Teknologi Kontrol Inklusi Non-logam dan Solusi Peningkatan Kemurnian untuk Rel Standar Nasional
Apa saja jenis dan bahaya utama dari-inklusi nonlogam pada rel standar nasional?
Inklusi non-logam pada rel standar nasional dibagi menjadi tiga kategori:oksida, sulfida dan silikat. Oksida sebagian besar adalah alumina, sulfida sebagian besar adalah mangan sulfida, dan silikat adalah inklusi komposit aluminosilikat. Ukuran dan distribusi inklusi ini secara langsung mempengaruhi sifat mekanik rel. Inklusi alumina berukuran besar-akan menghancurkan kontinuitas matriks rel dan menjadi titik konsentrasi tegangan. Di bawah pengaruh beban kereta api yang berulang-ulang,-retak mikro cenderung terjadi pada antarmuka antara inklusi dan matriks, dan perluasan retakan akan menyebabkan patah lelah pada rel. Meskipun inklusi sulfida memiliki plastisitas yang baik, namun akan menjadi rapuh di lingkungan bersuhu rendah, sehingga meningkatkan risiko patahnya rel. Inklusi silikat bersifat keras dan rapuh, yang akan mempercepat keausan area kontak rel roda, memperpendek siklus penggilingan rel, dan meningkatkan biaya pemeliharaan jalur.
Apa saja langkah-langkah inti untuk mengurangi-inklusi nonlogam dalam rel standar nasional selama proses peleburan?
Langkah-langkah inti untuk mengurangi-inklusi nonlogam dalam rel standar nasional selama proses peleburan adalahmengadopsi proses pemurnian sekunder dan teknologi degassing vakum. Pertama, tambahkan bahan pembentuk terak seperti kapur pada tahap selanjutnya peleburan konverter untuk membentuk terak alkali, yang dapat menyerap inklusi oksida seperti alumina dalam baja cair. Kemudian baja cair dikirim ke tungku pemurnian LF, dan pengadukan argon digunakan untuk mendorong mengambangnya inklusi. Laju aliran argon dikontrol pada 0,5-1,0L/menit, dan waktu pengadukan tidak kurang dari 20 menit untuk memastikan bahwa inklusi terkumpul dan dibuang sepenuhnya. Teknologi degassing vakum dapat menempatkan baja cair dalam lingkungan vakum untuk mengurangi kandungan oksigen dan sulfur dalam baja cair serta mengurangi pembentukan oksida dan sulfida. Tingkat vakum harus dikontrol kurang dari atau sama dengan 67Pa, dan waktu penahanan harus lebih besar dari atau sama dengan 15 menit. Selain itu,perawatan pengumpanan kawat aluminium dan kawat kalsiumdiadopsi. Reaksi antara kalsium dan aluminium menghasilkan kalsium aluminat-titik leleh-rendah, sehingga menghindari pembentukan inklusi alumina dengan kekerasan-tinggi. Selama proses peleburan, perlu untuk memantau kandungan oksigen dalam baja cair secara real time dan mengontrol kandungan oksigen total Kurang dari atau sama dengan 20ppm untuk mengurangi timbulnya inklusi dari sumbernya.
Bagaimana cara lebih mengoptimalkan distribusi inklusi rel berstandar nasional selama proses penggulungan?
Inti dari optimalisasi pemerataan pemerataan rel berstandar nasional selama proses penggulungan adalahmemperbaiki morfologi inklusi melalui deformasi plastis. Pertama, ituproses penggulungan yang terkontrol dan pendinginan yang terkontroldiadopsi, dan suhu penggulungan dikontrol di zona rekristalisasi austenit, sehingga rel mengalami deformasi yang cukup pada suhu tinggi, dan inklusi yang awalnya tidak beraturan menjadi memanjang dan pecah. Jumlah deformasi pada tahap penggulungan kasar harus lebih besar dari atau sama dengan 40%, dan inklusi berukuran besar dipecah menjadi inklusi berukuran kecil melalui deformasi besar, sehingga mengurangi kerusakan pada matriks. Proses penggulungan suhu rendah-digunakan pada tahap penggulungan akhir, dan suhu dikontrol pada 800-850 derajat . Pada saat ini, plastisitas baja cair baik, dan inklusi akan didistribusikan dalam bentuk strip sepanjang arah penggulungan, menghindari pembentukan inklusi yang berkerumun. Setelah bergulir, ituteknologi pendinginan laminardiadopsi, dan laju pendinginan dikontrol pada 5-10 derajat/s untuk memastikan struktur internal rel yang seragam dan mencegah agregasi inklusi karena pendinginan yang tidak merata. Selain itu,pengujian ultrasonik onlinediatur selama proses penggulungan untuk memantau distribusi inklusi di dalam rel secara real time, dan menandai serta memproses bagian yang tidak memenuhi syarat secara tepat waktu.
Apa saja metode deteksi dan standar penilaian untuk-inklusi nonlogam pada rel standar nasional?
Metode deteksi untuk-inklusi nonlogam pada rel standar nasional terutama mencakupmetode mikroskop metalografi dan metode deteksi cacat ultrasonik. Untuk metode mikroskop metalografi, sampel perlu diambil dari rel, dipoles, dipoles dan dikorosi, kemudian jenis, ukuran dan jumlah inklusi diamati di bawah mikroskop dengan perbesaran 100-500 kali. Selama pendeteksian, tiga bagian kepala rel, badan rel, dan dasar rel harus dipilih, dan tidak kurang dari 5 bidang pandang harus diamati untuk setiap bagian untuk menghitung ukuran rata-rata dan jumlah kepadatan inklusi. Metode deteksi cacat ultrasonik menggunakan probe frekuensi tinggi dengan frekuensi 5-10MHz. Posisi dan ukuran inklusi dinilai berdasarkan sinyal pantulan gelombang ultrasonik pada antarmuka antara inklusi dan matriks. Metode ini merupakan pengujian non-destruktif dan cocok untuk pengujian batch di jalur produksi. Standar penilaian didasarkan pada GB/T 10561-2005. Peringkat penyertaan rel standar nasional harus Kurang dari atau sama dengan kelas 2, di antaranya ukuran maksimum inklusi alumina Kurang dari atau sama dengan 50μm, dan jumlah kepadatan inklusi sulfida Kurang dari atau sama dengan 10 buah/mm². Rel yang melebihi standar harus dinilai tidak memenuhi syarat.
Apa dampak peningkatan kemurnian rel standar nasional terhadap biaya pemeliharaan jalur?
Meningkatkan kemurnian rel standar nasional dapat mengurangi biaya pemeliharaan jalur secara signifikan. Rel dengan kemurnian tinggi memiliki sedikit inklusi internal, kemungkinan timbulnya retak lelah sangat berkurang, masa pakai rel dapat diperpanjang lebih dari 30%, dan frekuensi penggantian rel berkurang. Rel dengan kemurnian tinggi memiliki keausan yang lebih seragam pada bagian kontak roda-rel, dan tidak akan menghasilkan keausan yang tidak normal karena konsentrasi tegangan yang disebabkan oleh inklusi lokal. Siklus penggilingan dapat diperpanjang dari 6 bulan menjadi 12 bulan, sehingga mengurangi biaya tenaga kerja dan peralatan penggilingan. Selain itu, rel dengan kemurnian tinggi memiliki ketahanan lelah yang baik dan tidak rentan terhadap kecelakaan patah, sehingga menghindari kerugian saluran akibat patahnya rel, yang seringkali jauh lebih tinggi daripada biaya pengadaan dan pemeliharaan rel. Pada jalur-angkutan dataran tinggi dan berat,-rel dengan kemurnian tinggi memiliki keuntungan yang lebih jelas, dapat beradaptasi dengan lingkungan layanan yang keras, dan semakin mengurangi kesulitan pemeliharaan dan biaya jalur khusus.