CN109338076B - 珠光体钢轨生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种珠光体钢轨生产方法。珠光体钢轨生产方法，包括如下步骤：a、将轧制后的珠光体钢轨通过第一冷却装置进行冷却；b、将珠光体钢轨通过高温钢轨矫直机进行矫直处理；c、将经过矫直处理的珠光体钢轨输送至热处理机组入口处；d、珠光体钢轨进入热处理机组中；e、热处理机组中设置有第二冷却装置，第二冷却装置对珠光体钢轨加速冷却。将预冷后的通过高温钢轨矫直机进行矫直处理，显著提高了珠光体钢轨的平直度，使珠光体钢轨便于进出热处理机组，提高生产效率，同时能够提高珠光体钢轨的综合性能，降低珠光体钢轨接触疲劳伤损的出现几率，提高钢轨的整体服役寿命，利于推广。

Description

珠光体钢轨生产方法
技术领域
本发明涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种珠光体钢轨生产方法。
背景技术
目前我国铁路正处于高速发展阶段，高速客运专用铁路、客货混运铁路、重载货运专用铁路均在进行快速、大规模的建设，对钢轨的需求量越来越大。
珠光体钢轨具有较好的力学性能和接触疲劳耐性，具有较高的服役寿命，越来越多地被使用。珠光体钢轨的生产工艺为：首先通过转炉冶炼、LF精炼，再通过RH真空处理，经连铸获得钢坯，最后对钢坯进行轧制和热处理。目前，对轧制后的珠光体钢轨采用空冷方式进行冷却，冷却速率不均匀，钢轨性能较差，且容易产生较大的残余应力，同时影响钢轨平直度，提高了接触疲劳伤损的出现几率，影响钢轨的整体性能，降低钢轨的整体服役寿命。
发明内容
为克服现有钢轨热处理过程中所存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高珠光体钢轨综合性能的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：珠光体钢轨生产方法，包括如下步骤：
a、轧制后的珠光体钢轨温度在840-1000℃之间，将轧制后的珠光体钢轨通过第一冷却装置进行冷却；
b、将经过第一冷却装置冷却后的珠光体钢轨通过高温钢轨矫直机进行矫直处理；
c、将经过矫直处理的珠光体钢轨输送至热处理机组入口处；
d、将珠光体钢轨放入热处理机组中，并且进入热处理机组的珠光体钢轨温度在760-900℃之间；
e、热处理机组中设置有第二冷却装置，第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质，使珠光体钢轨温度降至400-500℃，珠光体钢轨温度降至400-500℃后停止施加加速冷却介质，珠光体钢轨通过空气冷却至室温。
进一步的是，在步骤a中，第一冷却装置为喷风装置，喷风装置对珠光体钢轨进行喷风冷却的同时，将珠光体钢轨表面的氧化铁皮去除。
进一步的是，在步骤b中，高温钢轨矫直机包括基座，在基座上设置有至少两组水平矫直辊、至少两组竖直矫直辊、至少一组轨腰矫直辊，沿珠光体钢轨输送方向，至少一组水平矫直辊和至少一组竖直矫直辊设置于轨腰矫直辊的前端。
进一步的是，第一冷却装置连接设置在基座的两侧，且第一冷却装置位于基座的前方。
进一步的是，在步骤e中，第二冷却装置对珠光体钢轨的轨头踏面、轨头两侧、轨头轨腰连接处和轨底中心的一处或者多处施加加速冷却介质。
进一步的是，第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质时，珠光体钢轨的冷却速度在1-5℃/s之间。
进一步的是，第二冷却装置的冷却介质为压缩空气、水雾或者压缩空气与水雾的混合物。
本发明的有益效果是：轧制后的珠光体钢轨温度在840-1000℃之间，首先通过第一冷却装置进行冷却，也即是对珠光体钢轨进行预冷，使珠光体钢轨进入热处理机组时，珠光体钢轨的温度在760-900℃之间；再将预冷后的通过高温钢轨矫直机进行矫直处理，显著提高了珠光体钢轨的平直度，使珠光体钢轨便于进出热处理机组，提高生产效率，能够去除珠光体表面的飞边，提高珠光体钢轨进入热处理机组时的表面质量，在热处理机组冷却时，珠光体钢轨的断面冷却速率均匀性好；同时珠光体钢轨在进行热处理开始时，温度控制在760-900℃之间，使珠光体钢轨的开冷温度基本相同，降低珠光体钢轨之间的力学性能波动，提高珠光体钢轨的性能一致性，提高珠光体钢轨的综合性能；更进一步，在进行热处理时，通过第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质，使珠光体钢轨快速将温度降至400-500℃，能够细化钢轨珠光体片层间距，进一步提高钢轨的强度和韧性，可见，本发明能够提高珠光体钢轨的综合性能，降低珠光体钢轨接触疲劳伤损的出现几率，提高钢轨的整体服役寿命，利于推广。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明。
本发明所提供的珠光体钢轨在线处理方法，包括如下步骤：
a、轧制后的珠光体钢轨温度在840-1000℃之间，将轧制后的珠光体钢轨通过第一冷却装置进行冷却；
b、将经过第一冷却装置冷却后的珠光体钢轨通过高温钢轨矫直机进行矫直处理；
c、将经过矫直处理的珠光体钢轨输送至热处理机组入口处；
d、将珠光体钢轨放入热处理机组中，并且进入热处理机组的珠光体钢轨温度在760-900℃之间；
e、热处理机组中设置有第二冷却装置，第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质，使珠光体钢轨温度降至400-500℃，珠光体钢轨温度降至400-500℃后停止施加加速冷却介质，珠光体钢轨通过空气冷却至室温。
按重量百分比计，珠光体钢轨的成分为：C：0.70-0.86％，Si：0.10-1.00％，Mn：0.10-1.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，V：0.01-0.15％，Cr：0.01-1.00％，余量为Fe和杂质。珠光体钢轨全断面由片状珠光体组织和铁素体组织构成，以重量百分比计，片状珠光体组织的含量为99.0-99.5％，铁素体组织的含量为0.5-1.0％。
在步骤a中，珠光体钢轨是通过转炉冶炼、LF精炼，再通过RH真空处理，经连铸获得钢坯，最后对钢坯进行轧制而获得的。第一冷却装置为喷风装置，喷风装置的出风量在0.1-10L/s之间，喷风时间可在0.5-100s之间调节，珠光体钢轨冷却速度为0.1-10℃/s。喷风装置对珠光体钢轨进行喷风冷却的同时，将珠光体钢轨表面的氧化铁皮去除，提高珠光体钢轨表面质量。
在步骤b中，高温钢轨矫直机包括基座，在基座上设置有至少两组水平矫直辊、至少两组竖直矫直辊、至少一组轨腰矫直辊，沿珠光体钢轨输送方向，至少一组水平矫直辊和至少一组竖直矫直辊设置于轨腰矫直辊的前端。珠光体钢轨矫直时，水平矫直辊作用于珠光体钢轨上下表面，竖直矫直辊作用在珠光体钢轨轨底侧面，轨腰矫直作用在珠光体钢轨轨腰侧面，至少两组水平矫直辊与轨腰矫直辊配合矫直珠光体钢轨的上下弯曲，至少两组竖直矫直辊与轨腰矫直辊配合矫直珠光体钢轨的左右弯曲，珠光体钢轨在上下、左右方向被定位在一条水平线上，且珠光体钢轨先通过水平矫直辊与竖直矫直辊后再通过轨腰矫直辊，可避免珠光体钢轨在高速运行时，轨腰矫直辊对珠光体钢轨的划伤，保证珠光体钢轨的质量。为了方便第一冷却装置的设置，保证冷却均匀，第一冷却装置连接设置在基座的两侧，且第一冷却装置位于基座的前方。
在步骤e中，采用冷却装置对珠光体钢轨的轨头踏面、轨头两侧、轨头轨腰连接处和轨底中心的一处或者多处施加加速冷却介质，冷却介质为压缩空气、水雾或者压缩空气与水雾的混合物，珠光体钢轨的冷却速度在1-5℃/s之间。
通过大量实践和试验中得出，采用本发明生产方法生产出的珠光体钢轨，珠光体钢轨的力学性能为：抗拉强度大于1000MPa，延伸率大于10.5％，平均踏面硬度大于351HB。
综上所述，轧制后的珠光体钢轨温度在840-1000℃之间，首先通过第一冷却装置进行冷却，也即是对珠光体钢轨进行预冷，使珠光体钢轨进入热处理机组时，珠光体钢轨的温度在760-900℃之间；再将预冷后的通过高温钢轨矫直机进行矫直处理，显著提高了珠光体钢轨的平直度，使珠光体钢轨便于进出热处理机组，提高生产效率，能够去除珠光体表面的飞边，提高珠光体钢轨进入热处理机组时的表面质量，在热处理机组冷却时，珠光体钢轨的断面冷却速率均匀性好；同时珠光体钢轨在进行热处理开始时，温度控制在760-900℃之间，使珠光体钢轨的开冷温度基本相同，降低珠光体钢轨之间的力学性能波动，提高珠光体钢轨的性能一致性，提高珠光体钢轨的综合性能；更进一步，在进行热处理时，通过第二冷却装置对珠光体钢轨施加踏面中心、轨头两侧和轨底中心加速冷却介质，轨头和轨底温度迅速降低，导致轨腰部位的热量迅速向两端传导，使珠光体钢轨快速将温度降至400-500℃，能够细化钢轨珠光体片层间距，进一步提高钢轨的强度和韧性，可见，本发明能够提高珠光体钢轨的综合性能，降低珠光体钢轨接触疲劳伤损的出现几率，提高钢轨的整体服役寿命，利于推广。

Claims (7)

1.珠光体钢轨生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、轧制后的珠光体钢轨温度在840-1000℃之间，将轧制后的珠光体钢轨通过第一冷却装置进行冷却；
b、将经过第一冷却装置冷却后的珠光体钢轨通过高温钢轨矫直机进行矫直处理；
c、将经过矫直处理的珠光体钢轨输送至热处理机组入口处；
d、将珠光体钢轨放入热处理机组中，并且进入热处理机组的珠光体钢轨温度在760-900℃之间；
e、热处理机组中设置有第二冷却装置，第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质，使珠光体钢轨温度降至400-500℃，珠光体钢轨温度降至400-500℃后停止施加加速冷却介质，珠光体钢轨通过空气冷却至室温。
2.如权利要求1所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：在步骤a中，第一冷却装置为喷风装置，喷风装置对珠光体钢轨进行喷风冷却的同时，将珠光体钢轨表面的氧化铁皮去除。
3.如权利要求1所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：在步骤b中，高温钢轨矫直机包括基座，在基座上设置有至少两组水平矫直辊、至少两组竖直矫直辊、至少一组轨腰矫直辊，沿珠光体钢轨输送方向，至少一组水平矫直辊和至少一组竖直矫直辊设置于轨腰矫直辊的前端。
4.如权利要3所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：第一冷却装置连接设置在基座的两侧，且第一冷却装置位于基座的前方。
5.如权利要求1至4任意一项所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：在步骤e中，第二冷却装置对珠光体钢轨的轨头踏面、轨头两侧、轨头轨腰连接处和轨底中心的一处或者多处施加加速冷却介质。
6.如权利要求5所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：第二冷却装置对珠光体钢轨施加加速冷却介质时，珠光体钢轨的冷却速度在1-5℃/s之间。
7.如权利要求5所述的珠光体钢轨生产方法，其特征在于：第二冷却装置的冷却介质为压缩空气、水雾或者压缩空气与水雾的混合物。
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