[发明专利]一种生产抗接触疲劳过共析钢轨的方法

说明书

本发明公开一种生产抗接触疲劳过共析钢轨的方法，该方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸以及钢坯加热、轧制以及轧后热处理得到钢轨；轧后热处理包括将轧制后所得钢轨的轨头踏面中心、轨头两侧和轨底中心部位进行加速冷却和空冷，加速冷却的开冷温度为650‑900℃，冷却速度为1.0‑5.0℃/s，终冷温度为400‑550℃；到达终冷温度后停止加速冷却并且空冷至室温；以钢轨的总质量为基准，钢轨的化学成分包括0.9质量％‑1.2质量％的C。本发明的生产抗接触疲劳过共析钢轨的方法制造的过共析钢轨，踏面硬度＞420HB，钢轨实验室磨损量小于0.2g，接触疲劳性能提高20％。该过共析钢轨纯净度更高，抗接触疲劳性能更优，同时兼顾良好的耐磨性能。

技术领域

本发明属于钢轨生产技术领域，具体涉及一种生产抗接触疲劳过共析钢轨的方法，更具体地讲，涉及一种强度高、韧性高的高耐磨抗接触疲劳伤损的重载铁路用过共析钢轨的生产方法。

背景技术

随着国内外重载铁路运量的提高、形成密度的增加，列车轴重逐渐增加，对钢轨强度、韧性、耐磨性和抗接触疲劳性能的要求越来越高。

目前，世界主要重载铁路倾向于使用硬度达到400HB以上的过共析钢轨，强度和耐磨性基本满足线路使用要求，但需要勤加打磨，消除剥离掉块，降低钢轨伤损进一步扩展发展。为提高钢轨的抗接触疲劳性能，目前钢轨领域普遍采用高纯净度、低夹杂冶炼工艺，即低P、低S、低O、低N、低H和低的非金属夹杂物。

为提高钢轨的纯净度，目前普遍采用了炉外精炼工艺流程，它已成为现代炼钢工艺中不可缺少的重要环节。炉外精炼技术已成为当今世界钢铁冶金发展的方向。炉外精炼是指在钢包中进行冶炼的过程，是将真空处理、吹氩搅拌、加热控温、喂线喷粉、微合金化等技术以不同形式组合起来，出钢前尽量除去氧化渣，在钢包内重新造还原渣,保持包内还原性气氛。炉外精炼的目的是降低钢中的C、P、S、O、H、N、等元素在钢中的含量，以免产生偏析、白点、大颗粒夹杂物，降低钢的抗拉强度、韧性、疲劳强度、抗裂性等性能。

精炼工序在整个流程中起到至关重要的作用，一方面通过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微合金化和夹杂物变性处理；另一方面，精炼又是一个缓冲环节,有利于连铸生产均衡地进行。

其特点与功能如下:

1)可以改变冶金反应条件。炼钢中脱氧、脱碳、脱气的反应产物为气体，精炼可以在真空条件下进行，有利于反应的正向进行，通常工作压力≥50Pa，适于对钢液脱气。

2)可以加快熔池的传质速度。液相传质速度决定冶金反应速度的快慢，精炼过程采用多种搅拌形式(气体搅拌、电磁搅拌、机械搅拌)使系统内的熔体产生流动，加速熔体内传热、传质的过程,达到混合均匀的目的。

3)可以增大渣钢反应的面积。各种精炼设备均有搅拌装置，搅拌过程中可以使钢渣乳化，合金、钢渣随气泡上浮过程中发生熔化、熔解、聚合反应。

4)可以在电炉(转炉)和连铸之间起到缓冲作用，精炼炉具有灵活性，使作业时间、温度控制较为协调，与连铸形成更加通畅的生产流程。

但是，基于现有的工艺制备出的过共析钢轨极易出现接触疲劳掉块，严重影响线路的运行效率和运行安全。

基于以上，有必要开发一种强度高、韧性高的高耐磨抗接触疲劳伤损的重载铁路用过共析钢轨的生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提高过共析钢轨抗接触疲劳掉块方法，在提高过共析钢轨强度的同时，提高钢轨的韧塑性。

基于此，有必要针对上述技术问题，采用以下技术方案：

本发明提供一种生产抗接触疲劳过共析钢轨的方法，该方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸以及钢坯加热、轧制以及轧后热处理得到钢轨；