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. 

• 

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.

• 

• 

• 

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.

• 

Дефектоскописты несколькими разными методами инспектируют каждое колесо, стремясь выявить любые, даже самые незначительные эффекты. 

• 

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.

Специально для интересующихся: техноразъясняющий и промнаглядный видеоролик.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.