CN115058642A - 一种耐低温钢轨冶炼生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐低温钢轨冶炼生产方法，包括：冶炼铁水：控制铁水中P、S含量，P含量≤120ppm；提高转炉出钢C含量，出钢C≥0.15％；LF精炼：控制冶炼渣碱度，重渣碱度按照2.5控制，转炉终点P＜0.010％，精炼无铝脱氧工艺冶炼；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；VD深真空时间≥15min。保证软吹时间，VD破真空后加入的铈铁合金，保证钢坯中稀土收得率在50％以上；连铸：连铸开浇过热度≤25℃，恒拉速连铸。本发明对耐低温钢轨成分冶炼进行转炉、LF精炼、VD真空处理及稀土加入量和加入方式进行研究，得出冶炼出高纯净度、稀土高收得率耐低温钢轨冶炼生产工艺。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨冶炼领域，尤其涉及一种耐低温钢轨冶炼生产方法。
背景技术
随着铁路运输量的增加，我国青藏及北方一些低温环境下服役的钢轨对低温韧性都提出了新的要求。从材料成分及性能来看，碳含量降低会提高材料韧性和焊接性，但也会降低材料的硬度和强度。同时材料组织也会析出大量铁素体。钢轨作为铁路运输重要组成构件，研究表明，低S、P和低的气体夹杂，即钢的纯净度对材料的韧性、断裂强度、疲劳等服役指标具有重要意义。因此，采用低碳成分设计和在线热处理工艺，可同时提高材料的强韧性，同时加入稀土元素，进一步稳定和提高材料的服役性能，但，如何保证加稀土材料冶炼后具备优异的铸坯质量是关键技术之一，目前高纯净度冶炼是追求的方向，稀土钢的生产还具有不连续性、不稳定性问题。所以，合理设计冶炼生产工艺，对开发出具有耐磨、低温韧性优异的钢轨具有非常重要的意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种耐低温钢轨冶炼生产方法，对耐低温钢轨成分冶炼进行转炉、LF精炼、VD真空处理及稀土加入量和加入方式进行研究，得出冶炼出高纯净度、稀土高收得率耐低温钢轨冶炼生产工艺，使得热处理后的材料具有低的夹杂物、高的强韧性钢轨，组织为标准要求的珠光体组织。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种耐低温钢轨冶炼生产方法，包括：
冶炼铁水：控制铁水中P、S含量，P含量≤120ppm；提高转炉出钢C含量，出钢C≥0.15％；
LF精炼：控制冶炼渣碱度，重渣碱度按照2.5控制，转炉终点P＜0.010％，精炼无铝脱氧工艺冶炼；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；VD深真空时间≥15min。保证软吹时间，VD破真空后加入的铈铁合金，保证钢坯中稀土收得率在50％以上；
连铸：连铸开浇过热度≤25℃，恒拉速连铸。
进一步的，所述冶炼铁水的工艺中：转炉兑铁，冶炼时间36～45分钟，终点出钢C≥0.15％，P含量110～130ppm。
进一步的，所述LF精炼工艺中LF精炼46～54分钟，加入矾铁、高碳铬铁，采用硅钙钡无铝脱氧剂进行脱氧，VD深真空时间≥15min，真空度≤6kpa。保证软吹时间，VD破空后加入30ppm稀土铈，钢水静止3-4分钟。
进一步的，所述稀土铈为30％纯度的铈铁合金。
进一步的，所述连铸工艺中，开浇过热度≤25℃，连铸速度0.62～0.64m/min。
进一步的，冶炼采用的钢轨材料其质量百分的化学成分：C 0.60～0.70；Si 0.25～0.50；Mn0.65～1.05；Cr0.05～0.35；V0.01～0.09；P≤0.020；S≤0.020，N≤0.0060；稀土加入量20～60ppm，其余为Fe，质量分数共计为100％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明提供了一种加稀土高纯净度耐低温钢轨冶炼方法，通过转炉、LF精炼和VD真空脱气工艺控制，保证材料的纯净度和铸坯质量达到技术要求。本发明的成分设计和独特的生产工艺，适合于大规模生产，具有良好的推广价值。
具体实施方式
一种耐低温钢轨冶炼生产方法，具体包括如下工艺：
冶炼采用的钢轨材料其质量百分的化学成分：C 0.60～0.70；Si 0.25～0.50；Mn0.65～1.05；Cr0.05～0.35；V0.01～0.09；P≤0.020；S≤0.020，N≤0.0060；稀土加入量20～60ppm，其余为Fe，质量分数共计为100％。
具体加稀土高纯净度耐低温钢轨冶炼的措施：第一阶段冶炼铁水：控制铁水中P、S含量，P含量≤120ppm；提高转炉出钢C含量，出钢C≥0.15％；第二阶段冶炼：控制冶炼渣碱度，重渣碱度按照2.5左右控制，转炉终点P＜0.010％，精炼无铝脱氧工艺冶炼。根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作。VD深真空时间≥15min。保证软吹时间，VD破真空后加入的铈铁合金，保证钢坯中稀土收得率在50％以上；第三阶段连铸，连铸开浇过热度≤25℃，恒拉速连铸。
上述的冶炼高纯净度加稀土耐低温钢轨的方法，所述第一阶段冶炼铁水P≤120ppm，转炉兑铁，冶炼时间36～45分钟，终点出钢C≥0.15％，P含量110～130ppm；所述第二阶段冶炼，LF精炼46～54分钟，加入矾铁、高碳铬铁，采用硅钙钡无铝脱氧剂进行脱氧，VD深真空时间≥15min，真空度≤6kpa。保证软吹时间，VD破空后加入30ppm稀土铈(30％纯度的铈铁合金)，钢水静止3-4分钟。所述第三阶段连铸，开浇过热度≤25℃，连铸速度0.62～0.64m/min。
试验钢轨冶炼工艺化学成分如表1所示。
表1各实例成分(质量百分数/％)
各个实施冶炼生产工艺如表2所示。
表2冶炼工艺
从2可以看出，各实例具有极地的夹杂物，稀土收得率都在60％以上，钢轨冶炼控制满足目标要求。用其生产的钢轨达到耐低温钢轨研发的技术要求。
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。
Claims (6)
1.一种耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，包括：
冶炼铁水：控制铁水中P、S含量，P含量≤120ppm；提高转炉出钢C含量，出钢C≥0.15％；
LF精炼：控制冶炼渣碱度，重渣碱度按照2.5控制，转炉终点P＜0.010％，精炼无铝脱氧工艺冶炼；根据转炉钢水成分及温度进行脱硫，成分微调及升温操作；VD深真空时间≥15min。保证软吹时间，VD破真空后加入的铈铁合金，保证钢坯中稀土收得率在50％以上；
连铸：连铸开浇过热度≤25℃，恒拉速连铸。
2.根据权利要求1所述的耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，所述冶炼铁水的工艺中：转炉兑铁，冶炼时间36～45分钟，终点出钢C≥0.15％，P含量110～130ppm。
3.根据权利要求1所述的耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，所述LF精炼工艺中LF精炼46～54分钟，加入矾铁、高碳铬铁，采用硅钙钡无铝脱氧剂进行脱氧，VD深真空时间≥15min，真空度≤6kpa。保证软吹时间，VD破空后加入30ppm稀土铈，钢水静止3-4分钟。
4.根据权利要求3所述的耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，所述稀土铈为30％纯度的铈铁合金。
5.根据权利要求1所述的耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，所述连铸工艺中，开浇过热度≤25℃，连铸速度0.62～0.64m/min。
6.根据权利要求1所述的耐低温钢轨冶炼生产方法，其特征在于，冶炼采用的钢轨材料其质量百分的化学成分：C 0.60～0.70；Si 0.25～0.50；Mn0.65～1.05；Cr0.05～0.35；V0.01～0.09；P≤0.020；S≤0.020，N≤0.0060；稀土加入量20～60ppm，其余为Fe，质量分数共计为100％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220916 |