Kontinuerlig støbeteknologi til jernbanestøbte stål- og støbejernsdele: Et spring fra traditionel støbning til effektiv produktion

1. Den historiske udvikling af kontinuerlig støbeteknologi og gennembruddet i dens kompatibilitet med jernbaneindustrien

Fødslen af ​​kontinuerlig støbeteknologi var ikke tilfældig, men et uundgåeligt resultat af den metallurgiske industris dobbelte stræben efter effektivitet og kvalitet. Og det er meget brugt i jernbanestøbninger, Kerneprincippet er direkte at omdanne flydende metal til faste barrer gennem en kontinuerlig afkølings- og størkningsproces, fuldstændigt vælte den traditionelle multi-trin formstøbning tilstand af “barrestøbning – opvarmning – billetåbning”.

1.1 Standardiserede applikationer fra laboratorier til den globale stålindustri

I 1950'erne, University of Sheffield i Storbritannien foreslog først begrebet “kontinuerlig støbning”, opnåelse af den indledende kontinuerlige støbning af aluminiumsmaterialer gennem vandkølede kobberforme. Imidlertid, på grund af begrænsningerne af materialets højtemperaturmodstand og kølestyringsteknologi, denne teknologi kunne i første omgang kun anvendes inden for ikke-jernholdige metaller. Det virkelige vendepunkt opstod i Japan i 1960'erne: Nippon Steel Corporation udviklede en bueformet kontinuerlig støbemaskine, som kombinerede formvibrationer og et sekundært kølespraysystem, hæve succesraten for barre kontinuerlig støbning fra mindre end 70% til over 90%. Dette gennembrud forkortede ikke kun produktionscyklussen, men hævede også metaludbyttet fra 85% i formstøbning til 92%, kørsel a “kontinuerlig støbning” bølge i den globale stålindustri.

1.2 De “Kontinuerlig støbning” Proces i Kinas jernbanestøbeindustri

Introduktionen af ​​kontinuerlig støbeteknologi i Kina begyndte i 1980'erne, i første omgang hovedsageligt gennem fordøjelse og absorption af brugt udstyr. Med de teknologiske gennembrud lavet af store stålværker som Baosteel og Wuhan Iron and Steel, den kontinuerlige støbekapacitet steg fra mindre end en million tons ind 1985 til 120 millioner tons ind 2000. I jernbanefeltet, gennembruddet i tilpasningsevnen af ​​kontinuerlig støbeteknologi er særlig afgørende: bogiestøtten, der er fremstillet ved traditionel formstøbning, har indre defekter i krympehulrum, resulterer i en træthedslevetid på mindre end 2 millioner kilometer til tunge godsvogne. Efter at have vedtaget kontinuerlige støbte emner, gennem lav overhedning hældning og elektromagnetisk omrøring teknologi, de indre korn af støbegodset blev forfinet, og træthedslevetiden overskredet 3 millioner kilometer, opfylder driftskravene for 30-tons aksellastbiler.

2.Kerneteknologiske innovationer inden for kontinuerlig støbeteknologi til jernbanestøbegods

Fordelene ved kontinuerlig støbeteknologi ligger i dens “kontinuitet” og “kontrollerbarhed”. Dens kernegennembrud er koncentreret om tre hovedområder: skimmel kontrol, temperaturstyring og defektundertrykkelse, dannelse af et teknisk lukket kredsløb til forbedring af kvaliteten af ​​jernbanestøbninger.

2.1 Synergistisk optimering af formvibrationer og elektromagnetisk omrøring

Formen er “hjerte” af strengstøbemaskinen, og dens vibrationstilstand påvirker direkte dannelseskvaliteten af ​​den tomme skal. Tidlige fikserede forme var tilbøjelige til at forårsage adhæsion og lækage af den tomme skal. Imidlertid, introduktionen af ​​sinusformet vibrationsteknologi løste dette problem: ved at styre amplituden (3-5mm) og frekvens (200-400 gange i minuttet) gennem et hydraulisk servosystem, der blev dannet et stabilt smørelag mellem emneskallen og formvæggen. For eksempel, efter at Baosteels 2300 mm pladekontinuerlige støbemaskine overtog denne teknologi, overfladevibrationsmærkedybden af ​​den støbte barre blev reduceret fra 0,8 mm til 0,3 mm, og overfladedefektraten blev reduceret med 60%.

Elektromagnetisk omrøringsteknologi forbedrer strømmen af ​​smeltet stål gennem berøringsfri elektromagnetisk kraft, eliminering af komponentadskillelse. Under den kontinuerlige støbeproces af E-grade stål til højhastigheds skinnekoblinger, den roterende elektromagnetiske omrører installeret ved størkningsenden øgede ensartetheden af ​​carbidfordelingen med 40%, og slagstyrken blev hævet fra 20J til 25J, opfylder driftskravene i et ekstremt koldt miljø på -60 ℃.

2.2 Præcis temperaturkontrol og Tundish Metallurgical Technology

Overhedningen af ​​smeltet stål er en “usynlig morder” som påvirker kvaliteten af ​​støbte emner. På grund af den lange omsætningstid for øsen i den traditionelle formstøbeproces, overhedningen svinger ofte med ±15℃, hvilket resulterer i alvorlig centeradskillelse af den støbte barre. Kontinuerlig støbeteknologi reducerer udsvingsområdet for overhedning til ±5 ℃ gennem foranstaltninger som slevbeklædning og argongasbeskyttelse i tunbagen. For eksempel, 1780 mm kontinuerlig støbemaskine fra Panzhihua Iron and Steel Company anvender plasmaopvarmning af tragten, som kan kompensere for temperaturtabet af smeltet stål i realtid, at øge den ligeaksede krystalhastighed af den støbte barre fra 60% til 80% og øge trækstyrken ved 15%.

Opgraderingen af ​​tunpackets metallurgiske teknologi har yderligere renset det smeltede stål: ved at installere slaggestøttemure og filtreringsanordninger, indholdet af ikke-metalliske indeslutninger er reduceret fra 0.02% til 0.005%, reducerer tendensen til at støbe revner markant.

3. Dybdegående anvendelse af kontinuerlig støbeteknologi i nøglekomponenter i jernbaner

Kontinuerlig støbeteknologi er blevet dybt integreret i hele produktionskæden af ​​jernbanestøbegods, fra bogier til koblinger, fra bremseskiver til hjulsæt. Dets applikationsscenarier fortsætter med at udvide og drive ydeevneopgraderinger.

3.1 Bogiestøbegods: Et spring fra “Tung” til “Præcis og stærk”

Den traditionelle bogie bolster og sideramme er lavet af sandstøbning, med det indre hulrum sammensat af flere sandkerner forbundet med hinanden, som er tilbøjelige til defekter som trin og flash. Den kontinuerlige støbeteknologi kombineret med den integrerede mekaniske kernefremføringsproces har opnået “integration i flere dele” af den indre hulrumssandkerne: den esterhærdede natriumsilikatsandstøbning kombineret med den ensartede struktur af den kontinuerlige støbeemne har øget densiteten af ​​støbningen med 8% og forbedret træthedsmodstanden ved 30%. Tag en B+ stålstøtte som et eksempel. Dens vægt er 12% mindre end for almindelige kulstofståldele, og flydespændingen er blevet øget fra 400 MPa til 500 MPa, opfylder perfekt opgraderingskravene for tunge lastbiler.

3.2 Koblingsstøbegods: En innovation fra “Skørt brud” til “Fleksibel forbindelse”

Som “livline” af et tog, koblingen skal modstå en trækkraft på over 1,000 tons. Kontinuerlig støbeteknologi anvender en dobbelt tilgang til materialeopgradering og procesoptimering: efter E-grade stål erstatter almindeligt kulstofstål, kombineret med quenching og tempererende varmebehandling (bratkøling ved 880 ℃ + temperering ved 550 ℃), lavtemperatur slagenergien ved -60℃ når over 15J. Den kombinerede anvendelse af sekundær raffinering uden for ovnen (LF+RH) og lav overhedning støbning har reduceret kvaliteten af ​​ikke-metalliske indeslutninger fra 2.0 til 1.0 og revnehastigheden fra 0.3% til 0.02%. Efter højhastighedsjernbanekoblingerne på Beijing-Harbin-linjen vedtog denne teknologi, det kumulative kilometertal for sikker drift overskredet 5 millioner kilometer, og der skete ingen brudulykke.

4. Fremtidsudsigt: Integration af næsten-endelig kontinuerlig støbning og intelligent kontrol

Med udviklingen af ​​jernbanegodstransport mod et akseltryk på 30 tons og en hastighedsstigning på 160 km/t, kontinuerlig støbeteknologi udvikler sig hen imod “næsten endelig form” og “intelligens”, tilføre ny skub i fremstillingen af ​​jernbanestøbegods.

4.1 Næsten endelig kontinuerlig støbning: EN “kort proces” revolution fra billet til færdigt produkt

Den dobbeltrullede tynde strimmel kontinuerlig støbeteknologi kan direkte producere 1-5 mm tynde strimmelstål, eliminering af blokåbningsprocessen ved traditionel varmvalsning og forøgelse af produktionseffektiviteten med tre gange. Denne teknologi er blevet anvendt til produktion af tynde plader af højstyrkestål til højhastighedstogvognskarosserier. Kornforædlingsgraden er øget med 50% sammenlignet med den traditionelle proces, og flydespændingsudsvingsområdet er blevet reduceret fra ±20MPa til ±5MPa. Desuden, kontinuerlig støbeteknologi af specialformede billets, ved at optimere støbeformens design, kan direkte producere komplekse tværsnitsblokke såsom H-formede og I-formede, giver mulighed for integreret formning af stål anvendt i jernbanebroer.

4.2 Intelligent kontrol: En opgradering fra oplevelsesdrevet til datadrevet

Det kontinuerlige støbeprocesovervågningssystem baseret på 5G+AI indsamler realtidsdata såsom overfladetemperaturen på den støbte emne og revnedefekter gennem maskinsyn, og justerer dynamisk parametre såsom trækhastighed og kølevandsvolumen i kombination med deep learning algoritmer. Shougang Jingtang Companys pilotprojekt viser, at dette system har reduceret udsvingsintervallet for billetkvalitet til ±0,5 % og sænket energiforbruget pr. ton stål med 8%. I fremtiden, med introduktionen af ​​digital tvillingteknologi, kontinuerlig støbning produktionslinjen vil opnå en fuld lukket kredsløb styring af “virtuel debugging – optimering i realtid – forudsigende vedligeholdelse”, fremme af jernbanen støbning fremstilling til at bevæge sig mod “nul defekt” mål.

Fra støbejernsstøtten fra damplokomotivets æra til den kontinuerlige støbekobling på Fuxing kugletoget, kontinuerlig støbeteknologi har taget et spring fra “følge” til “tage føringen” på kun et halvt århundrede. Midt i bølgerne af jernbane tung belastning, høj hastighed og intelligens, kontinuerlig støbeteknologi vil fortsætte med at udvikle sig, giver solid støtte til at bygge en sikker, mere effektivt og grønnere jernbanetransportsystem.

Leverandør af jernbanestøbningsdele

Luoyang Fonyo Heavy Industries Co., Ltd, grundlagt i 1998, er producent i støbte jernbanedele. Vores fabrik dækker et område på 72.600㎡, med mere end 300 medarbejdere, 32 teknikere, inklusive 5 senioringeniører, 11 assistentingeniører, og 16 teknikere. Vores produktionskapacitet er 30,000 tons om året. For tiden, vi producerer hovedsageligt støbning, bearbejdning, og montage til lokomotiv, jernbanevogn, højhastighedstog, mineudstyr, vindkraft, osv. Vores produkter er blevet eksporteret til Rusland, USA, Tyskland, Argentina, Japan, Frankrig, Sydafrika, Italien og andre lande.
Kontakte: Stella Liu
E-mail: [email protected]
WhatsApp: +86-155-1535-1287