Binari in acciaio, noti anche come binari ferroviari o linee ferroviarie, sono componenti critici dell'infrastruttura ferroviaria. Forniscono una superficie stabile e durevole su cui viaggiare i treni, garantendo un trasporto sicuro ed efficiente. Il processo di produzione delle rotaie in acciaio prevede diverse fasi, dalla preparazione della materia prima alla finitura finale.

Come vengono prodotte le rotaie in acciaio?

Il processo di produzione dei binari ferroviari si è evoluto. I seguenti passaggi rappresentano il processo di produzione di livello moderno.

• Pretrattamento

Si inizia con il pretrattamento della ghisa fusa. Lo scopo principale è ridurre ulteriormente il contenuto di impurità nocive nel ferro fuso. Il modo usuale è quello di desiliconizzare al foro del rubinetto dell'altoforno, defosforizzare e desolforare il ferro fuso nel vagone cisterna del metallo caldo. Alcuni adottano anche il "metodo tandem" della produzione dell'acciaio, ovvero la defosforizzazione e la desolforazione del ferro fuso vengono prima eseguite, per poi passare al convertitore per la decarburazione e la fusione.

• Raffinazione

Adottare la tecnologia di raffinazione fuori dal forno. La funzione principale è regolare ulteriormente la composizione dell'acciaio fuso e la temperatura dell'acciaio fuso, ridurre il contenuto di inclusioni e garantire la precisione della composizione dell'acciaio fuso durante la maschiatura.

• Degasaggio sotto vuoto

Il vuoto degasa l'acciaio fuso dopo la produzione dell'acciaio per ridurre ulteriormente il contenuto di idrogeno, ossigeno e altri gas disciolti nell'acciaio fuso. In questo modo è possibile ridurre l'influenza di questi gas sulle prestazioni dell'acciaio ferroviario. Solitamente il degasaggio viene realizzato con il metodo VD o con il metodo RH. Dopo il degasaggio sotto vuoto, il contenuto di idrogeno (frazione in volume) nell'acciaio può essere inferiore a 2,5 PPM e il contenuto di ossigeno (frazione in volume) può essere inferiore a 20 PPM, il che è più favorevole al miglioramento della tenacità dell'acciaio.

• Colata continua della fioritura

Metti l'acciaio fuso nella siviera e sollevalo sulla parte superiore della macchina per colata continua tramite il carroponte. Versare l'acciaio liquido nella macchina per colata continua per colare una bramma. Senza raffreddamento, la bramma d'acciaio o i "blumi" vengono riscaldati direttamente nel forno a immersione per un certo periodo. Questo ammorbidisce l'acciaio per un'ulteriore modellatura. Viene quindi spruzzato con acqua a oltre 3700 PSI. i getti d'acqua rimuovono l'ossido di ferro che si forma sulla superficie dell'acciaio, lasciando la lastra d'acciaio pronta per essere modellata in binari ferroviari.

Il processo di colata continua è stato gradualmente migliorato negli ultimi 20 anni. Grazie all'uso della fusione protettiva, può prevenire efficacemente l'ossidazione secondaria dell'acciaio fuso durante la fusione. Inoltre, riduce notevolmente le inclusioni nell'acciaio e migliora significativamente la qualità della superficie della lastra d'acciaio. I principali produttori di rotaie in acciaio nel mondo hanno adottato il processo di colata continua per produrre rotaie in acciaio.

Dopo aver adottato le misure di cui sopra, il livello di fusione dell'acciaio ferroviario ha raggiunto un elevato grado di purezza. Ad esempio, la fluttuazione della composizione del carbonio è controllata a circa lo 0,06% (frazione di massa).

Si è scoperto che tutti i produttori che utilizzano il pretrattamento del ferro melton, la raffinazione fuori dal forno, il degasaggio sotto vuoto e le tecnologie di colata continua hanno ottenuto l'ottima qualità fisica delle loro rotaie. Il contenuto di idrogeno, ossigeno, fosforo e zolfo è molto basso e il contenuto di inclusioni: le inclusioni di tipo A sono inferiori alla classe 1.5 e le inclusioni B, C e D sono inferiori alla classe 1.0.

• Rotolamento

La lastra d'acciaio entra quindi direttamente in una macchina chiamata laminatoio che comprime l'acciaio rettangolare in binari a forma di T- e allunga le rotaie più che quadruplicando la sua lunghezza.

• Trattamento termico

Il trattamento termico popolare è l'estinzione e il rinvenimento o l'estinzione allentata. Alcuni paesi hanno cercato di migliorare il carico di snervamento e la resistenza alla trazione dei binari ferroviari controllando la temperatura di laminazione o il trattamento termico in linea. Il trattamento termico completo stabilizza la microstruttura della rotaia.

• Raddrizzamento

Dopo il raffreddamento, una raddrizzatrice lavora sui binari ferroviari sia in direzione orizzontale che verticale.

• Ispezione

Anche l’ispezione dei binari ferroviari è un passo importante. Controllare la superficie e i difetti interni dei binari ferroviari mediante ispezione a ultrasuoni e correnti parassite.

• Segare e forare

Utilizzare una macchina al carburo con lega dura per lavorare e forare il fungo della rotaia per ottenere un'elevata precisione.

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