[发明专利]一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，属于冶金工业生产的炼钢领域。

背景技术

目前生产时速350公里及以上高速钢轨采用：100吨转炉-100吨LF精炼炉-100吨VD精炼炉-大方坯连铸-步进式加热炉-万能轧机工艺方法，该方法中对夹杂物的要求为：A类≤2.0级，B类≤1.0级，C类≤1.0级，D类≤1.0级。包钢轨梁厂检验室对2009年2-3月份生产的时速350公里钢轨每个浇次(一个浇次一般为18炉)都进行夹杂物的抽检。在抽检的108炉高速钢轨中，复检(初检夹杂物不合格则需要复检)率为28.4％，复检后仍有15炉钢轨的B类或C类夹杂物出现1.5级或2级，不合格的比率占13.9％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时速350公里及以上重轨钢中超标夹杂物的控制方法，该方法解决了时速350公里及以上高速钢轨夹杂物超标的问题。

技术解决方案：

本发明中VD精炼炉冶炼的钢包采用的透气砖为刚玉质(Al2O3＞90％)，通过加强透气砖的检测，将透气性不好的砖及时更换，即增加钢包透气砖的更换次数的方法，平均10-13炉钢/每块砖更换一次透气砖，使精炼VD精炼炉炉后的软吹平均流量62.3l/min；改善了钢包透气砖的透气性，采用小粒径的低铝硅钙钡脱氧剂(成分要求按重量百分比：Al＜1.5％，Si＞50％，Ba＞14％，Ca＞12％，其余为Fe)，粒径约为30-40mm。

本发明通过改善VD精炼炉钢包透气砖的透气性(增加钢包透气砖的更换次数，从原来的平均17炉钢/每块砖减少到11炉钢/每块砖)，使真空脱气(简称VD)精炼炉后的软吹平均流量从原来的79.4l/min降低到62.3l/min，应采用小粒径的脱氧剂保证良好的钢包炉(简称LF炉)精炼效果及软吹效果。

附图说明

图1钢轨夹杂物2级及1.5级对应的铸坯全氧含量；

图2夹杂物合格钢轨对应的铸坯全氧含量；

具体实施方式

实施例

本发明采用100吨转炉——100吨LF精炼炉——100吨VD精炼炉——大方坯连铸——步进式加热炉——万能轧机工艺流程生产时速350公里及以上重轨钢，钢轨中出现的C类1级以上超标夹杂物的技术特征为：Ca/Si大约为2.8-5.8之间，根据本企业所采用低铝硅钙钡脱氧剂(成分要求按重量百分比：Al＜1.5％，Si＞50％，Ba＞14％，Ca＞12％，其余为Fe)、中包覆盖剂(其特点为Ca/Si约为1)、大包覆盖剂(其特点为含有钡元素)及保护渣(其特点为含有K、Na元素)的成分特点，判断此夹杂物为内生夹杂物。通过改善VD精炼炉钢包透气砖的透气性(加强钢包透气砖的透气性检测，将透气性不好的砖及时更换，即增加钢包透气砖的更换次数，从原来的平均17炉钢/每块砖减少到11炉钢/每块砖)，使精炼VD炉后的软吹平均流量从原来的79.4l/min降低到62.3l/min；将脱氧剂粒径控制在30-40mm，有效地控制了钢中的夹杂物提高了钢的质量。

本发明首先研究了钢中全氧含量与钢轨夹杂物的关系

(1)钢轨2级及1.5级夹杂物与铸坯全氧关系

对此15炉钢的铸坯全氧含量进行检验，其波动区间位于[8，20]之间，最小值为8ppm，最大值为20ppm，平均值为12.4ppm，其百分率见图1所示。

可见，在钢轨出现夹杂物2级及1.5级的情况下，对应铸坯的全氧含量并未明显增高。

(2)夹杂物合格的钢轨对应的铸坯全氧含量

对夹杂物合格的钢轨也进行了相应铸坯的氧含量检测，共有93炉，其铸坯全氧含量位于[6，20]之间，最小值为6ppm，最大值为20ppm，平均值为12ppm，其百分率见图2所示.

由上面的比较可见，夹杂物不合的炉次与夹杂物合格的炉次相比，其铸坯全氧含量基本上相当，没有明显的差异。

其次对高速轨2级及1.5级夹杂物进行了成分分析及产生原因分析

(1)对高速钢轨产生的C类2级及1.5级夹杂物的分析。对C类2级夹杂物进行电镜扫描分析，夹杂物的成分如下：

表1高速轨2级夹杂物的成分组成