Narodowe Centrum Badań
i Rozwoju

   Tytuł projektu

Niezawodne i trwałe w eksploatacji, nowoczesne szyny kolejowe o długości 120 m, charakteryzujące się wysokimi właściwościami mechanicznymi, dużą odpornością na pękanie oraz zmodyfikowaną mikrostrukturą materiału w wyniku modernizacji procesu chłodzenia po walcowaniu

  Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów

ArcelorMittal Poland S.A.

  Nazwa programu

Program Operacyjny Inteligentny Rozwój

  Konkurs

Szybka ścieżka

  Wartość projektu

103 916 604,18 PLN

  Wartość dofinansowania

42 028 818,02 PLN

  Okres realizacji projektu

od 01.01.2019 r. do 06.03.2024 r.

Poznaj nasz zespół

Dr inż. Sylwester Żak - Kierownik Zespołu B+R

mgr inż. Piotr Nabielski - Członek Zespołu B+R

mgr inż. Tomasz Ropka - Członek Zespołu B+R

mgr inż. Łukasz Cieślik - Członek Zespołu B+R

Zobacz efekt naszej pracy

Linia do obróbki cieplnej

Szyny obrobione cieplnie na chłodni

Zakładowy tor doświadczalny

Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?

W wyniku realizacji projektu opracowano technologię produkcji szyn obrabianych cieplnie o długości 120 metrów o znacząco wyższych właściwościach fizycznych i użytkowych w stosunku do standardowych szyn obecnie produkowanych. Zastosowano nową technologię przyspieszonego chłodzenia główki szyn po procesie walcowania, która jest realizowana w innowacyjnej linii pilotażowej do obróbki cieplnej szyn. Umożliwiło to produkcję wyrobów o dużej trwałości i niezawodności eksploatacyjnej, a przez to bezpieczniejszych w użytkowaniu i o szerszym spektrum zastosowania. Szyny obrobione cieplnie charakteryzują się wysoką wytrzymałością, plastycznością i twardością, podwyższoną odpornością na kruche pękanie i większą odpornością na powstawanie wad eksploatacyjnych na powierzchni tocznej. Właściwości te są następstwem uzyskania struktury drobnopłytkowego perlitu jako rezultatu zastosowania obróbki cieplnej po procesie walcowania szyn. Aktualnie produkowane szyny kolejowe posiadają wytrzymałość na rozciąganie w zakresie 880 – 1030 MPa oraz twardość na powierzchni tocznej 260 – 300 HBW. Nowa technologia umożliwiła produkcję szyn o wytrzymałości na rozciąganie 1175 – 1300 MPa i twardości 350 – 390 HBW. Uzyskany w wyniku prowadzenia prac badawczo – rozwojowych innowacyjny w skali kraju wyrób w postaci szyny kolejowej z obrobioną cieplnie główką odznacza się także podwyższonym współczynnikiem intensywności naprężeń, zwiększoną wytrzymałością zmęczeniową, niskim poziomem naprężeń własnych oraz tak zmodyfikowaną mikrostrukturą, że odległość płytek cementytu w perlicie mieści się w zakresie 0,05-0,15 μm. Potwierdzenie wysokich właściwości fizycznych i mechanicznych innowacyjnych szyn odbyło się podczas testów i badań laboratoryjnych w jednostkach naukowo – badawczych m.in. w Górnośląskim Instytucie Technologicznym, Instytucie Kolejnictwa, Politechnice Śląskiej, Akademii Górniczo-Hutniczej oraz w Instytucie Idonial w Hiszpanii.

Kto skorzysta z wyników projektu?

Aktualne tendencje transportowe zawierają się w dążeniu do zwiększenia prędkości  przewozów pasażerskich i zwiększenia obciążeń osiowych wagonów w przewozach towarowych przy zachowaniu wysokiego poziomu bezpieczeństwa. Ekonomika transportu, jego konkurencyjność z innymi środkami transportu w przewożeniu ludzi i towarów wpływa na zwiększenie wymagań w stosunku do wyrobów kolejowych. Oczekiwania rynku sprowadzają się do możliwości zakupu i zabudowy szyn kolejowych charakteryzujących się dużą żywotnością w każdych warunkach eksploatacji. Szyny obrobione cieplnie odznaczają się większą odpornością na zużycie skutkującą wydłużeniem czasu eksploatacji szyn w niekorzystnych warunkach takich jak łuki torów, duże naciski osiowe czy wysokie prędkości oraz zwiększoną odpornością na kruche pękanie, co w rezultacie sprawia, iż wyrób ten jest bardziej trwały i bezpieczniejszy. Dlatego beneficjentami projektu będą pasażerowie korzystający z transportu kolejowego, towarzystwa kolejowe oraz szeroko rozumiane środowisko naturalne.

Co było dla nas największym wyzwaniem w realizacji projektu?

Jednym z największych wyzwań w realizacji projektu było opracowanie i potwierdzenie w wyniku eksperymentów przemysłowych takiej technologii obróbki cieplnej główki szyny, która by umożliwiała uzyskanie odpowiednich właściwości mechanicznych i właściwej mikrostruktury dla szerokiego zakresu profili szynowych różniących się zarówno wielkością (szczególnie wysokością, szerokością główki oraz szerokością stopki szyny), jak i masą jednostkową w zakresie od 49 kg/m do 67 kg/m. Drugim ważnym do rozwiązania zagadnieniem było zaimplementowanie linii demonstracyjnej w istniejącą infrastrukturę techniczno-technologiczną walcowni dużej, tak aby zapewnić pełną jej synchronizację z istniejącymi urządzeniami produkcyjnymi. Pewnym sprawdzianem dla członków zespołu badawczo-rozwojowego było także szerokie spektrum zaplanowanych badań jak i ilość wykonanych prób. Jednak dzięki dobrze zorganizowanej pracy zespołu badawczo-rozwojowego udało się pomyślnie rozwiązać wszystkie zagadnienia i zrealizować projekt.

Nasza rada dla innych Wnioskodawców

Nasza rada dla innych Wnioskodawców to przede wszystkim starannie przemyśleć założenia projektu, jasno sprecyzować cele do osiągnięcia na etapie przygotowania projektu, dobrać odpowiednio zgrany zespół fachowców mających doświadczenie w dziedzinie, w której będzie realizowany projekt i następnie konsekwentnie go realizować.