[发明专利]一种低成本高质量高速钢轨钢的冶炼方法

说明书

本发明公开一种低成本高质量高速钢轨钢的冶炼方法，属于冶金材料技术领域。本发明提供的低成本高质量高速钢轨钢的冶炼方法通过控制连铸工艺参数等，能够保证最终轧制获得的高速钢轨在降低Mn含量的基础上具有良好的力学性能，因此可以降低高速钢轨的生产成本。

技术领域

本发明属于冶金材料技术领域，具体涉及一种低成本高质量高速钢轨钢的冶炼方法。

背景技术

高速铁路以行车速度快、运营量大、准点率高、行车安全、舒适度好、占地面积少、环保、能耗低等优点，已在世界各国掀起了高速化浪潮。高铁的快速发展趋势不仅加速了沿线地区的社会经济发展，而且随着网站的合理布局和道路网络结构的逐步完善，许多大中城市都从中受益。

U71Mn钢轨(其化学成分通常包括：C 0.65～0.80；Si 0.15～0.58；Mn 1.10～1.20.；P≤0.025；S≤0.025，以下称传统U71Mn钢轨，其力学性能要求：抗拉强度≥880MPa，伸长率A≥10％)具有高强韧性和抗疲劳性，被广泛应用于高速铁路建设中，但目前U71Mn钢轨成本为5200元/吨，U71Mn钢轨售价为4512元/吨，吨钢亏损688元/吨，导致整个钢轨产业一度处于亏损的生产模式中。因此开发低成本高质量高速钢轨具有非常重要意义。

发明内容

鉴于上述问题，本发明一个方面提供一种低成本高质量高速钢轨钢的冶炼方法，其包括以下工艺：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→连铸；其中：

所述铁水预处理工艺中，控制铁水中的硫含量0.011％，磷含量0.10％；

所述转炉冶炼工艺中，控制出钢C含量0.1％，出钢温度1640℃，出钢后加入白灰、硅钙钡和萤石，进行脱氧和对炉渣改质，出钢过程中保证吹氩效果，钢水精炼就位时顶渣没有结坨现象；

所述LF精炼工艺中，LF精炼时控制炉渣碱度≥2.1，离位温度1588℃；

所述VD真空脱气工艺中，深真空脱气时间15min，真空脱气后软吹18min，软吹过程氩气流量稳定，钢液蠕动并无裸露；

所述连铸工艺中，采用保护浇铸，采用低铝保护渣，二冷段采用弱冷配水，全程恒拉速操作，拉速0.50m/min，开启铸机电磁搅拌和轻压下，并设置二冷水电磁搅拌轻压下参数和各拉矫机压下量，保证铸坯质量；其中二冷水电磁搅拌轻压下参数选取压下区间的位置为中心固相率fsc＝0.3～0.8的范围，对应距弯月面距离为13.62～18.85m，所述各拉矫机压下量设置为：第1架拉矫机为1.74mm，第2架拉矫机为2.77mm，第3架拉矫机为2.12mm，总压下量为6.63mm；

其中所述铸坯的化学成分按质量百分比包括：C 0.65～0.75；Si 0.35～0.55；Mn0.90～0.95；P≤0.025；S≤0.025，余量为Fe和不可避免的杂质。

上述铸坯的化学成分按质量百分比包括：C 0.69～0.72；Si 0.35～0.46；Mn 0.91～0.92；P≤0.019；S≤0.007，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明另一方面提供一种低成本高质量高速钢轨，其由上述的冶炼方法生产的铸坯经轧制获得。

上述低成本高质量高速钢轨的力学性能满足：屈服强度≥478MPa、抗拉强度≥934MPa、伸长率A≥13％，布氏硬度≥273HB。

上述低成本高质量高速钢轨的力学性能满足：屈服强度≥505MPa、抗拉强度≥949MPa、伸长率A≥14％，布氏硬度≥274HB。