Анатолий Дерябин
Заместитель генерального директора ГНЦ РФ "Уральский институт металлов"

    Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат", крупный производитель металлопродукции для железнодорожного транспорта, изготовляет термоупрочненные рельсы, колеса, бандажи, осевые заготовки, основной профильный прокат для вагоностроения. Это направление – одно из основных в работе НТМК. Качество изделий обеспечивается, прежде всего, использованием уникальных природнолегированных железных руд и высоким мастерством специалистов, продолжающих традиции уральской металлургии.
    Горнозаводчики Демидовы маркировали полосовое кричное железо, высоко ценимое в Европе, клеймом с изображением соболя – прообразом современного знака сертификации. Пластичность тагильского металла привела в изумление Д. И. Менделеева, который после поездки в 1899 году в Нижний Тагил писал: "Из рельс навязаны узлы и наплетены чуть ли не кружева – без следов трещин". К концу XIX века на Урале существовало передовое производство железнодорожных рельсов, не уступающее, по оценке специалистов, зарубежному. Россия, до этого ввозившая рельсы из Англии, полностью прекратила импорт. Великая Сибирская магистраль уложена отечественными рельсами, качество которых было отменным.
    Производство железнодорожных рельсов на НТМК возобновилось в 1949 году: сначала это были Р43 длиной 12,5 м. В 1960 году комбинат освоил изготовление рельсов длиной 25 м.
    В дальнейшем НТМК в творческом содружестве с Уральским институтом металлов, Уралгипромезом, Уралмашзаводом, ВНИИЖТ и УкрНИИмет выполнил большой комплекс работ, направленных на повышение качества рельсов, их эксплуатационной надежности. Первый этап связан с введением в строй в 1966 году термоотделения и внедрением технологии объемной закалки рельсов в масле с последующим отпуском. В результате резко возросли прочностные свойства рельсов – с 900 до 1300 Н/мм2, твердость на поверхности катания головки – с 240 – 260 до 341 – 388 НВ, ударная вязкость – до 40 – 45 Дж/см2, а эксплуатационная стойкость повысилась почти в 2 раза. Тогда НТМК по качеству рельсов опережал многих ведущих зарубежных производителей.
    Второй этап работ приходится на 80-е годы. В этот период применялись различные варианты раскисления рельсовой стали комплексными сплавами на базе силикокальция взамен алюминия. Благоприятное изменение состава, морфологии и формы неметаллических включений привело к повышению эксплуатационной стойкости объемнозакаленных рельсов на 25 – 30 %.
    В 80-90-е годы ведущие зарубежные фирмы Франции, Японии, Австрии и других стран провели коренную реконструкцию сталеплавильных и рельсопрокатных цехов, резко повысив технический уровень производства. Были внедрены установки для эффективной внепечной обработки жидкой стали, вакууматоры, машины непрерывной разливки, новое оборудование для нагрева, прокатки и правки рельсов, установки для дифференцированного термоупрочнения по сечению рельса; комплекс оборудования для сплошного контроля внутренних, поверхностных дефектов и прямолинейности рельсов. Одновременно приняты меры по совершенствованию верхнего строения пути и улучшению условий эксплуатации рельсов. В результате резко повысилось качество рельсов, и возросла их эксплуатационная стойкость, что позволило железнодорожникам организовать высокоскоростное движение пассажирских поездов.
    Сопоставление качества тагильских рельсов с японскими и французскими в тот период было не в пользу НТМК. Отечественная продукция уступала по загрязненности неметаллическими включениями и вредным примесям (кислород, водород, сера, фосфор), по продольной и концевой прямолинейности, остаточным напряжениям, качеству поверхности и отделки (торцы, фаски, болтовые отверстия), по твердости на поверхности катания. Вовсе не случайно 80 %-ный ресурс тагильских рельсов, как показали полигонные испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТ, составлял тогда всего 500 млн. т пропущенного груза, а для лучших партий рельсов производства Nippon Steel и Sogerail этот показатель был вдвое больше.
    К 1990 году из-за физического и морального износа основных фондов на НТМК были исчерпаны возможности дальнейшего повышения качества железнодорожных рельсов.
    В 1992 году на комбинате была разработана и принята программа реконструкции и развития рельсового производства до 2005 года, первой частью которой стало обновление сталеплавильного передела.
    К настоящему времени завершен переход от мартеновского к конвертерному способу выплавки стали, ее внепечной обработке на установках "печь – ковш", вакуумированию и разливке на МНЛЗ. Это позволило, начиная с 1997 года, перейти к массовому производству рельсов из непрерывнолитых заготовок вакуумированной кислородно-конвертерной стали. В результате удалось снизить не только содержание кислорода (до 0,002 % ) и серы (до 0,005 – 0,010 %), но и улучшить практически все показатели металлургического качества рельсов. Общий передел рельсов снижен до 8 – 10 %, в том числе по дефектам металла до 1,85 – 2,25 %. Выход термоупрочненных рельсов длиной 25 м возрос до 89,7 %, первого класса – до 89,2 %, уменьшилась их пораженность дефектами макроструктуры, снизилась флокеночувствительность металла вследствие снижения содержания водорода перед разливкой с 6 до 1 – 2 ppm. Резко уменьшены количество и длина строчечных оксидных включений. Сейчас по технологии выплавки рельсовой стали комбинат практически вышел на уровень мировых достижений.
    В последние 10 – 12 лет НТМК изготовляет рельсы только из ванадийсодержащей стали. Присутствие этого металла повышает ударную вязкость рельсов при температуре до – 400С. Перерабатывая качканарское ванадийсодержащее сырье и выплавляя сталь дуплекс-процессом, НТМК имеет исключительно благоприятные перспективы организации массового производства рельсов низкотемпературной надежности.
    Несмотря на явные преимущества рельсов из вакуумированной кислородно-конвертерной стали, разлитой на МНЛЗ, возможности современного оборудования используются пока не полностью, и комбинат одновременно производит рельсы из конвертерной и мартеновской стали, которые отличаются по металлургическому качеству. Заметно отстает от зарубежных аналогов технический уровень прокатки, термической и механической обработки рельсов и их контроля, что не позволяет достичь необходимого геометрического качества рельсов, в особенности по продольной и концевой кривизне, точности исполнения профиля.
    Недостатки существующей технологической схемы производства рельсов на НТМК наглядно выявились при сравнении с практикой зарубежных предприятий – Usinor-Sacilor (Франция), Voest-Alpine Schienen (Австрия), Nippon Steel Corp. (Япония), Nippon Kokan Corp. (Япония) и др. Поэтому на комбинате было принято решение о продолжении реконструкции с целью повышения конкурентоспособности тагильской продукции. В разработке комплексного технологического задания приняли участие ведущие специалисты УИМ, ВНИИМТ, НИИтяжмаш, УГТУ-УПИ, Уралгипромеза, МПС и, конечно, НТМК. Проведено сравнение производства рельсов на комбинате и в ведущих зарубежных компаниях по основным 25 технологическим операциям сквозной технологии. По результатам анализа определены направления реконструкции рельсового производства, которая охватывает все технологические переделы и основные операции – сталеплавильный, прокатный, термообработку, правку, отделку, а также контроль качества рельсов.
    В последние годы качество тагильских рельсов бесспорно повысилось. Об этом свидетельствует тот факт, что в условиях роста грузонапряженности – в 1998 – 2001 годах с 17,2 до 23,3 млн. т брутто в год на 1 км пути – происходит снижение удельного одиночного выхода рельсов.
    У комбината есть четкая, согласованная с МПС программа продолжения реконструкции рельсового производства. В 2001 году запущены станки "Вагнер" для сверления болтовых отверстий и обрезки концов рельсов. Пущена в строй высокоавтоматизированная печь с шагающими балками для нагрева рельсовых заготовок. Производительность ее вдвое выше, чем действовавших ранее камерных и методических печей. Новая печь обеспечивает более равномерный нагрев и высокое качество поверхности заготовок перед прокаткой, а также экономию топлива. Начал действовать инструментальный контроль прямолинейности рельсов в потоке. Наращивается объем выпуска рельсов из непрерывнолитых заготовок вакуумированной конвертерной стали.
    Все эти меры направлены на то, чтобы производить рельсы высшей категории качества. По новому национальному стандарту ГОСТР 51685-2000, который введен в действие с 1 июля 2000 года, это – категория качества В, отвечающая в том числе зарубежным требованиям. Такую продукцию пока не могут производить ни НТМК, ни КМК. Но, как показало последнее заседание Российской межведомственной рельсовой комиссии, оба комбината усиленно готовятся к выходу на этот уровень качества. Нижнетагильский комбинат уже близок к цели.
    В настоящее время НТМК выпускает в месяц 20 – 25 тыс. т рельсов, из них 70 – 80 % для МПС, обеспечивая потребности железнодорожного ведомства примерно на 40 %. Остальное идет на экспорт в страны ближнего зарубежья – Среднюю Азию, Закавказье и Прибалтику. Комбинат стремится расширить сферу сбыта. Восстановлено производство рельсов Р50, которые применяют на менее нагруженных линиях, весьма вероятно, что эти рельсы НТМК будет поставлять для метрополитенов. При появлении заказов комбинат готов возобновить и выпуск рельсов Р43 для азиатских стран, где подходит срок замены железнодорожных магистралей.
    Рельсы всегда были и остаются востребованными в России, где железные дороги протянулись почти на 125 тыс. км. К этому следует добавить еще почти 90 тыс. км промышленных железных дорог, которые обслуживают предприятия различных отраслей экономики. По планам капитального ремонта МПС, только для сплошной замены ежегодно требуется 500 – 600 тыс. т рельсов. В перспективных планах предусматривается строительство новых дорог, в том числе трансконтинентального значения. Протянутся железнодорожные ветки частных компаний. Реализация этих планов, естественно, потребует увеличения производства отечественных рельсов, приспособленных к эксплуатации в разных климатических условиях. Поэтому в ходе реконструкции комбинат должен решать одновременно две задачи – коренного улучшения качества и увеличения объема выпуска рельсов.
    Нижнетагильский металлургический комбинат участвует в международных тендерах на поставку рельсов, внимательно изучает зарубежные стандарты, оценивает возможность выполнения требований при изготовлении рельсов для североамериканских железных дорог. Качество тагильских рельсов быстро приближается к лучшим зарубежным образцам. Есть все основания считать, что после завершения реконструкции комбинат будет выпускать не только конкурентоспособную продукцию, но и войдет в число мировых лидеров по производству этой продукции, и получит полное право ставить на свои рельсы клеймо "старый соболь".