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辙叉“焕新”记:中铁宝桥研发制造新一代铁路辙叉纪实
2025年03月25日 14:53 中新网陕西

  “我宣布,中铁宝桥集团新一代特纯钢辙叉首次出口欧盟正式装车发运。”3月24日下午3时30分,随着中铁工业旗下中铁宝桥集团有限公司党委书记、董事长李宗民一声令下,首批14根出口欧盟铁路的特纯高锰钢辙叉从中铁宝桥辙叉分公司正式启程发往上海港。这次出口,对于有着近60年铁路辙叉研制生产的中铁宝桥来说,既是一次市场营销的新突破,更是一次市场标准的大检阅。

新一代“特纯”高锰钢辙叉正式装车,即将发往上海港装船发运。

  铁路,是国民经济的“钢铁大动脉”。在纵横交错的铁道线上,铁路辙叉又名“叉心”,是铁路轨道线路平面交叉的设备,如同精准导向的“方向盘”,指引着飞驰列车在分秒间完成轨道切换和转向。近年来,在位于陕西宝鸡的“铁道器材研发中心”中铁宝桥集团有限公司,深入践行“三个转变”,加快发展新质生产力,先后推出新一代特纯高锰钢辙叉和特强合金钢辙叉,为铁路装上了更为强大的“心脏”,并成功跻身全球30多个国家和地区的铁路市场,推动世界铁路一路风驰电掣、滚滚向前……

  为国铸“叉”一甲子

  中国铁路装上“中国心”

  1966年,在国家“三线建设”的伟大号召中,铁道部宝鸡桥梁工厂(中铁宝桥前身)应运而生,承担起为我国铁路制造钢桥梁、铁路道岔和辙叉的历史重任。

  1968年,随着四跨厂房的拔地而起,一条专门生产高锰钢辙叉的生产线顺利建成。“当时,我们使用来自不同国家、七拼八凑的设备,一点点探索生产工艺和加工技术,硬生生造出了第一代高锰钢辙叉,满足了当时我国铁路运输的需求。”中铁宝桥辙叉分公司党总支书记吴海斌回忆说。

  1990年,中铁宝桥辙叉制造迎来了第一次“大升级”。公司引进当时世界最为先进的VRH生产线建成投产,直接带动了冶炼和铸造技术的升级换代,第二代高锰钢辙叉呱呱坠地,立刻在铁路设备制造行业引起了巨大轰动。每一组辙叉身上,“科技味儿”和创新元素体现得淋漓尽致,更精细的冶炼工艺,大幅降低了钢水中的有害元素;更先进的铸造工艺,使产品的内部外部缺陷大幅降低;更精细的机加工,使产品的外形和尺寸控制更加精准。此外,爆炸预硬化技术的首次采用,直接推动产品性能指标翻番,产品平均通过总吨位一举突破“一亿吨”大关,为我国铁路实施七次大提速提供了基础支撑。

  2000年以来,中国铁路迎来又一轮“高速发展期”。高速铁路建设如雨后春笋拔地而起,时速250公里、350公里的高铁圆了“千里江山一日还”的梦想;重载铁路建设加速推进,重载列车牵引“万吨”钢铁巨龙往来穿梭奔流不息。“现在的火车跑得更快、拉得更多,对铁路道岔和辙叉的冲击、磨损更大,打造更具耐磨性、耐冲击性、耐久性、安全性的新一代辙叉箭在弦上、刻不容缓。”中铁宝桥总调度长王磊说。

  这是市场需求,也是市场危机,必将倒逼企业在自主创新的道路上加速奔跑。2019年以来,一场围绕辙叉产品转型升级的“技术革命”在中铁宝桥轰轰烈烈、全面上马。一方面,投资5亿元的中铁宝桥辙叉分公司正式开工建设,研发制造新一代高锰钢辙叉已是箭在弦上;另一方面,中铁宝桥道岔分公司合金钢辙叉工段顺利建成,研发新一代合金钢辙叉的光荣使命已经鸣笛启航。

  3年多来,中铁宝桥以技术创新为主导,以高质量为特征,大力发展新质生产力,产品科技研发凯歌频传。2023年5月10日,由中铁宝桥自主研发的新一代特纯高锰钢辙叉正式发布。几个月后,新一代特强合金钢辙叉应运而生,国内多家中央媒体第一时间进行宣传报道。“这两项新产品的问世,代表着目前国内辙叉研发制造的最高水平,也标志着我们走出了高锰钢+合金钢的双核产品新路径,成为国内唯一一家既有高锰钢辙叉又有合金钢辙叉的企业!”主管辙叉产品业务的中铁宝桥集团副总经理严安宁表示。

  新一代特纯高锰钢辙叉

  推动传统产品“涅槃重生”

  高锰钢辙叉,在中铁宝桥有着近60年的生产史,累计产量突破60万根,一度占据我国铁路辙叉市场的“半壁江山”。

  在世界铁路市场,使用高锰钢辙叉已经有100多年的历史,因为化学成分中含锰量13%,以至于有人形象叫他“锰十三钢”。上世纪末,随着合金钢辙叉的迅猛崛起,高锰钢辙叉的“常青树”地位受到严重冲击。

  高锰钢,是江郎才尽?还是潜龙在渊?面对“新物种”的巨大冲击,中铁宝桥针对高锰钢辙叉开启了新一轮“颠覆式创新”:

  ——在新装备上,投建了国内最大的高锰钢辙叉研发基地,引进了国内最先进的 VRH造型生产线,装备了行业领先的天然气环保热处理系统,采用了先进传感器和智能控制系统,使产品加工参数精准到小数点,直接带动生产效率提升18%,能耗降低8%以上;

  ——在新材料上,以普通高锰钢为底,添加上微量元素,这些‘营养元素’,彻底改变了原有高锰钢的化学成分,让材料各项性能得到大幅提升;

  ——在新工艺上,采用电弧炉炼钢,搭配炉外精炼和真空去气技术,就像给材料做了深度净化SPA,钢水中的硫磷杂质、氧化夹杂物大幅降低,主要有害元素同比直降30%左右,出炉钢水更加纯正、更加洁净,机械性能实现大幅提升;

  ——在新标准上,认真贯彻企标必须高于行标的原则,制订了生产技术标准、制造加工工艺、员工操作规范、产品验收标准,确保每道工序严格执行到位,保证产品的高品质、高质量,提高产品的稳定性和可靠性;

  ——在产品开发上,坚持‘生产一代、储备一代、研发一代’,持续优化产品结构性能,不断促进产品迭代升级,充分挖掘高锰钢的耐磨性、耐冲击性、高韧性、安全性优势,使这棵“常青树”枯木逢春,更加生机勃勃……

  严安宁说:“通过大秦铁路、神朔铁路等重载铁路上道运营显示,我们的新一代特纯高锰钢辙叉平均寿命较第一代高锰钢辙叉提高2倍以上,是第二代高锰钢辙叉的1.5倍,最大通过总重可达6亿吨,养护维修成本较此前降低50%以上,引领我国铁路高锰钢辙叉最大通过总重首次跨入了‘6亿吨’新时代。”

  新一代特强合金钢辙叉

  助力新材料“挺立潮头”

  “3月份,我们的合金钢辙叉月产再度突破500组大关,中铁宝桥合金钢辙叉越来越得到了市场的青睐,与高锰钢产品形成了‘黄金搭档’一同比翼齐飞。”日前,在中铁宝桥道岔车间合金钢工段,正在现场检查工作的集团公司总调度长王磊高兴地说。

  投资研发合金钢辙叉,既是中铁宝桥适应市场的具体实践,也是中铁宝桥实现产品全覆盖、巩固市场龙头的必然举动。据王磊介绍,合金钢辙叉采用组合式结构,核心部位采用高性能合金钢材料,与线路连接的部位,可采用与线路相同材质的钢轨,有效地解决了焊接问题,实现铁路线路无缝化。

  几年来,围绕新一代特强合金钢辙叉的创新研发,倾注了中铁宝桥诸多的心血和智慧,创造了产品从“0”到“1”、从“跟跑”到“领跑”的“宝桥速度”。党委书记、董事长李宗民主导成立合金钢辙叉工段筹建组,亲自制定建设方案,亲自解决统型图纸;总经理、党委副书记侯映晖启动道岔系统数智化升级工程,从设备、技术、工艺诸多环节,为合金钢辙叉研发不断注入“科技元素”;副总经理严安宁坚持推进合金钢辙叉产品技术迭代、深化研究以及质量控制,为合金钢辙叉新产品不断研发和产品结构、技术体系完善注入了新动力。公司合金钢辙叉研发团队,更是从筹建、研制、生产,一心投入到合金钢辙叉的研制中,从合金钢材料成分及热处理工艺开发、数智化设备建设、工艺路线制定、新产品研制、上道观测以及批量生产……

  在中铁宝桥各方坚持不懈的共同努力下,新一代特强合金钢辙叉研发一路高开高走,连续取得了多个科研成果、创造了多项行业之最:

  ——形成了自主知识产权的合金钢材料成分配方及制坯技术,开发了合金钢材料热处理技术,并开发了专用的封闭式恒温冷却设备及工艺,解决了心轨热处理中因冷却过程不可控造成材料性能不稳定的问题,这项技术为行业尚属首创。

  ——建成国内行业道岔产品首套数智化自动热处理生产线。创新性提出并实施了箱式炉+取料机全过程数智化控制的方案,生产线集自动旋转备料系统、送取料系统、自动控温系统、恒温冷却设备及智能调控系统、制氮保护系统于一体,炉温均匀性可达±3℃,使用效果明显。生产线专用封闭式恒温冷却设备的三种冷却模式自行切换,调控冷却速率,消除了热处理过程人为、环境等影响因素,全面改善了热处理工作环境,显著提升了热处理质量。

  ——首创开发了钢轨顶弯电感应加热技术,解决了传统火焰预热效率低、加热区域不均匀、钢轨预热温度难控制等问题,也有效保证了大角度钢轨顶弯质量,避免钢轨断裂的风险。

  ——开发了合金钢工件退磁技术,行业内首次提出了合金钢产品剩磁控制指标,解决了合金钢辙叉剩磁对轨道信号及机车的不利影响,对铁路道岔产品剩磁控制具有指导意义。

  “目前,我们研发的新一代特强合金钢辙叉,主要应用在地铁线路、市域铁路等领域,平均使用寿命平均达到2亿吨,满足了用户对高质量、长寿命、少维护等特性的要求。”王磊信心十足地表示。

  双轮驱动“双特”加持

  赋能铁路高质量发展

  高锰钢与合金钢的技术竞合,正在重塑新时代铁路辙叉产业格局。在重载运输领域,高锰钢以其高性价比占据主流市场;而在高铁和城市轨道交通领域,合金钢凭借优异的抗疲劳性能崭露头角。这种双加持、差异化的发展路径,既避免了同质化竞争,又形成了优势互补的良好产业生态。

  数据显示:2024年,中铁宝桥累计生产新一代高锰钢辙叉、合金钢辙叉产量12000余根,出口海外市场4000余根,已连续30多年保持国内铁路辙叉最大生产商、第一出口商地位。生产中,由于新材料、新工艺、新技术的大量推广,高锰钢生产线生产效率提升18%、能耗降低8%以上,合金钢实现100%国产化替代,铁路辙叉制造实现从“高耗制造”向“绿色制造”的成功转型。对此,中国铁路科学研究院专家指出:“这种协同创新模式,为轨道交通装备制造业高质量发展提供了新范式。”

  “大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”。今天的中铁宝桥,正加速产品转型升级,阔步在新质生产力浪尖上。“我们将不断加大自主创新研发投入,持续输出更安全、更优质、更高效、更智能、更环保的铁路辙叉,全面打造‘中国铁路辙叉第一品牌’,努力为中国和世界铁路建设贡献‘宝桥创造’。”中铁宝桥党委书记、董事长李宗民踌躇满志。(乔宣)

责任编辑:王雨蜻

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