形（包括扁形）、六角形、八角形等简单断面，并通常以直条交货的钢材。
不包括混凝土用钢筋。
5、钢筋钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，例如：按照GB1499、GB4463、GB13013、GB13014、GB13788等标准组织生产的钢材。
其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。
包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。
通常以直条交货。
不包括线材轧机生产的钢材。
6、线材（盘条）线材是指经线材轧机热轧后卷成盘状交货的钢材，又称盘条。
其横截面通常为圆形、椭圆形、方形、矩形、六角形、八角形、半圆形等。
含碳量在0.6%以上的线材俗称硬线，在0.6%以下的俗称软线。
线材主要用于建筑和拉制钢丝及其制品。
热轧线材直接使用时多用于建筑业，充当光圆钢筋。
7、特厚板特厚板是指厚度不小于50毫米的钢板，一般用可逆式热轧特厚板轧机生产，主要用于锅炉、造船、航空、军工国防、建筑、桥梁及容器等。
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10）《TB/T2635-2004 热处理钢轨技术条件》： 适用于既有线用的热处理钢轨。
以上标准均收集在《国内外最新钢轨标准汇编 》 (2004年版、周清跃主编译)以及《现代铁路 钢轨标准汇编》（ 2005年版、周清跃主编译） 中。
2）时速300公里高速铁路60kg/m钢轨暂行技术条件（科 技基[1999]01号）：原用于秦沈客运专线综合试验段进 口钢轨。
3 ） 时 速 200 公 里 客 运 专 线 60AT 钢 轨 暂 行 技 术 条 件 （ 科 教 基 [2000]41号）：用于秦沈客运专线。
4) 时速200公里客运专线60AT钢轨焊接暂行技术条件科教
国外钢轨标准
5）欧洲钢轨标准：EN13674-1：2003（E） 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年确定了标准号，2003年正式颁布。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。我国铁路颁布的系列钢轨标准均以该标准为采标对象，并 兼顾国内的具体实际制定的。
8）《250km/h和350km/h客运专线钢轨检验及验 收暂行标准》（铁建设函[2005] 402号）：
为监督钢轨的生产质量而制定。适用于客 运专线钢轨的用户检验。
9）《TB/T2344-2003 ：43kg/m～75kg/m热轧钢轨订货技术条 件》：
适用于时速160km/h以下既有线用的热轧钢轨。目前铁路 每年约70～100万吨大修和维修用轨均采用该标准生产和采购 。该标准以欧洲钢轨标准为采标对象，并兼顾到目前我国钢 轨生产厂正在进行技术改造的实际情况而制定。有的指标低 于《250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》。
城市轨道交通施工质量检测
近年来我国铁路每年钢轨用量约100～150万吨，到2010 年将达到200多万吨。仅钢轨材料费就需耗资45～90亿元 ；因此，在钢轨生产和使用方面取得的任何技术进步， 均将产生很大的社会经济效益。
国内外钢轨标准
标准是制高点。钢轨标准是钢轨生产技术进步的反映，也是 铁路发展需要的体现。 标准的起草和制定从一个侧面反映了一个单位在本领域的地 位和水平。
城市轨道交通施工质量检测
孙建超
主要内容
1. 国内外钢轨标准 2. 钢轨的生产技术 3. 轨钢的研究进展 4. 钢轨的焊接体系 5. 钢轨的合理使用 6. 轮轨的硬度匹配
大纲
1.
城市轨道交通施工质量检测
铁路运输是我国的主导运输方式，具有节能、环保等优点， 而钢轨是轨道交通的重要部件，承担着引导车轮、传递载荷 的功能。 我国铁路用钢轨主要由攀钢、鞍钢、包钢生产；钢轨轨型有 50kg/m、60kg/m和75kg/m;在繁忙干线上主要铺设60kg/m钢轨 ，在大秦等重载铁路上铺设75kg/m钢轨；钢轨定尺长度为25m ，近年来正在大力发展100m长定尺钢轨。
基[2000]41号）:用于秦沈客运专线。
5）《250km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》（铁科技函 [2005]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。
6）《350km/h客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》 （铁科技[2004]120号）：
从此改变了钢厂不采用铁路钢轨标准的历史。现 在已经形成了由铁道部提出标准，钢厂按此生产 的局面。从而大大推动了钢轨生产的现代化技术 改造。
目前国内主要钢轨标准：
1）时速200公里客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件（科 技基[1999]01号）：原用于秦沈客运专线，现用于时速 200公里提速线路。
国外钢轨标准
3）日本钢轨标准： JIS E1101，1993,2001;热轧钢轨 JIS E1123，端部热处理钢轨 JIS E 1120—1994，热处理钢轨
日本钢轨技术条件要求不高，但实物水平很高。
国外钢轨标准
4）国际铁路联盟：UIC860 钢轨供货技术条件第八版 （1986.7）：
本标准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年制定的国际铁路联盟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。
国外钢轨标准
6）欧洲道岔钢轨标准： prEN13674-2:2003(E)
本标准规定了欧洲铁路用道岔钢轨的有关要求。 以上标准大部分中文稿均收集在《国内外最新钢 轨标准汇编》 (2004年版、周清跃主编译)以及 《现代铁路钢轨标准汇编》（ 2005年版、周清跃 主编译）中。
国内钢轨标准
自1998年修建秦沈客运专线以来，铁道部根据 铁路发展的需要，并兼顾国内钢轨生产的实际， 先后颁布了10余个钢轨暂行技术条件和标准，涵 盖了250km/h和350km/h客运专线、时速160公里以 下既有线以及时速200公里提速线路用的热轧钢轨 、热处理钢轨以及道岔用钢轨。
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。
7）《客运专线60AT钢轨暂行技术条件》（铁科 技函[2005] 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 等方面的国内习惯制定。
国外钢轨标准
1）ASTM A1-00美国材料试验协会制定的第一个标 准就是钢轨技术条件，现行的标准为2000年版。 美国铁路工程保养协会（AREMA）钢轨技术条件: 较好的反映了重载铁路对钢轨的要求。对1993版 、2002版、2004最新版均进行了跟踪翻译。
国外钢轨标准
2）前苏联/俄罗斯钢轨标准： ГOCT 24182-80，热轧钢轨（前苏联标准） ГOCT 18267-82; 热处理钢轨（前苏联标准） ГOCT P 51685-2000：有较大的修改（俄罗斯标 准）。