貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化報(bào)告

1、貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化可行性研究報(bào)告xxxxxx股份有限公司二五年七月前 言轍叉是鐵路道岔的關(guān)鍵部件。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路運(yùn)量快速增加，列車(chē)運(yùn)輸向重軸、高速發(fā)展，以滿(mǎn)足與日俱增的旅客運(yùn)輸和貨物運(yùn)輸需求。在大運(yùn)量、重軸和高速運(yùn)營(yíng)條件下，鐵路轍叉的使用狀況與日惡化。針對(duì)鑄造高錳鋼轍叉在大運(yùn)量、重軸和發(fā)展超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路的不適應(yīng)性，我公司與清華大學(xué)共同承擔(dān)了鐵道部科教司1998第04號(hào)一九九八年鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，編號(hào)為980860。開(kāi)展研制貝氏體合金鋼焊接轍叉，簡(jiǎn)稱(chēng)為貝氏體鋼焊接轍叉。預(yù)期要達(dá)到如下目標(biāo)：1）長(zhǎng)壽命，少維修，轍叉使用壽命達(dá)到平均2億噸通過(guò)運(yùn)量以上，適應(yīng)繁忙干線(xiàn)需求

2、。2）能與線(xiàn)路鋼軌直接焊接，提供跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路使用。3）通用性好，與既有提速線(xiàn)路高錳鋼鑄造轍叉可以互換，部分代替高錳鋼鑄造轍叉。目前，貝氏體鋼焊接轍叉的研制過(guò)程我們已經(jīng)走過(guò)了三個(gè)階段。第一階段是首批貝氏體鋼焊接轍叉研制及其上道，未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。第二階段是改進(jìn)型貝氏體鋼焊接轍叉研制及其上道驗(yàn)證，基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。第三階段是總結(jié)改進(jìn)型貝氏體鋼焊接轍叉成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)存在的問(wèn)題予以完善，配置批量生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉的各種資源，現(xiàn)已進(jìn)入了小批量生產(chǎn)BG4F型貝氏體鋼焊接轍叉階段，上道運(yùn)營(yíng)的結(jié)果表明，BG4F貝氏體鋼焊接轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，更加符合輪軌接觸受力條件；貝氏體鋼材料綜合性能既能滿(mǎn)足高耐

3、磨要求，又能符合可焊接的要求；制造工藝的改進(jìn)和制造標(biāo)準(zhǔn)的完善，使轍叉各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)能有效地得到保證，可以推廣使用。一、 貝氏體鋼焊接轍叉承擔(dān)單位簡(jiǎn)介xxxx股份有限公司始建于1966年，是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)鋼梁、鋼結(jié)構(gòu)、鐵路道岔、高錳鋼整鑄轍叉和城軌交通設(shè)備等產(chǎn)品的大型國(guó)有企業(yè)，至2004年底公司已有資產(chǎn)11.9億，技術(shù)裝備2000余臺(tái)（套），年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入6.3億元，利潤(rùn)2485萬(wàn)元。主要產(chǎn)品先后獲得國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng)、國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國(guó)家專(zhuān)利產(chǎn)品等達(dá)60余項(xiàng)。xxxx公司作為我國(guó)生產(chǎn)鐵路道岔的兩大骨干專(zhuān)業(yè)廠家之一，其年產(chǎn)銷(xiāo)量約占全國(guó)的二分之一，公司主導(dǎo)產(chǎn)品鐵路道岔在公司營(yíng)業(yè)收入中占有舉足輕重的

4、地位，是公司的傳統(tǒng)和核心產(chǎn)業(yè)之一。清華大學(xué)是享譽(yù)國(guó)內(nèi)外的著名高等學(xué)府，其合作對(duì)象xxx教授是我國(guó)貝氏體鋼推廣應(yīng)用方面的著名專(zhuān)家。按鐵道部科教司教綜1998第04號(hào)文件中編號(hào)為980860關(guān)于“貝氏體鋼焊接轍叉”的課題要求，xxxx股份有限公司和清華大學(xué)貝氏體鋼推廣中心聯(lián)合承擔(dān)此課題，歷經(jīng)七年卓有成效的不懈努力，已于2004年年底完成了課題規(guī)定的各項(xiàng)預(yù)定目標(biāo)。2005年6月16日鐵道部科技司在北京組織了該項(xiàng)目的科技成果鑒定。二、 貝氏體鋼焊接轍叉項(xiàng)目簡(jiǎn)介為適應(yīng)我國(guó)鐵路重載、提速和跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路技術(shù)發(fā)展的需要，研究和采用合金鋼轍叉已列入鐵道部工務(wù)技術(shù)政策，由中鐵寶橋股份有限公司和清華大學(xué)合作開(kāi)

5、發(fā)的貝氏體鋼焊接轍叉，是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品。1.貝氏體鋼焊接轍叉主要特點(diǎn)：針對(duì)鑄造高錳鋼轍叉在大運(yùn)量、重軸和發(fā)展超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路的不適應(yīng)性，發(fā)明的60Kg/m鋼軌12號(hào)提速道岔用貝氏體鋼焊接轍叉于1997年11月完成設(shè)計(jì)，1998年9月通過(guò)鐵道部工務(wù)局審查驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)第二代、第三代貝鋼轍叉的反復(fù)上道驗(yàn)證與改進(jìn)，現(xiàn)改進(jìn)后的第四代貝鋼轍叉已進(jìn)入小批量生產(chǎn)并批量上道。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1) 貝氏體鋼焊接轍叉具有壽命長(zhǎng)，少維修，可與線(xiàn)路鋼軌焊接的特點(diǎn)，適用于我國(guó)重載提速線(xiàn)路改造的需要，可以滿(mǎn)足200km/h以下線(xiàn)路發(fā)展跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路需求；2) 轍叉心軌易損部位采用高強(qiáng)韌性、高耐磨的貝氏體

6、鋼制造，心軌磨損均勻，磨損比率低，不存在如高錳鋼轍叉初期快速磨損階段。l 貝氏體鋼焊接轍叉與其它合金鋼轍叉相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 轍叉心軌采用了異種鋼閃光接觸焊接技術(shù)，焊縫性能優(yōu)越，整體性好，從根本上消除了如嵌入式或拼接式合金鋼轍叉心軌產(chǎn)生的接縫病害；2. 克服了高錳鋼轍叉不能和線(xiàn)路鋼軌直接焊接的缺點(diǎn)，可滿(mǎn)足發(fā)展跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路需要；3. 轍叉互換性好，上道方便，維護(hù)簡(jiǎn)單；4. 翼軌可在線(xiàn)更換；5. 貝氏體鋼焊接轍叉實(shí)際使用壽命保證23年，通過(guò)運(yùn)量總重可達(dá)2億噸以上。l 貝氏體鋼焊接轍叉的結(jié)構(gòu)及焊接工藝有以下特點(diǎn)：1. 貝鋼轍叉的叉心主要受沖擊部位采用貝氏體鋼；2. 心軌理論尖端前設(shè)置 “

7、鼻端”，增加軌腰厚度，便于設(shè)置間隔鐵防止。3. 為保證與60Kg/m鋼軌12號(hào)型提速道岔既有的固定型轍叉互換使用，心軌尖端跳動(dòng)。4. 轍叉在趾端、跟端處設(shè)置1:40軌底坡斜度扭轉(zhuǎn)；5. 翼軌相對(duì)人字尖設(shè)置超高，翼軌平直段設(shè)置為叉心20mm斷面至50mm斷面處；6. 翼軌平直段范圍內(nèi)進(jìn)行側(cè)面水平刨切。貝氏體鋼叉心與叉跟軌拼焊后組焊為人字尖。鋼軌下及人字尖下設(shè)置5mm厚橡膠墊板，轍叉墊板下設(shè)置10mm厚橡膠墊板。7. 轍叉組裝后，加工整修轍叉線(xiàn)形，加工翼軌1：20軌頂坡。8. 轍叉組裝采用國(guó)標(biāo)（GB/T1228）10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓緊固件。施工扭力矩規(guī)定980N·m。9. 可焊接的貝氏體

8、鋼心軌單獨(dú)熱處理，可減少焊接熱影響區(qū)對(duì)其性能的影響。10. 叉跟軌焊接為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底和埋弧焊蓋面自動(dòng)焊接工藝。跟端扭轉(zhuǎn)1：40。11. 貝氏體鋼與叉跟軌（鋼軌）的對(duì)接焊接改手工電弧焊為閃光接觸焊接工藝，焊縫采用局部中頻電加熱熱處理。12. 貝氏體鋼與叉跟軌異種鋼閃光接觸焊的焊接接頭性能，型式試驗(yàn)的主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了鐵道部制定的200km/h客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)60AT鋼軌焊接暫行技術(shù)條件的要求。（貝氏體鋼焊接轍叉焊接完成后的心軌080斷面結(jié)構(gòu)）（加工翼軌1：20軌頂坡）改進(jìn)后的貝氏體鋼焊接轍叉通過(guò)運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證，已達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。有的轍叉已安全運(yùn)營(yíng)3年半，貝鋼心軌磨損均勻，磨損速率較低；表面光亮，至今未

9、有傷損。使用壽命已通過(guò)運(yùn)量總重2.2億噸以上，現(xiàn)在仍在運(yùn)行。實(shí)踐證明貝氏體鋼焊接轍叉綜合性能既能滿(mǎn)足高耐磨要求，又能符合可焊接的要求，可以推廣使用。貝氏體鋼焊接轍叉新產(chǎn)品研制成功，是我國(guó)合金鋼轍叉制造史上的一項(xiàng)重大技術(shù)突破。綜上所述，貝氏體鋼焊接轍叉研制成功，填補(bǔ)了我國(guó)合金鋼轍叉制造史上的空白，該產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)，整體技術(shù)及綜合性能均在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。2. 現(xiàn)有研發(fā)和生產(chǎn)條件我公司有高級(jí)道岔和研究開(kāi)發(fā)人員50人，擁有計(jì)算機(jī)仿真、有限元分析等先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，有一支能打硬仗的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)隊(duì)伍，形成了一支緊密結(jié)合我國(guó)鐵路實(shí)際，掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)的道岔研發(fā)設(shè)計(jì)隊(duì)伍。近年來(lái)，我們以

10、技術(shù)創(chuàng)新作為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)有關(guān)科研院校等強(qiáng)勢(shì)力量，積極完成鐵路第五次、第六次提速、秦沈客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)及200km/h以下線(xiàn)路改造道岔近400種，并取得了近10項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。多年來(lái)，我公司在道岔生產(chǎn)系統(tǒng)投入了近二億元進(jìn)行技術(shù)改造，新增了道岔尖軌數(shù)控銑床、高錳鋼轍叉“VRH”造型生產(chǎn)線(xiàn)、高錳鋼轍叉數(shù)控銑床、GAA100/580型閃光對(duì)焊機(jī)、AT軌跟端熱模壓50MN液壓機(jī)、6MeV高能電子回旋加速器射線(xiàn)探傷等許多具有國(guó)際國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的大型專(zhuān)用設(shè)備，使中鐵寶橋始終緊跟時(shí)代步伐，與時(shí)俱進(jìn)，成為我國(guó)著名的道岔生產(chǎn)骨干企業(yè)。多次成功的技術(shù)改造使中鐵寶橋的道岔制造質(zhì)量和檔次始終處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，較好地滿(mǎn)足

11、了我國(guó)鐵路自1996年以來(lái)的連續(xù)5次大提速對(duì)提速道岔的需求和我國(guó)重載鐵路運(yùn)輸發(fā)展的需要。3 . 科技成果轉(zhuǎn)化路線(xiàn) 貝氏體鋼焊接轍叉因技術(shù)含量高，使用壽命長(zhǎng)、維修簡(jiǎn)單和更換方便，據(jù)預(yù)測(cè)在未來(lái)的幾年中在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)每年需要約3000個(gè)，同時(shí)其制造標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接近，可爭(zhēng)取出口創(chuàng)匯。在研究制造初級(jí)階段，我們采用外協(xié)冶煉、鍛造毛坯，然后返回公司加工后組裝。由于外協(xié)冶煉和鍛造，導(dǎo)致其制造成本高，工期和進(jìn)度也不易控制；如果增加一定的廠房，購(gòu)置專(zhuān)用的冶煉爐（爐外精煉）、鍛造和熱處理專(zhuān)用設(shè)備，形成大批量生產(chǎn)的硬件裝備，進(jìn)一步優(yōu)化制造工藝，就可以大幅度降低制造成本，有利于占有較大市場(chǎng)份額，以滿(mǎn)足鐵路發(fā)展需求

12、。三、 經(jīng)濟(jì)綜合分析1.市場(chǎng)前景為了滿(mǎn)足我國(guó)鐵路向高速、重載及線(xiàn)路提速改造，尤其是發(fā)展跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路的需求，高錳鋼轍叉本身固有的材質(zhì)和性能缺陷阻礙了其一定程度上的廣泛應(yīng)用，而貝氏體鋼焊接轍叉新產(chǎn)品，具有壽命長(zhǎng)，可維修，可焊接的特點(diǎn)，適用我國(guó)重載、提速線(xiàn)路改造的需要，可以部分取代現(xiàn)在正線(xiàn)上鋪設(shè)的鑄造高錳鋼轍叉；由于貝氏體鋼轍叉心軌為焊接結(jié)構(gòu)，消除了現(xiàn)有的合金鋼拼接式轍叉存在的縫隙，整體穩(wěn)定性好，可以滿(mǎn)足200km/h以下線(xiàn)路發(fā)展跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路需要的固定式轍叉需求。根據(jù)市場(chǎng)分析，氏體鋼焊接轍叉國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率保守估計(jì)可達(dá)30%。國(guó)外使用合金鋼轍叉的發(fā)展歷史表明，開(kāi)始是嵌入式和拼接式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在

13、也發(fā)展為焊接式結(jié)構(gòu)。合金鋼轍叉在英國(guó)、德國(guó)、奧地利和美國(guó)使用的較多。據(jù)德國(guó)、奧地利介紹，他們的合金鋼轍叉的市場(chǎng)占有率約為市場(chǎng)總量的三分之一。1998年美國(guó)道岔專(zhuān)家和采購(gòu)商看了我們當(dāng)時(shí)研制的樣品時(shí)表示，只要焊縫（樣品焊縫是手工電弧焊）質(zhì)量改進(jìn)后，他們就可以購(gòu)買(mǎi)。從現(xiàn)在香港、臺(tái)灣、東南亞、中亞、西亞等國(guó)家和地區(qū)在我公司購(gòu)買(mǎi)道岔時(shí)，他們并不排除合金鋼焊接轍叉?，F(xiàn)在我們生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉焊接采用閃光接觸焊，焊縫的靜載和動(dòng)載性能指標(biāo)可達(dá)時(shí)速200km/h線(xiàn)路需要。因此，我們預(yù)計(jì)貝氏體鋼焊接轍叉在不久的將來(lái)打入國(guó)際市場(chǎng)前景看好。2. 經(jīng)濟(jì)效益分析（1）經(jīng)濟(jì)效益研制成功的貝氏體鋼焊接轍叉，不僅適應(yīng)于重載、

14、高速和提速線(xiàn)路的改造，還可以部分取代高錳鋼鑄造轍叉。目前該產(chǎn)品已在北京局、上海局、鄭州局等各大路局繁忙正線(xiàn)批量上道使用，用戶(hù)反映很好。到目前為止，該產(chǎn)品供不應(yīng)求，為我公司拓寬產(chǎn)品市場(chǎng)份額創(chuàng)造了極為有利的條件?，F(xiàn)階段，我們由于設(shè)備、廠房等制造手段制約，貝氏體鋼焊接轍叉每年的生產(chǎn)能力僅能達(dá)到1000個(gè)，但從目前需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，在未來(lái)的幾年中，還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。據(jù)對(duì)市場(chǎng)分析預(yù)測(cè)，到2010年，市場(chǎng)需求至少可達(dá)年需3000個(gè)，如果再加上國(guó)際市場(chǎng)的需求，總需求量還會(huì)大幅上升，為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，公司經(jīng)充分調(diào)研論證，計(jì)劃在前期研發(fā)投入總費(fèi)用已達(dá)1060萬(wàn)元的基礎(chǔ)上，在未來(lái)二到三年中再投入1200萬(wàn)

15、元人民幣，對(duì)設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)能改造（技改項(xiàng)目明細(xì)見(jiàn)表一）。實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)后，不僅可以完善公司道岔產(chǎn)品品種種類(lèi)，更重要的是為公司今后主導(dǎo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)打下了良好基礎(chǔ)，可為公司贏得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。更為重要的是可為鐵路工務(wù)部門(mén)減少頻繁更換轍叉所需要的開(kāi)“天窗”時(shí)間，可大幅提高客、貨運(yùn)效率，產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益。貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化技術(shù)改造項(xiàng)目投資估算表表一：序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量估算費(fèi)用（萬(wàn)元）1前期開(kāi)發(fā)研制已實(shí)際投入110602建筑工程現(xiàn)有廠房改造1150 生產(chǎn)工藝布局調(diào)整180 3設(shè)備購(gòu)置及改造1. 購(gòu)置鍛造加熱爐（10t）150 2. 購(gòu)置鍛造退火爐（10t）150 3. 購(gòu)置

16、鍛造操作機(jī)（10t）、爐前夾持料機(jī)各1130 4. 改造電弧冶煉爐（10t）180 5. 購(gòu)置爐外精煉設(shè)備（配套）1120 6. 機(jī)加工設(shè)備改造180 7. 購(gòu)置鋼坯探傷設(shè)備1808. 購(gòu)置熱處理爐及其設(shè)備1100 4工藝裝備鍛造工裝模具50冶煉鋼錠模100 機(jī)加工仿形刀具及輔助工裝50 熱處理輔助工裝30 5其它50 總費(fèi)用合計(jì)：2260根據(jù)測(cè)算該項(xiàng)目通過(guò)技術(shù)改造達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力后每年可生產(chǎn)貝氏體鋼焊接轍叉3000個(gè)，每個(gè)轍叉預(yù)計(jì)售價(jià)3萬(wàn)元，成本2萬(wàn)元。據(jù)此測(cè)算將為我公司帶來(lái)十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益（具體詳見(jiàn)表二），項(xiàng)目將在達(dá)產(chǎn)后的5.38年收回2260萬(wàn)元的全部投資。貝氏體鋼焊接轍叉科技成果產(chǎn)業(yè)

17、轉(zhuǎn)化項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)分析表表二：項(xiàng)目名稱(chēng)單位2006年2007年2008年2009年2010年及以后貝鋼轍叉產(chǎn)量個(gè)13001800230026003000平均單價(jià)萬(wàn)元2.50 2.60 2.70 2.80 3.00 平均成本萬(wàn)元1.96 1.97 1.98 1.99 2.00 銷(xiāo)售收入萬(wàn)元3250.00 4680.00 6210.00 7280.00 9000.00 銷(xiāo)售成本萬(wàn)元2548.00 3546.00 4554.00 5174.00 6000.00 期間費(fèi)用萬(wàn)元358.15 515.74 684.34 802.26 991.80 稅金萬(wàn)元383.50 552.24 732.78 859.04 1062.00 凈利潤(rùn)萬(wàn)元-39.65 66.02 238.88 444.70 946.20 （2）社會(huì)效益因?yàn)樨愂象w鋼轍叉性能優(yōu)良，