本發(fā)明涉及一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，屬于煉鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

護(hù)輪軌分為急曲線防脫線單（雙）側(cè)護(hù)軌和大橋等用防護(hù)性護(hù)軌兩大類(lèi)，作用為防止列車(chē)脫軌?！案咚?、重載、提高行車(chē)密度”成為當(dāng)今鐵路發(fā)展的大趨勢(shì)，隨著車(chē)速的提高，鋼軌的加重，對(duì)護(hù)輪軌的純凈度、內(nèi)部及表面質(zhì)量也提出了更高要求。

目前重軌鋼的主要生產(chǎn)工藝包括：轉(zhuǎn)爐冶煉、LF+RH或VD雙精煉及大方坯連鑄工藝。我國(guó)專(zhuān)利“一種重軌鋼硫含量控制方法”（專(zhuān)利號(hào)：201110403458.8）對(duì)入爐鐵水硫含量進(jìn)行控制，當(dāng)入爐鐵水硫含量高于0.060%時(shí)，進(jìn)行鐵水脫硫處理，以控制VD精煉過(guò)程中硫化物夾雜無(wú)法排除的技術(shù)問(wèn)題，提高鋼水純凈度；現(xiàn)有護(hù)輪軌用重軌鋼生產(chǎn)方法的共同特點(diǎn)是采用鐵水脫硫處理，對(duì)入爐鐵水成分要求嚴(yán)格，而且均經(jīng)過(guò)RH或VD真空精煉處理，生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本；若不采用鐵水脫硫處理及真空處理，則鋼中有害氣體和夾雜物含量高，容易引起白點(diǎn)、裂紋、點(diǎn)狀?yuàn)A雜物超標(biāo)等嚴(yán)重缺陷，嚴(yán)重危害護(hù)輪軌的產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)護(hù)輪軌用重軌鋼低成本穩(wěn)定生產(chǎn)，鑄坯中各類(lèi)夾雜物控制在≤2.0級(jí)，有效降低鑄坯中心偏析和中心疏松缺陷等級(jí)，保證鑄坯內(nèi)部及表面質(zhì)量滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐吹煉、LF精煉、大方坯連鑄、鑄坯緩冷工藝步驟，其改進(jìn)之處為：在LF精煉操作時(shí)加入渣料造二元堿度3.0～5.0的高堿度白渣進(jìn)行精煉；待鋼水硫含量≤0.012wt%時(shí)，加入調(diào)渣劑進(jìn)行調(diào)渣處理，控制爐渣堿度為1.5～2.0；加入鈦鐵使鋼水中鈦含量控制在0.015wt%～0.025wt%；之后軟吹出站上鋼；所述鑄坯緩冷步驟采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度不低于700℃，出坑溫度不高于150℃，提供鑄坯中氫擴(kuò)散的良好熱力學(xué)條件。

上述的一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，所述大方坯連鑄工序采用定拉速澆注，澆注拉速控制在0.6～0.9m/min，與之匹配較低的過(guò)熱度15～45℃及弱的二次冷卻強(qiáng)度，減輕中心偏析等缺陷，保證鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。

上述的一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，所述調(diào)渣劑為石英砂或硅灰石，調(diào)渣劑的加入量為噸鋼3～8kg；加入鈦鐵后的軟吹時(shí)間≥15分鐘。

本發(fā)明原理分析：重軌鋼中氫含量及夾雜物級(jí)別對(duì)質(zhì)量影響明顯，常規(guī)的工藝路線均為采用鐵水脫硫處理，經(jīng)過(guò)真空精煉處理來(lái)脫氫的方法降低夾雜物等級(jí)、減少氫含量從而保證重軌鋼質(zhì)量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采取全程控制增氫的技術(shù)手段來(lái)減少過(guò)程增氫；包括所有和鋼水接觸的合金、輔料、耐材等物質(zhì)均進(jìn)行干燥處理，減少氫的帶入；充分利用緩冷工藝進(jìn)一步為鑄坯中氫的擴(kuò)散提供時(shí)間及溫度條件降低鑄坯中氫含量；精煉過(guò)程中加入微合金元素鈦，鋼水中的鈦和氮形成大量細(xì)小且彌散分部的TiN質(zhì)點(diǎn)，它們與氫原子有較大的結(jié)合能，可形成不可逆陷阱，容易將氫原子固定在其周?chē)?，可以進(jìn)一步減輕氫的危害作用。在精煉過(guò)程前期采用高堿度、高還原性渣精煉的方法，強(qiáng)化脫氧、脫硫，保證鋼水具有較高的潔凈度，后期調(diào)整為中低堿度控制鋼中夾雜物鈣、鋁、鎂的含量，點(diǎn)狀?yuàn)A雜物得到有效的控制；利用定拉速操作改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，減少結(jié)晶器卷渣的發(fā)生，降低鑄坯中心偏析、中心疏松等內(nèi)部缺陷等級(jí)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明省去了現(xiàn)有技術(shù)中RH或VD精煉步驟，簡(jiǎn)化了護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)工藝流程，降低了生產(chǎn)成本；所生產(chǎn)的鑄坯內(nèi)部各類(lèi)夾雜物有效控制在≤2.0級(jí)，探傷合格率達(dá)90%以上，有效降低鑄坯內(nèi)部中心偏析和中心疏松缺陷等級(jí)，鑄坯質(zhì)量完全滿(mǎn)足護(hù)輪軌的質(zhì)量需要，具有較為廣闊的推廣應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種護(hù)輪軌用重軌鋼的冶煉、連鑄生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐吹煉、LF精煉、大方坯連鑄和鑄坯緩冷工序步驟；鐵水加入廢鋼經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐吹煉、脫氧合金化后在LF精煉操作時(shí)根據(jù)鋼水硫含量加入白灰、碳化硅、碳化鈣、硅鐵粉及螢石等渣料造二元堿度為3.0～5.0的高堿度白渣進(jìn)行精煉，待鋼水硫含量≤0.012wt%時(shí)，加入石英砂或硅灰石等調(diào)渣劑進(jìn)行調(diào)渣處理，控制爐渣堿度為1.5～2.0，調(diào)渣劑的加入量為噸鋼3～8kg；精煉渣堿度調(diào)整完成后，加入鈦鐵使鋼水中鈦含量控制在0.015wt%～0.025wt%；待溫度成分調(diào)整合適后軟吹≥15分鐘出站上鋼；連鑄工序根據(jù)鑄坯斷面采用定拉速0.6～0.9m/min澆注，與之匹配較低的過(guò)熱度15～45℃、弱的二次冷卻強(qiáng)度及動(dòng)態(tài)輕壓下工藝把鋼水澆注成280*380或280*325斷面的鑄坯，鑄坯采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度不低于700℃，出坑溫度不高于150℃，提供鑄坯中氫擴(kuò)散的良好熱力學(xué)條件；本發(fā)明各步驟中使用的所有合金、渣料、耐材等與鋼水接觸物質(zhì)必須經(jīng)過(guò)干燥處理。

為了更好的解釋本發(fā)明，下面舉出實(shí)施例1～實(shí)施例5對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

一種護(hù)輪軌用重軌鋼的生產(chǎn)方法，具體冶煉工藝如下：

實(shí)施例1：爐次尾號(hào)為2501的護(hù)輪軌用重軌鋼，采用鐵水及廢鋼經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08wt%，磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.014wt%；轉(zhuǎn)爐出鋼后加入重軌鋼專(zhuān)用預(yù)熔合成渣300千克及100千克白灰后采用大流量吹氬3分鐘，保證鋼渣混合均勻。鋼水進(jìn)站硫含量為0.021wt%，LF精煉采用白灰800千克、螢石150千克渣料造白渣，渣面添加碳化硅200千克和硅鐵粉100千克脫氧劑強(qiáng)化脫氧，精煉渣目標(biāo)二元堿度控制在3.0，待鋼水硫含量降低至0.011wt%時(shí)，加入石英砂進(jìn)行調(diào)渣處理，石英砂的加入量為噸鋼3kg，控制爐渣堿度為1.6，同時(shí)吹氬攪拌，攪拌時(shí)間15分鐘，鋼水中加入鈦鐵使鈦含量為0.025wt%，待溫度成分調(diào)整合適后軟吹15分鐘靜置直至上澆注平臺(tái)；鋼水在連鑄工序采用280mm×380mm斷面，定拉速0.60m/min，與之匹配的過(guò)熱度為35～45℃，二次冷卻強(qiáng)度為弱冷，啟用動(dòng)態(tài)輕壓下，澆注成鑄坯后經(jīng)出坯輥道采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度721℃，出坑溫度73℃。

實(shí)施例2：爐次尾號(hào)為3733護(hù)輪軌用重軌鋼，采用鐵水及廢鋼經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.18%，磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.019wt%；轉(zhuǎn)爐出鋼后加入重軌鋼專(zhuān)用預(yù)熔合成渣100千克及400千克白灰后采用大流量吹氬5分鐘，保證鋼渣混合均勻；鋼水硫含量為0.038wt%，LF精煉采用白灰1200千克、螢石300千克渣料造白渣，渣面添加碳化硅150千克及碳化鈣100千克等脫氧劑強(qiáng)化脫氧，精煉渣目標(biāo)二元堿度控制在5.0，待鋼水硫含量降低至0.010wt%時(shí)，加入硅灰石及石英砂進(jìn)行調(diào)渣處理，調(diào)渣劑的加入量為噸鋼8kg，控制爐渣堿度為2.0，同時(shí)吹氬攪拌，攪拌時(shí)間19分鐘，鋼水中加入鈦鐵使鈦含量為0.015wt%。待溫度成分調(diào)整合適后軟吹17分鐘靜置直至上澆注平臺(tái)；連鑄工序采用280mm×325mm斷面，定拉速0.90m/min，與之匹配的過(guò)熱度15～30℃，二次冷卻強(qiáng)度為弱冷，啟用動(dòng)態(tài)輕壓下，澆注成鑄坯后經(jīng)出坯輥道采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度712℃，出坑溫度150℃。

實(shí)施例3：爐次尾號(hào)為0830護(hù)輪軌用重軌鋼，采用鐵水及廢鋼經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.09wt%，磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.016wt%。轉(zhuǎn)爐出鋼后加入重軌鋼專(zhuān)用預(yù)熔合成渣150千克及300千克白灰后采用大流量吹氬4分鐘，保證鋼渣混合均勻；LF精煉采用白灰900千克、螢石150千克等渣料造白渣，渣面添加碳化鈣200千克、硅鐵粉100千克等脫氧劑強(qiáng)化脫氧，鋼水硫含量為0.027wt%，精煉渣目標(biāo)二元堿度控制在4.0，待鋼水硫含量降低至0.008wt%時(shí)，加入石英砂進(jìn)行調(diào)渣處理，石英砂的加入量為噸鋼5kg，控制爐渣堿度為2.0，同時(shí)吹氬攪拌，攪拌時(shí)間17分鐘，鋼水中加入鈦鐵使鈦含量為0.020wt%，待溫度成分調(diào)整合適后軟吹15分鐘靜置直至上澆注平臺(tái)。鋼水在連鑄工序采用280mm×380mm斷面，定拉速0.65m/min，與之匹配的過(guò)熱度20-40℃，二次冷卻強(qiáng)度為弱冷，啟用動(dòng)態(tài)輕壓下，澆注成鑄坯后經(jīng)出坯輥道采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度700℃，出坑溫度為26℃。

實(shí)施例4：爐次尾號(hào)為3073的護(hù)輪軌用重軌鋼，采用鐵水及廢鋼經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04wt%，磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.011wt%；轉(zhuǎn)爐出鋼后加入重軌鋼專(zhuān)用預(yù)熔合成渣400千克采用大流量吹氬3分鐘，保證鋼渣混合均勻。鋼水進(jìn)站硫含量為0.034wt%，LF精煉采用白灰1000千克、螢石150千克渣料造白渣，渣面添加碳化硅250千克和硅鐵粉100千克脫氧劑強(qiáng)化脫氧，精煉渣目標(biāo)二元堿度控制在3.8，待鋼水硫含量降低至0.006wt%時(shí)，加入石英砂進(jìn)行調(diào)渣處理，石英砂的加入量為噸鋼4kg，控制爐渣堿度為1.5，同時(shí)吹氬攪拌，攪拌時(shí)間15分鐘，鋼水中加入鈦鐵使鈦含量為0.023wt%，待溫度成分調(diào)整合適后軟吹15分鐘靜置直至上澆注平臺(tái)；鋼水在連鑄工序采用280mm×380mm斷面，定拉速0.70m/min，與之匹配的過(guò)熱度為15-30℃，二次冷卻強(qiáng)度為弱冷，啟用動(dòng)態(tài)輕壓下，澆注成鑄坯后經(jīng)出坯輥道采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度701℃，出坑溫度64℃。

實(shí)施例5：爐次尾號(hào)為4251的護(hù)輪軌用重軌鋼，采用鐵水及廢鋼經(jīng)120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，終點(diǎn)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15wt%，磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.013wt%；轉(zhuǎn)爐出鋼后加入重軌鋼專(zhuān)用預(yù)熔合成渣200千克、300千克白灰采用大流量吹氬3分鐘，保證鋼渣混合均勻。鋼水進(jìn)站硫含量為0.019wt%，LF精煉采用白灰600千克、螢石100千克渣料造白渣，渣面添加碳化硅150千克和硅鐵粉100千克脫氧劑強(qiáng)化脫氧，精煉渣目標(biāo)二元堿度控制在3.2，待鋼水硫含量降低至0.006wt%時(shí)，加入石英砂進(jìn)行調(diào)渣處理，石英砂的加入量為噸鋼3kg，控制爐渣堿度為1.7，同時(shí)吹氬攪拌，攪拌時(shí)間15分鐘，鋼水中加入鈦鐵使鈦含量為0.016wt%，待溫度成分調(diào)整合適后軟吹15分鐘靜置直至上澆注平臺(tái)；鋼水在連鑄工序采用280mm×325mm斷面，定拉速0.85m/min，與之匹配的過(guò)熱度為15-35℃，二次冷卻強(qiáng)度為弱冷，啟用動(dòng)態(tài)輕壓下，澆注成鑄坯后經(jīng)出坯輥道采用夾鉗下線入緩冷坑緩冷處理，鑄坯入坑溫度771℃，出坑溫度84℃。

檢驗(yàn)實(shí)施例1～實(shí)施例5相應(yīng)爐次重軌鋼鑄坯中心偏析、中心疏松等缺陷級(jí)別為1.0～1.5 級(jí)，其中81%爐次為1.0級(jí)；成品護(hù)輪軌夾雜物級(jí)別均不高于2.0級(jí)，相關(guān)指標(biāo)完全滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求；重軌鋼軋制成50kg/m或60kg/m的護(hù)輪軌，夾雜物檢測(cè)A類(lèi)1.5～2.0級(jí)，B類(lèi)、C類(lèi)及D類(lèi)均不高于1.0級(jí)，鋼軌低倍檢驗(yàn)合格，經(jīng)NDT探傷檢測(cè)后，實(shí)施例1的探傷合格率為95.3%、實(shí)施例2的探傷合格率為94.7%、實(shí)施例3的探傷合格率為99.1%，實(shí)施例4的探傷合格率為96.9%，實(shí)施例5的探傷合格率為98.9%，均達(dá)到90%以上，有效地提高護(hù)輪軌產(chǎn)品的質(zhì)量及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。