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一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法
申请号	CN202311712108.9	申请日	2023-12-13	公开(公告)号	CN117925969A	公开(公告)日	2024-04-26
申请人	包头钢铁(集团)有限责任公司;			发明人	薛虎东; 赵桂英; 郝振宇; 王嘉伟; 达木仁扎布;
摘要	本发明公开了一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，包括：钢冶炼生产工艺；钢轨轧制工艺；钢轨在线热处理工艺；所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.75‑0.80％；Si 0.50‑0.65％；Mn 1.00‑1.20％；P≤0.020％；S≤0.020％；V≤0.03％、Cr≤0.15％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。本发明的目的是提供一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，冶炼、热处理后具有良好强度和韧性配比的H350级别钢轨，使其可满足欧标标准技术要求。
权利要求	1.一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，其特征在于，包括：钢生产工艺：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸；转炉冶炼采用硅钙钡脱氧，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18min，过热度ΔT≤30℃，V和Cr 合金在LF工位加入，加入合金为中碳铬铁和钒铁合金；钢轨轧制工艺：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库；其方坯加热预热段温度不大于900℃；加热时长不小于3小时15分钟，出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度900‑940℃；钢轨在线热处理工艺：冷却介质主要为自然空气介质，钢轨开始冷却温度为750℃‑820℃，第一阶段钢轨轨头实际冷却速度3.0℃/s‑4.6℃/s，冷却至钢轨轨头温度620℃‑670℃进入第二阶段；第二阶段钢轨轨头实际冷却速度2.1℃/s‑3.3℃/s；第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.8℃/s‑1.5℃/s，冷却至520℃‑560℃后出热处理生产线，热处理冷却时间总共 120‑150s；所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.75‑0.80％；Si 0.50‑0.65％；Mn1.00‑ 1.20％；P≤0.020％；S≤0.020％；V≤0.03％、Cr≤0.15％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 2.根据权利要求1所述的出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，其特征在于，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.79％；Si 0.54％；Mn 1.05％；P0.003％；S 0.003％；V 0.017％、Cr 0.11％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 3.根据权利要求1所述的出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，其特征在于，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.78％；Si 0.58％；Mn 1.09％；P0.011％；S 0.004％；V 0.018％、Cr 0.09％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 4.根据权利要求1所述的出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，其特征在于，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.79％；Si 0.57％；Mn 1.11％；P0.010％；S 0.004％；V 0.016％、Cr 0.09％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 5.根据权利要求1所述的出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，其特征在于，所生产的钢轨抗拉强度大于1250MPa，伸长率大于14％。
说明书全文	一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法技术领域 [0001] 本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法。背景技术 [0002] 国外矿山、煤炭等运输线路，特别是在小半径曲线上，钢轨的磨耗非常严重。国内外的铺设使用实践表明，在小半经曲线上使用1200‑1300MPa级的全长淬火钢轨，可提高其使用寿命2‑5倍，具有显著的经济效益。随着我国铁路建设发展走出国门，具备可生产欧标、美标等标准中钢轨，其中，欧标R350HT是海外货运线路采购的主要高强热处理钢轨，且客户明显提出钢轨服役寿命的要求。 [0003] R350HT钢轨除了抗拉强度、硬度等力学性能要求之外，还需要满足一定的横断面硬度要求，即，热处理钢轨横断面硬度淬透性和递减性。钢种标准成分主要为C‑Mn成分，为了满足全标准横断面硬度和服役要求，除了需要设计合理的热处理工艺，还需合理控制生产成分。因此，开发出高强、耐磨且满足欧标横断面性能要求的R350HT钢轨具有重要意义。发明内容 [0004] 本发明的目的是提供一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，冶炼、热处理后具有良好强度和韧性配比的H350级别钢轨，使其可满足欧标标准技术要求。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： [0006] 本发明一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，包括： [0007] 钢生产工艺：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸。转炉冶炼采用硅钙钡脱氧，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18min，过热度ΔT≤30℃，V和Cr 合金在LF工位加入，加入合金为中碳铬铁和钒铁合金； [0008] 钢轨轧制工艺：方坯→锯切→加热→BD1轧制→BD2轧制→CCS万能轧机连轧→在线余热淬火→锯切→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库；其方坯加热预热段温度不大于900℃；加热时长不小于3小时15分钟；出炉温度为不低于1150℃，开轧温度≥1100℃，终轧温度900‑940℃； [0009] 钢轨在线热处理工艺：冷却介质主要为自然空气介质。钢轨开始冷却温度为750℃‑820℃，第一阶段钢轨轨头实际冷却速度3.0℃/s‑4.6℃/s，冷却至钢轨轨头温度620℃‑670℃进入第二阶段；第二阶段钢轨轨头实际冷却速度2.1℃/s‑3.3℃/s；第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.8℃/s‑1.5℃/s，冷却至520℃‑560℃后出热处理生产线；热处理冷却时间总共120‑150s； [0010] 所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.75‑0.80％；Si 0.50‑0.65％；Mn1.00‑1.20％；P≤0.020％；S≤0.020％；V≤0.03％、Cr≤0.15％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0011] 进一步的，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.79％；Si 0.54％；Mn 1.05％；P 0.003％；S 0.003％；V 0.017％、Cr 0.11％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0012] 进一步的，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.78％；Si 0.58％；Mn 1.09％；P 0.011％；S 0.004％；V 0.018％、Cr 0.09％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0013] 进一步的，所述钢轨的质量百分的化学成分为：C 0.79％；Si 0.57％；Mn 1.11％；P 0.010％；S 0.004％；V 0.016％、Cr 0.09％；其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0014] 进一步的，所生产的钢轨抗拉强度大于1250MPa，伸长率大于14％。 [0015] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果： [0016] 本发明通过合理设计成分和钢轨中加入微量的V、Cr合金元素，在此轧制工艺下能提高钢轨的抗拉强度、伸长率、踏面硬度、横断面硬度、耐磨性等性能。本发明的钢轨具有独特的生产工艺，生产效率高、节能环保，经济效益好，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。具体实施方式 [0017] 一种出口H350级别高强热处理钢轨生产方法，钢材的冶炼生产工艺为：铁水→转炉冶炼→LF精炼→VD→连铸。转炉冶炼采用硅钙钡氧合金化，全过程按精炼正常吹氩；真空度≤0.10KPa，深真空时间≥18min，过热度ΔT≤30℃。各实施例化学成分如表1所示。 [0018] 表1各实施例成分(质量百分数/％) [0019] [0020] 实施例1钢轨方坯加热预热段温度770℃；加热总时长3小时25分钟；出炉温度为1180℃，开轧温度：1120℃，终轧温度937℃；钢轨开始冷却温度为770℃，第一阶段钢轨轨头实际冷却速度4.0℃/s，冷却至钢轨轨头温度630℃进入第二阶段；第二阶段钢轨轨头实际冷却速度3.0℃/s；第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.9℃/s，冷却至525后出热处理生产线；热处理冷却时间总共139s。 [0021] 实施例2钢轨方坯加热预热段温度840℃；加热总时长3小时35分钟；出炉温度为1190℃，开轧温度：1125℃，终轧温度942℃；钢轨开始冷却温度为783℃，第一阶段钢轨轨头实际冷却速度4.2℃/s，冷却至钢轨轨头温度637℃进入第二阶段；第二阶段钢轨轨头实际冷却速度3.2℃/s；第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.87℃/s，冷却至528后出热处理生产线；热处理冷却时间总共125s。 [0022] 实施例3钢轨方坯加热预热段温度780℃；加热总时长3小时23分钟；出炉温度为1183℃，开轧温度：1122℃，终轧温度932℃；钢轨开始冷却温度为768℃，第一阶段钢轨轨头实际冷却速度4.1℃/s，冷却至钢轨轨头温度637℃进入第二阶段；第二阶段钢轨轨头实际冷却速度3.0℃/s；第三阶段钢轨轨头实际冷却速度0.9℃/s，冷却至523后出热处理生产线；热处理冷却时间总共127s。 [0023] 轧制热处理后钢材试样性能：其中拉伸试样规格为，直径d0＝10mm，标距Lo＝5do。踏面硬度在钢轨上随机取样，试样长度250mm，轨头顶面磨去0.5mm，测试点5个，进行布氏硬度测试，计算平均值；横断面硬度按照标准检测8点数据，以上试样取样方法和位置按照EN 13674‑2011标准；生产检验结果如表2所示。 [0024] 表2各实施例力学性能 [0025] [0026] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

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