技术领域
[0001] 本
发明涉及钢
铁冶金领域，尤其涉及一种低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度控制方法。
背景技术
[0002] 钢轨是
铁路轨道的主要组成部件，在铁路运输过程中，对
机车提供有效
支撑及引导，需承受来自
车轮的巨大垂向压
力。基于我国
基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨
质量提出了更加严苛的要求，同时不同的服役条件也催生出一些新的品种，其中
道岔轨就是其中较为典型的一个品种。在实际生产过程中道岔轨轨型特殊，主要表现为横断面非对称，轨腰厚度达到30mm以上，是60N轨型钢轨的2.0～2.7倍，其轨腰轧制压缩比为60N的37％～50％。相同
铸坯质量条件下，轧制压缩比的下降对保证轨腰中心区域致密度不利，尤其是大方坯重轨钢
连铸坯心部存在不同严重程度的
缩孔，在低轧制压缩比条件下缩孔
缺陷焊合不彻底，最终遗留于钢轨轨腰中心，呈薄片状“类裂纹”状缺陷，会引起探伤不合格，同时也对钢轨力学性能及服役寿命造成不利影响。由此，重轨钢大方坯心部缩孔的消除且稳定控制是实现低轧制压缩比重轨钢轨腰高致密度控制的关键。
发明内容
[0003] 为克服现有重轨钢轨腰致密度低等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可消除轨腰心部“类裂纹”状缺陷，提升轨腰致密度的控制方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005] 低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度控制方法，包括依次进行以下工艺，转炉
冶炼、LF炉精炼、RH
真空、连铸、加热和轧制，在连铸阶段采用以下步骤进行控制：
[0006] a、中包钢液
温度控制：连铸过程中包钢液
过热度控制在30～40℃，连铸过程中包钢液温度
波动极差值≤6℃；
[0007] b、连铸结晶器
电磁搅拌：结晶器电磁搅拌线圈中心
位置磁场实际强度控制在250×10-4～300×10-4T；
[0008] c、连铸拉速：连铸过程实际拉速控制在0.65～0.70m/min,拉速波动极差值≤0.02m/min；
[0009] d、连铸二冷：连铸二冷
冷却水量按0.21～0.23L/kg钢执行；
[0010] e、
凝固末端压下：总压下量大于等于9.0mm。
[0011] 进一步的是，所述重轨钢的断面为280mm×380mm，适用于至少包括U71Mn和U75V系列的道岔轨生产。
[0012] 进一步的是，所述凝固末压下阶段要求压下起始于凝固终点前一组压下辊，凝固终点后压下3～4组压下辊，第一组压下辊压下1.5mm，后续压下辊压下量依次为1.0～2mm、2.0～3.0mm、4.0mm、0.0～2.0mm。
[0013] 本发明的有益效果是：针对道岔轨低轧制压缩比的重要特性，着重研究适宜的工艺技术体系，主要涉及过热度、磁场强度、连铸拉速和二冷比水量、凝固末端压下等，以有效降低大方坯重轨钢中心疏松，提升疏松区域的致密度水平。根据大量试验对比，按照该参数进行综合控制，使得铸坯凝固组织组成得到良好控制，柱状晶较为发达，晶杆细而致密，铸坯等轴晶区致密度控制良好，铸坯C元素偏析曲线演变平缓，无较大幅度负正偏析交替，钢轨C元素偏析度较差值较小，钢轨均质性高，轨腰中心偏析线少而短，中心偏析控制较好，从而提高轨腰致密度。
具体实施方式
[0015] 本
申请中所述的重轨钢指的是断面为280mm×380mm的方坯，可适用于生成U71Mn、U75V系列道岔轨的生产。
[0016] 目前重轨钢常规生产工艺虽趋于成熟，但与世界一流企业存在明显质量差距，随着钢轨服役环境条件日趋严苛且多样复杂化，钢轨性能要求愈发苛刻，跟钢轨均质性及凝固组织精细化控制相关的系列问题逐渐暴露，本发明针对低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度控制的需要，提供科学合理且切实有效的技术体系，涉及关键装备配备及配套工艺制度体系，在此基础上研究制定与质量控制需求相匹配的技术参数体系。本发明的低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度控制方法，包括依次进行以下工艺，转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空、连铸、加热和轧制，主要改进点在连铸阶段，在连铸阶段采用以下步骤进行控制：
[0017] a、中包钢液
温度控制：连铸过程中包钢液过热度控制在30～40℃，连铸过程中包钢液温度波动极差值≤6℃；
[0018] b、连铸结晶器电磁搅拌：结晶器电磁搅拌线圈中心位置磁场实际强度控制在250×10-4～300×10-4T；
[0019] c、连铸拉速：连铸过程实际拉速控制在0.65～0.70m/min,拉速波动极差值≤0.02m/min。
[0020] d、连铸二冷：连铸二冷冷却水量按0.21～0.23L/kg钢执行。
[0021] e、凝固末端压下：总压下量大于等于9.0mm，在凝固末压下阶段要求压下起始于凝固终点前一组压下辊，凝固终点后压下3～4组压下辊，第一组压下辊压下1.5mm，后续压下辊压下量依次为1.0～2mm、2.0～3.0mm、4.0mm、0.0～2.0mm。
[0022] 钢轨生产的整个工艺过程已经是比较成熟的了，主要区别在于生产过程中关键装备配备及应用的合理与否，同
时针对不同质量需求，工艺技术体系逐渐细化，以实现目的性更强的质量聚焦控制。本申请针对道岔轨低轧制压缩比的重要特性，着重研究适宜的工艺技术体系，主要涉及过热度、磁场强度、连铸拉速和二冷比水量、凝固末端压下等，以有效降低大方坯重轨钢中心疏松，提升疏松区域的致密度水平。根据大量试验对比，按照该参数进行综合控制，低轧制压缩比的道岔重轨钢钢轨轨腰致密度显著提高，轨腰中心偏析线大幅减轻，均质性改善明显。
[0023] 下面通过三个具体实施例进一步说明。
[0024] 实施例1
[0025] 国内某钢厂采用本发明技术生产U71Mn系列道岔钢轨，轧制轨型为60AT1。本发明关键技术点实际工艺执行情况为：中包钢液温度实际控制在1503～1510℃(钢质液相线温度为1471℃)，平均1507℃；连铸结晶器电磁搅拌线圈中心位置实际磁场强度为266×10-4～300×10-4T；连铸过程实际拉速为0.66～0.67m/min；连铸二冷实际比水量0.216～0.222L/kg钢；凝固末端压下起始于2#拉矫机，终止于5#拉矫机，各组压下辊实际压下量分别为：
1.5mm、1.5～2.0mm、2.0～2.5mm、4.0mm，总压下量9.0～10.0mm。
[0026] 对试验铸坯进行金属原位致密度检验，结果显示铸坯中心等轴晶区致密度实际控制水平为0.923～0.931(1.000为绝对致密)；
跟踪生产铸坯轧制，统计钢轨轨腰超声探伤报警率，结果反映报警比例为1.01‰；轨钢轨轨腰进行金属原位致密度检测，结果显示其轨腰中部致密度达0.952～0.960。采用本发明工艺技术体系生产的低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度得到有效保障，轨腰超声探伤报警率极低。
[0027] 实施例2
[0028] 国内某钢厂采用本发明技术生产U75V系列道岔钢轨，轧制轨型为60AT2。本发明关键技术点实际工艺执行情况为：中包钢液温度实际控制在1493～1503℃℃(钢质液相线温度为1463℃)，平均1498℃；连铸结晶器电磁搅拌线圈中心位置实际磁场强度为250×10-4～279×10-4T；连铸过程实际拉速为0.65～0.67m/min；连铸二冷实际比水量0.210～0.221L/kg钢；凝固末端压下起始于2#拉矫机，终止于6#拉矫机，各组压下辊实际压下量分别为：
1.5mm、1.0～1.6mm、2.4～2.7mm、4mm、1.5mm，总压下量10.4～11.3mm。
[0029] 对试验铸坯进行金属原位致密度检验，结果显示铸坯中心等轴晶区致密度实际控制水平为0.929～0.943(1.000为绝对致密)；跟踪生产铸坯轧制，统计钢轨轨腰超声探伤报警率，结果反映报警比例为0.99‰；轨钢轨轨腰进行金属原位致密度检测，结果显示其轨腰中部致密度达0.952～0.971。采用本发明工艺技术体系生产的低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度得到有效保障，轨腰超声探伤报警率极低。
[0030] 实施例3
[0031] 国内某钢厂采用本发明技术生产U71Mn系列道岔钢轨，轧制轨型为60AT2。本发明关键技术点实际工艺执行情况为：中包钢液温度实际控制在1502～1509℃(钢质液相线温度为1471℃)，平均1505℃；连铸结晶器电磁搅拌线圈中心位置实际磁场强度为266×10-4～288×10-4T；连铸过程实际拉速为0.68～0.70m/min；连铸二冷实际比水量0.220～0.230L/kg钢；凝固末端压下起始于2#拉矫机，终止于6#拉矫机，各组压下辊实际压下量分别为：
1.5mm、1.2～1.4mm、2.6～3.0mm、4.0mm、2.0，总压下量11.3～11.9mm。
[0032] 对试验铸坯进行金属原位致密度检验，结果显示铸坯中心等轴晶区致密度实际控制水平为0.921～0.939(1.000为绝对致密)；跟踪生产铸坯轧制，统计钢轨轨腰超声探伤报警率，结果反映报警比例为1.00‰；轨钢轨轨腰进行金属原位致密度检测，结果显示其轨腰中部致密度达0.951～0.969。采用本发明工艺技术体系生产的低轧制压缩比重轨钢轨腰致密度得到有效保障，轨腰超声探伤报警率极低。
[0033] 上述实施例说明采用本发明技术生产的低轧制压缩比重轨钢，钢轨轨腰致密度得到有效保障，铸坯等轴晶区致密度控制达到0.921～0.943，钢轨轨腰中部致密度控制在0.951～0.971。钢轨轨腰探伤报警比例0.99‰～1.01‰。
