Produktion von Schienen: schnell und energiesparend

In einer Produktionslinie des chinesischen Stahlproduzenten Baotou in der Inneren Mongolei wird die Siemens-IdRHa+-Technologie jetzt erstmals kommerziell eingesetzt. Das IdRHa+-(Injector Dual-phase Rail Hardening)-System zur Härtung des Schienenkopfes ermöglicht es Schienen zu produzieren, die hohe Druckspannungen tolerieren und eine große Ermüdungs- bzw. Verschleißfestigkeit aufweisen. Siemens hat die Technologie gemeinsam mit dem italienischen Technologiezentrum Centro Sviluppo Materiali S.p.A. entwickelt.

Weil der Güter- und Personentransport per Bahn umweltfreundlich und kostengünstig ist, wird weltweit das Schienennetz ständig ausgebaut. Bahnschienen werden zudem härter belastet: Die Zahl der Züge steigt und sie werden schneller und schwerer.

Daher werden die fertig gewalzten Schienen mit einer Wärmebehandlung gehärtet. Eine besondere Herausforderung ist es, eine einheitliche metallurgische Struktur zu erhalten – also gleichbleibende mechanische Eigenschaften über die ganze Länge der Schienen.

Die neue Siemens-Technologie für die Schienenhärtung produziert in einem schnellen und energiesparenden Inline-Prozessschritt hochbelastbare Bahnschienen. Hier ist die Härtung direkt an den Walzprozess angeschlossen. Das IdRHa+-System wurde auf einer Pilotlinie entwickelt und wird jetzt in einer Schienenwalzlinie installiert, die jährlich 400.000 Tonnen Schienen in verschiedenen Größen und Querschnitten produzieren kann.

Das System ermöglicht das Kühlen mit Wasser, Luft und einer Kombination beider Medien. Eine spezielle Software simuliert anhand der Materialgüten, Schienengeometrien und Prozessparameter die Kühlstrategie. Damit werden vorgeschaltete Tests eingespart, die Anlaufzeiten für ein neues Produkt reduziert und die Nominalkapazität schneller erreicht.

Dieser genau geregelte Prozess sorgt für eine gleichbleibend hohe Qualität der Schienen über ihre gesamte Länge von bis zu 104 Metern auch bei asymmetrischen Geometrien.

Die Inbetriebnahme der neuen Inline-Wärmebehandlung im Stahlwerk von Baotou ist bis 2014 geplant. Siemens wird die Walzlinie dann mit dem Kunden noch weiter optimieren. (IN 2013.03.5)