Schienenherstellung:

Herstellung einer Original Eisenbahnschiene
Fangen wir am Hochofen an. Zur Erzeugung von Roheisen brauchen wir neben den Eisenerzen auch Zusatzstoffe. Verschiedene Sorten von Erzen werden im Erzlager bevorratet. Um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten werden die verschiedenen Erze in einer sogenannten Klassieranlage gemischt.
In einer Sinteranlage werden Kalk, Erze, Sinter, Staub und Zusatzstoffe gemischt, zusammengebacken und dann wieder gebrochen. Es entstehen die sogenannten Pellets. Erze, Pellets und die anderen Zusatzstoffe nennt man Möller. Neben dem Möller wird noch Koks zum produzieren von Roheisen benötigt. Koks wird in den Koksöfen aus Kohle hergestellt.
Nach dem das Eisenerz im Hochofen geschmolzen ist, wird die Schlacke von dem flüssigen Roheisen getrennt
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Danach wird das Roheisen mit den Torpedopfannenwagen zum Stahlwerk befördert. Zu diesem Zeitpunkt steht schon fest was aus dem Stahl später mal werden soll und welche Qualitätsanforderungen gestellt sind. Mit verschiedenen technischen Verfahren wird das Roheisen zum Stahl verarbeitet. In der Roheisen-Entschwefelungsanlage wird dem Roheisen der Schwefel entzogen, denn Schwefel macht den Stahl spröde. Im Oxygenstahlwerk wird je nach Qualitätsanforderung der Stahl durch Sauerstoffmengen und anderen Zuschlägen wie z.B. Mangan, Chrom, Vanadium, Aluminium, Molybdän usw., voll automatisch und Rechnergesteuert hergestellt. Zur Vergleichsmäßigung von Temperatur und Chemischen Zusammensetzung stehen Argonspül- und Vakuumanlagen zur Reduzierung des Wasserstoffs Gehaltes und der Verbesserung des Oxydischen Reinheitsgrades zur Verfügung. Der Wasserstoff Gehalt im flüssigen Stahl wird soweit abgebaut, dass die Erzeugung flockenfreier Walzerzeugnisse sichergestellt ist.

Der fertige Stahl kommt dann entweder zur Stranggießanlage oder zur Gießhalle wo er in Kokillen gegossen wird. Heute wird fast nur noch Material aus der Stranggießanlage genommen. Die Blöcke aus den Kokillen kommen zur Blockstraße, wo sie auf das erforderliche Maß des Vormaterials gewalzt werden.

In der Stranggießanlage wird der Schienenstahl in kontinuierlichen Strängen gegossen. Zur weiteren Verbesserung des Gefüges sind alle Gießstränge mit elektromagnetischen Rühreinrichtungen versehen. Dadurch werden die hochwertigen Innen- und Oberflächenqualitäten der Vorblöcke sichergestellt. Die Vorblöcke werden noch während des Gießens und abkühlen mit der Brennschneidemaschine auf Länge abgetrennt. Das Abmaß des Vormaterials richtet sich nach dem späteren Profil und Kundenlänge.

Im Materiallager des Walzwerkes werden verschiedene Blöcke für die nächsten Walzungen gelagert. Diese sind nach Profil, Qualität und Querschnitt sortiert.

Materiallager:

Materiallager

Fertige Schienen lassen sich noch nicht im Stranggießverfahren herstellen, wegen der Festigkeit der Schienen. Neben den Stahltypischen Zuschlägen wird die Festigkeit auch durch das kneten und Umformen des Materials und somit auch durch das veränderte Gefüge im Stahl erreicht. Nachdem die Blöcke in dem sogenannten Hubbalkenofen auf Walztemperatur aufgeheizt werden, werden sie in der Profil-Vorstrasse auf ein bestimmtes Maß herunter gewalzt. Dieses Maß ist der Anstich für die Profil-Fertigstrasse. Jedes Endwalzprodukt hat einen eigenen Anstich-Querschnitt, was mit der Kalibrierung, dem Profil und den einzelnen Stichen auf den Walzen zusammen hängt.

Profil-Vorstraße:

vorstrasse

In der Fertigstraße werden auf zwei, bei Rillenschienen drei Walzgerüsten die verschiedenen Schienenprofile hergestellt. Vor- und Fertiggerüst bestehen aus je zwei Walzen die übereinander liegen. Diese werden dann über einen riesigen Elektromotor angetrieben. In den Walzen sind die einzelnen Stiche (Kaliber), die für die Herstellung einer Schiene benötigt werden, eingedreht worden. Schaut man zwischen den beiden Walzen hindurch erkennt man die einzelnen Kaliberstiche. Verfolgt man nun die einzelnen Stiche, sieht man wie das Vormaterial durch weiteres Umformen in den einzelnen Kalibern zur fertigen Schiene geformt wird.

Da die Blöcke während des Walzens eine Temperatur von ungefähr 1000 Grad Celsius haben, entsteht an der Oberfläche wegen der Oxidation mit dem Sauerstoff in der Luft, vermehrt Walzzunder auf. Damit dieser Walzzunder beim Umformen zwischen den Walzen nicht in die Oberfläche des Walzgutes eingedrückt wird, wird mit Hilfe von Presswasser der Zunder abgespritzt. Damit wird eine gleichmäßige glatte Produktoberfläche gewährleistet.

Fertigstraße mit Vignolschiene beim Walzprozeß:

fertigstrasse

Im letzten Walzstich wird das Walzzeichen eingeprägt. Es gibt Auskunft über Hersteller, Profil, Erzeugungsjahr und Güte. Wenn das Material ausgewalzt ist kann die fertige Schiene eine Länge von 120 Meter haben. Dies sind zurzeit die längsten Schienen der Welt, die hergestellt werden. Noch während der Block im letzten Kaliber ausgewalzt wird, werden mittels einer Lasergesteuerten Warmprofilvermessungsanlage erste Maße an den Probetisch gesendet. Somit kann während der laufenden Produktion die Maßhaltigkeit in Zehntelmillimeterbereich beeinflusst werden. Außerdem bekommt das Walzgut von der Stempelmaschine direkt ein Prägestempel. Es beinhaltet die Schmelz- und Blocknummer und kann somit identifiziert werden.

An dem fertig ausgewalzten Schienenblock werden an der Warmsäge Kopf- und Fußschrott (Anfang und Ende des Blockes) abgesägt. Danach wird der noch immer rotglühende Block, wenn nötig, in Kommissionslängen nach Angaben zerteilt. Auf dem Kühlbett werden die Schienen abgekühlt.

Kühlbett:

KühlbettWenn die Temperatur genug abgesunken ist, werden die Schienen auf der Rollenrichtmaschine horizontal und vertikal gerichtet. Nach dem Richten durchläuft jede Schiene das Prüf- und Kontrollzentrum. Kontinuierlich werden die Blöcke nochmals gemessen, diesmal von der Kaltprofilvermessungsanlage. Mit Hilfe von Ultraschall werden die Schienen auf Fahrflächen, Innenfehlern, Höhenverlauf und Fahrflächenebenheit untersucht. Ein Lasermeßgerät kontrolliert die Schienenhöhe und Seitenwelligkeit.

 

Die Anordnung der Ultraschallprüfköpfe und Prüfzonen:

KopfhärterDer Produktionsprozess der Schiene endet mit dem schneiden auf Kundenlänge. Auf Wunsch werden die Schienen auch mit Laschenbohrungen versehen und auf der Biegemaschine auf Bestellradius gebogen. Damit bei Fehlern an der Schiene, ein schnelles eingreifen möglich ist, wird während des ganzen Herstellungsprozesses zu jeder Zeit Proben entnommen, die Vermessen und Geprüft werden. Neben Legierten, Naturharten und hochverschleißfesten Sondergüten werden auch Kopfgehärtete Schienen angeboten.
Hierbei wird der Schienenkopf induktiv auf eine bestimmte Temperatur gebracht und nach einer Ausgleichsphase abrupt wieder abgekühlt. Dadurch entsteht im Schienenkopf ein feinstperlitisches Gefüge, was den Schienenkopf hochverschleißfest macht. Der Rest des Querschnittes bleibt weiterhin zäh im Gefüge, was diese Schiene fast zur einer Zweistoff Schiene macht.

Kopfgehärteter Schienenkopf:

Kopfhärter 1Die Produktpalette an Schienen umfasst ein großes Sortiment. Neben Deutschen und UIC-Profilen findet man unter anderem auch Produkte für den Weichenbau, Konstruktionsschienen, Konstruktionsprofile, Rillenschienen (Straßenbahnschienen), Rillensonderprofile, Kranschienen, Rechteckschienen und auch Schwellen. Natürlich wäre es jetzt zu viel jedes einzelne Schienenprofil hier vorzustellen, deshalb hier nur mal die Grundformen der Profile.

 

Die verschiedenen Schienen- und Konstruktionsprofile:

Schienen

Quelle: Beschreibungen und Bilder mit Genehmigung von Markus Schiavo

 
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