CN103817304B - 一种连铸jz35车轴用钢坯的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连铸JZ35车轴用钢坯的生产方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。其特征是：采用转炉冶炼生产的断面为280mm×380mm的连铸矩形坯，经一火成材，轧制出250mm×250mm的方形车轴坯。其优点是：在特定条件下，采用一火成材工艺生产断面为250mm×250mm的方坯，成品率高、钢坯洁净度好、污染小。
Description
技术领域
本发明涉及一种连铸JZ35车轴用钢坯的生产方法，属于冶金工业生产的金属材料领域。
背景技术
我国是以铁路为主要运输手段的国家，自生产铁路车辆用车轴之日起，一直采用传统的模铸工艺生产铁路车轴用钢坯。随着世界冶金技术的不断进步以及我国冶金装备、技术水平的不断提高，现代连铸工艺在各钢厂的应用不断扩大，其产量在钢产量中的所占比例不断提高，连铸钢的质量也得到进一步的提高和改善。因此极有必要研究采用连铸工艺生产铁路车辆用车轴钢坯的生产工艺和其实物质量的状况。
过去我国一直采用模铸工艺生产车轴坯，采用模铸工艺生产车轴坯的缺点是：成品率低、钢坯洁净度差、环境污染大。采用连铸工艺生产铁路车轴的方法在国外早有应用，如法国NF01-123-1991-2标准，美国ARRM-101标准，UIC车轴标准等均规定可以采用连铸工艺生产铁路用车轴。我国的攀枝花钢铁公司自2006年开始同铁科院合作，共同研究采用360mm×450mm连铸大方坯生产LZ50铁路车轴。目前铁道部《连铸工艺生产铁道车辆车轴用LZ50钢坯技术条件》（暂行）已颁布实施。但对于JZ35车轴用钢坯，在国内外还没有采用连铸工艺生产的，所以也没有相应的技术标准。由于JZ35车轴用钢坯与车轴用LZ50钢坯的钢种不同，无法借鉴车轴用LZ50钢坯的工艺条件生产JZ35车轴用钢坯。
发明内容
本发明的目的是提供一种成品率高、钢坯洁净度好、污染小的连铸JZ35车轴用钢坯的生产方法。
本发明的技术解决方案：
采用转炉冶炼生产的断面为280mm×380mm的连铸矩形坯，经一火成材，轧制出250mm×250mm的方形车轴坯。
本发明的生产工艺流程简述如下：
转炉冶炼—LF钢包炉精炼—VD炉真空脱气—280mm×380mm断面矩形坯连铸—轨梁厂轧制250mm×250mm方坯。具体生产方法如下：
转炉终点钢水的出钢温度为1630-1654℃，碳重量百分比含量为0.03-0.13、磷重量百分比含量为0.01-0.03，然后将钢水注入LF炉精炼，精炼温度1600-1640℃，精炼时间33-38分钟，然后进入VD炉进行真空脱气处理，钢水温度1502-1540℃，真空脱气后进行软吹氩10-15分钟，氩气流量50-99 Nl/min；脱气后进行连铸生产，连铸钢水过热度13-29℃，连铸拉速0.6-0.7m/min，铸坯的化学成分及重量百分比含量控制如下表所示。
连铸坯断面为280mm×380mm的矩形坯；对铸坯加热后进行轧制，加热时间4.5小时以上，开轧温度1100℃-1150℃。轧制成断面为250mm×250mm的方坯。
本发明的优点是：在特定条件下，采用一火成材工艺生产断面为250mm×250mm的方坯，成品率高、钢坯洁净度好、污染小。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
连铸JZ35车轴坯钢种的选择主要依据印度车轴钢执行的标准（IRS：R16-95）。
按照下述工艺流程组织冶炼生产，转炉冶炼—LF钢包炉精炼—VD炉真空脱气—280mm×380mm矩形连铸坯—轨梁厂轧制。
工业试生产了42炉连铸JZ35车轴坯用钢，具体的工艺参数控制如下：
1）转炉生产
转炉终点钢水的碳含量、磷含量及出钢温度如表1所示。
表1 JZ35车轴坯用钢转炉出钢的成分及温度
2）LF炉生产
表2 JZ35车轴坯用钢LF精炼炉成分及处理时间控制
3)VD炉生产
要求VD炉冶炼的深真空时间13-15min，其它工艺参数见表3。
表3 JZ35车轴坯用钢VD炉工艺控制
| 软吹时间，min | 软吹流量，Nl/min | 上台温度，℃ | |
| 最小值 | 8 | 52 | 1515 |
| 最大值 | 12 | 98 | 1535 |
| 平均值 | 11 | 76 | 1528 |
4）连铸生产
连铸生产中过热度控制在13-29℃之间，拉速在0.6m/min—0.7m/min之间，钢水的成分控制如表4所示。
表4 JZ35车轴坯用钢成品成分
| C | Si | Mn | P | S | P +S | Al | |
| 最小值 | 0.31 | 0.20 | 0.80 | 0.011 | 0.004 | 0.016 | 0.020 |
| 最大值 | 0.37 | 0.41 | 0.94 | 0.025 | 0.012 | 0.035 | 0.038 |
| 平均值 | 0.34 | 0.28 | 0.88 | 0.017 | 0.009 | 0.026 | 0.027 |
5)轧钢生产
将断面为280mm×380mm的矩形坯连铸坯运送到轨梁厂进行轧制。钢坯在加热炉内加热时间大于4.5小时，钢坯开轧温度在1100℃-1150℃的范围内。
6）非金属夹杂物及晶粒度检验
对所有250mm×250mm方坯均进行了非金属夹杂物及晶粒度检验，检验结果如表5所示。
表5 非金属夹杂物及晶粒度检验结果
7）力学性能检验
42炉连铸JZ35车轴钢正火后的力学性能检验结果见表6。
表6 力学性能检验结果
| 项目 | Rel（MPa） | Rm（MPa） | A（%） | AKU（20℃） |
| 最小值 | 340 | 555 | 22 | 50 |
| 最大值 | 405 | 605 | 30 | 92 |
| 平均值 | 350 | 575 | 26 | 70 |
| 标准或协议 | ≥320 | 550~680 | ≥22 | ≥25 |
由此可见，采用断面为280mm×380mm的矩形连铸坯，经一火成材，轧制成品规格为250mm×250mm的车轴坯的生产工艺是可行的。
Claims (1)
1.一种连铸JZ35车轴用钢坯的生产方法，其特征是：转炉终点钢水的出钢温度为1630-1654℃，碳重量百分比含量为0.03-0.13、磷重量百分比含量为0.01-0.03，然后将钢水注入LF炉精炼，精炼温度1600-1640℃，精炼时间33-38分钟，然后进入VD炉进行真空脱气处理，钢水温度1502-1540℃，真空脱气后进行软吹氩10-15分钟，氩气流量50-99 Nl/min；脱气后进行连铸生产，连铸钢水过热度13-29℃，连铸拉速0.6-0.7m/min，铸坯的化学成分及重量百分比含量控制在C0.31～ 0.37、Si0.20 ～ 0.41、Mn0.80～0.94、 Cr1.41～1.56 、Al 0.020～0.038、P 0.011 ～0.025、S0.004～0.012，余量为Fe和无法检测的微量杂质元素，连铸坯断面为280mm×380mm的矩形坯；对铸坯加热后进行轧制，加热时间4.5小时以上，开轧温度1100℃-1150℃，轧制成断面为250mm×250mm的方坯。
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