一种低电阻率轨道交通用钢制备方法 |
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| 申请号 | CN202311712106.X | 申请日 | 2023-12-13 | 公开(公告)号 | CN117904548A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 包头钢铁(集团)有限责任公司; | 发明人 | 薛虎东; 郑瑞; 高明星; 边影; 苏航; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种低 电阻 率 轨道交通用 钢 制备方法，所述钢轨 质量 百分比的化学成分为：C 0.50～0.65％；Si 0.00～0.25％；Mn 0.50～0.80％；P≤0.020％；S≤0.020％；V 0.03～0.10％；Cu 0.15～0.55％；Cr 0.15‑0.55％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％；其制备工艺为：25kg中频 真空 感应炉 冶炼 →电 感应加热 炉加热钢锭→中试小型 轧机 轧制 →空冷；真空冶炼采用无 铝 脱 氧 合金 化，全过程冶炼保护真空。本发明通过降低钢轨材料电阻，减少防止杂散 电流 和降低钢轨电位。获得具有良好强度和韧性及低电阻率钢轨，降低地 铁 钢轨杂散电流对交通危险指数。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种低电阻率轨道交通用钢制备方法，其特征在于，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.50～0.65％；Si 0.00～0.25％；Mn 0.50～0.80％；P≤0.020％；S≤0.020％；V |
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| 说明书全文 | 一种低电阻率轨道交通用钢制备方法技术领域背景技术[0002] 随着城市人口的增加和交通出行快捷的需求，地铁这种交通方式成为大型城市缓解交通压力的主要手段。当前，我国48个大中型城市已建成地铁并运营。这种交通工具运行中，通过钢轨泄漏的杂散电流可造成地铁系统自身金属结构电化学腐蚀，腐蚀严重影响着地铁的安全运营和维护的成本费用。虽然有些地铁安装了防护装置，但依然存在防护装置使用寿命短、效果差等情况。为了防止地下轨道周围建筑物电化学腐蚀而造成断裂倒塌事故，研发低电阻、较高耐磨性的地铁轨是十分必要的。所以，开发出具有优良性能、低电阻钢轨具有非常重要的生产和经济意义。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种低电阻率轨道交通用钢制备方法，根据欧姆定律和电功率定理并结合实际地铁工作状况，通过降低钢轨材料电阻，减少防止杂散电流和降低钢轨电位。通过中试试验冶炼轧制和热处理模拟，获得具有良好强度和韧性及低电阻率钢轨，降低地铁钢轨杂散电流对交通危险指数，减少对地下建筑设施的电化学腐蚀。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： [0005] 本发明一种低电阻率轨道交通用钢制备方法，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.50～0.65％；Si 0.00～0.25％；Mn 0.50～0.80％；P≤0.020％；S≤0.020％；V 0.03～0.10％；Cu 0.15～0.55％；Cr 0.15‑0.55％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％；其制备工艺为：25kg中频真空感应炉冶炼→电感应加热炉加热钢锭→中试小型轧机轧制→空冷。真空冶炼采用无铝脱氧合金化，全过程冶炼保护真空； [0006] 钢轨轧制热处理工艺为：铸锭→加热→轧制→板材→制备热处理试样→加热→热处理冷却→锯切检验。铸锭加热温度1150℃，保温45min；开轧温度≥1050℃，终轧温度850‑910℃，轧材厚度20mm；轧制后冷却室温，再加热到温度至900‑930℃，保温30min，开始冷却温度为750‑820℃，终冷550‑620℃，冷速1.2‑3.8℃/s。 [0007] 进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.52％；Si 0.02％；Mn 0.65％；P 0.010％；S 0.002％；V 0.04％；Cu 0.32％；Cr 0.25％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0008] 进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.55％；Si 0.03％；Mn 0.68％；P 0.009％；S 0.003％；V 0.04％；Cu 0.40％；Cr 0.28％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0009] 进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.55％；Si 0.04％；Mn 0.70％；P 0.011％；S 0.002％；V 0.05％；Cu 0.32％；Cr 0.27％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0010] 进一步的，所述钢轨质量百分比的化学成分为：C 0.57％；Si 0.05％；Mn 0.71％；P 0.008％；S 0.003％；V 0.04％；Cu 0.40％；Cr 0.30％，其余为Fe及不可避免的杂质，质量分数共计为100％。 [0011] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果： [0012] 本发明通过降低C、Si、Mn元素来降低钢轨电阻率，添加V、Cu、Cr合金元素提高钢轨强度和硬度。进一步对轧制后材料试样进行热处理，使得钢珠光体轨组织片层间距细化，来提高该钢轨材料的抗拉强度、硬度和韧性。用其生产的钢轨材料，具有低电阻的同时有良好的抗拉强度和踏面硬度。 [0013] 本发明的低电阻地铁钢轨材料具有独特的合金设计、成本低，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[0014] 一种低电阻率轨道交通用钢制备方法，钢材的中试冶炼生产工艺为：25kg中频真空感应炉冶炼→电感应加热炉加热钢锭→中试小型轧机轧制→空冷。真空冶炼采用无铝脱氧合金化，各实例化学成分如表1所示。 [0015] 表1各实例成分(质量百分数/％) [0016] [0017] 表1中实例具体实施轧制工艺为：铸锭加热温度1150℃，保温45min。开轧温度≥1050℃，终轧温度850‑910℃，轧材厚度20mm。轧制后冷却室温，加工制备试样尺寸为230mm×75mm×20mm(长×宽×高)，再加热到温度至900‑930℃，保温30min，开始冷却温度为750‑ 820℃，终冷550‑620℃，冷速1.2‑3.8℃/s。 [0018] 钢材试样性能：其中拉伸试样规格为，直径d0＝10mm，标距Lo＝5do。踏面硬度在轧材上随机取样，测试点5个，进行布氏硬度测试，计算平均值，试验温度为20℃土5℃。用万能表进行电阻率测量，实验试样尺寸为60cm×15cm×20cm(长×宽×厚)，测量值转化为每公里60kg/m钢轨电阻值。实验结果如表2所示。 [0019] 表2各实例力学性能 [0020] |
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