《高速铁路电力接触网用热轧H型钢关键技术研究及产业化》

高速铁路建设是实现中国交通运输现代化的重要战略,中国铁路“十一五”、“十二五”、“十三五”规划均对高速铁路建设提出了要求,电气化率分别实现45%、60%和70%,中国高铁已成为世界上系统技术最全、集成能力最强、运行速度最高、在建规模最大的高铁系统,实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越式发展。电气化铁路接触网作为高铁电力供应的核心组成部分,是高铁以最高时速350km高速运行的重要保障,因此接触网支撑系统的安全性、可靠性至关重要。

2005年,中国高速铁路接触网系统仍采用预应力钢筋混凝土结构,但法国、韩国、英国等国家普遍采用H型钢结构,在铁道部咨询设计研究院等部门的支持下,山东钢铁股份有限公司提出了中国高速铁路建设用H型钢的自主研发。

由于中国高速铁路建设范围广,区域性、季节性温差大,接触网支撑系统长期处于风雨沙尘流蚀等恶劣环境,必须具有优良的低温韧性;高铁运行频次高、时速快,接触网长期承受频繁交变大载荷,必须具有良好的抗高应变低周疲劳性能;高铁作为重要的公共交通工具,运行里程长、锚段间距短、锚柱多,各锚段接触网支撑系统安全可靠性极其重要,必须具有优异的材料性能一致性。经过多年的研究,项目团队成功开发了高速铁路接触网用热轧H型钢系列产品并实现了产业化应用,在项目实施过程中形成以下创新点及关键技术:

(1)首创基于多元微合金化精细组织控制的耐低温H型钢制备技术,揭示了多元微合金协同作用下第二相析出与低温冲击韧性之间的规律,开发了复杂变形条件下组织精准调控技术,系统揭示了型钢轧制变形区温度场分布规律,发明了冷却控制装备及方法,填补了国际空白;

(2)首创高铁接触网用H型钢的高应变低周疲劳性能表征和评价方法,建立了循环响应特征曲线、应力-应变滞后曲线,揭示了应力-应变及应变-疲劳寿命的关系,通过断口裂纹源萌生、疲劳辉纹特征等分析揭示了疲劳失效机理,填补了国内空白;

(3)独创基于洁净钢生产的夹杂物控制关键技术,发明了新型CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系高效精炼渣,成渣时间缩短5min,脱硫能力提高36.5%,开发了基于Zr-Ti脱氧的氧化物冶金技术,攻克了夹杂物微细化、球化及弥散化难题,突破了洁净钢生产控制的技术瓶颈。

经过多年的系统研究,山东钢铁股份有限公司已形成了完整的具有自主知识产权的高速铁路电力接触网用H型钢制造与应用技术,填补了国际空白,引领了高速铁路用钢行业的研究与开发,助推了中国高速铁路的建设与发展。科技成果达到国际先进水平,形成GB/T 34199-2017、YB/T 4238-2010两项技术标准;授权发明专利7项、公开发表科技论文10篇,关键技术获山东省专利二等奖1项,获中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖三等奖1项。截止2018年12月完成单位已累计生产销售高速铁路电力接触网用H型钢417919.76吨,新增销售额195216.71万元,新增利税42992.64万元,其中近三年,共销售59679.74吨,新增产值20573.10万元,新增利润13089.50万元(其中产品销售新增利润2954.41万元,实施相关技术新增利润10135.09万元),经济效益和社会效益显著。

成果说明

2005年启动时,我国高速铁路接触网系统仍采用预应力钢筋混凝土结构,但法国、韩国、英国等国家普遍采用H型钢结构,在铁道部咨询设计研究院等铁路设计和建设部门的支持下,山东钢铁股份有限公司提出了高速铁路接触网用热轧H型钢的自主研发,并实现了产业化,使山东钢铁股份有限公司率先成为最具竞争力的生产商和供应商。 针对高速铁路接触网用H型钢的特殊服役环境和极高的安全性要求,高速铁路接触网用热轧H型钢研究与开发过程中创新性地开展了基于多元微合金化精细组织控制的耐低温H型钢制备技术、高铁接触网用H型钢的高应变低周疲劳性

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。