[發明專利]用于鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 201310415949.3
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103484765A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 韓蕾蕾;李超;鄒春鋒;袁鵬舉;付常偉;武玉利;楊棟;尹德全
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21C7/04;B22D11/11;C21D8/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳;劉燦強

技術領域

本發明涉及一種厚規格耐低溫H型鋼及其制備方法，具體涉及一種用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格（翼緣厚度≥28mm）耐低溫H型鋼及其制備方法。

背景技術

鐵路是中國目前最為重要的交通方式，電氣化鐵路交通方式是全世界軌道交通的主流，電力機車無廢氣、煙塵，對空氣無污染，另外噪音較小，舒適度高。全國鐵路實現電氣化是鐵路發展的重要目標，電氣化鐵路使用電力機車作為牽引動力，機車上不安裝原動機，所需電能由電氣化鐵路電力牽引供電系統提供。沿著鐵路線的兩旁，架設著一排支柱，上面懸掛著金屬線，即為接觸網，它也可以被看作是電氣化鐵路的動脈。電力機車利用車頂的受電弓從接觸網獲得電能。然而，在一些高緯度（或高海拔）地區，例如我國東北地區，由于地帶狹長，各方交通均不方便，并且冬季氣溫較低（最低溫度為-40℃左右），所以電氣化鐵路建造需要克服一系列耐低溫條件材料極限。

在通常情況下，國標H型鋼規格覆蓋面為H(100～1000)×(50～500)×(3.2～45)×(7～40)，共118個規格，國產化的規格為（H(100～900)×(50～400)×(3.2～20)×(7～40)），其中，腹板厚度≥28mm僅有5個規格，僅占所有規格的4.23%，而H型鋼性能樣必須從腿部取樣，限于軋機能力，超厚規格H型鋼通常只能使用異型坯軋制。對于制造翼緣厚度≥28mm的厚規格H型鋼來說，使用的異型坯規格與成品規格接近，使用異型坯連鑄坯的翼緣尖部厚度≤80mm軋制、性能部位腿部壓縮比為＜3，軋制壓縮比非常小，晶粒破碎度低，在軋制以后的晶粒恢復再結晶容易造成晶粒粗大，最終產品厚度大，在厚度方向上溫度梯度較大，晶粒大小以及組織均勻性很難控制，嚴重影響鋼材的低溫性能。從而難以采用傳統的方法進行制造。

第CN101255773B號中國發明專利公開了一電氣化鐵路接觸網支柱裝用H型鋼及其制備方法，此發明產品根據接觸網支柱的載荷及分布大小情況，設計出符合國內電氣化鐵路使用要求接觸網支柱專用H型鋼，節省了材料，但其使用的是普通材質Q235B、不具備耐低溫的特點，因此不能將其用于低溫環境下。

第CN102021475號中國發明專利申請公開了一種耐低溫結構用熱軋H型鋼及其制備方法，該方法采用釩微合金化以及軋制控制手段，在該方法中，加熱爐的均熱溫度為1240～1270℃，開軋溫度在翼緣外側為1170℃、在腹板中央為1150℃，終軋溫度在翼緣外側為950℃、在腹板中央為830℃，軋材在冷床自然冷卻，軋材的規格為H300×300H型鋼。此規格中涉及的H型鋼翼緣厚度最厚為15mm，低溫性能是很容易實現的。另外該H型鋼-20℃低溫沖擊功平均值為90J,難以用于對低溫沖擊功要求更高的場合，并且也不能在用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼中使用。因此，需要提供一種能夠用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼。

發明內容

本發明的一方面在于提供一種用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼及其制備方法。該H型鋼可具有在低溫環境和強氣流下能夠承受強沖擊力和耐疲勞的特點，因此可用于低溫環境（例如，高緯度或高海拔地區）下的電氣化鐵路接觸網支柱。

本發明的一方面提供了一種用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼，其特征在于所述耐低溫H型鋼的化學成分的重量百分數為：C0.10～0.22%、Si0.10～0.40%、Mn0.5～1.1%、P≤0.020%、S≤0.010%、Nb0.02～0.05%、Ti0.003-0.015%，其余為鐵和微量雜質。

根據本發明的一方面，所述厚規格耐低溫H型鋼的化學成分的重量百分數為：C0.11～0.14%、Si0.10～0.20%、Mn0.80～1.00%、P≤0.015%、S≤0.005%、Nb0.04～0.05%、Ti0.005～0.010%，其余為鐵和微量雜質。

本發明的另一方面提供了一種用于電氣化鐵路接觸網支柱的厚規格耐低溫H型鋼的制備方法，所述制備方法包括鐵水預脫硫、轉爐冶煉、LF精煉、異型坯連鑄、軋制，其特征在于該方法包括下述步驟：

1）鐵水預脫硫：脫硫后保證鐵水中的硫含量為≤0.010wt%；

2）轉爐冶煉：采用頂底復吹轉爐冶煉；放鋼過程采用預融渣洗工藝凈化鋼水；

3）LF爐精煉：精煉過程中先充分攪拌化渣，造黃白渣，更進一步脫除鋼水中氧、硫含量，并且在精煉后期喂入適量鈦線；

4）異型坯連鑄：采用在中間包與異型坯結晶器之間加套管方式保護澆注；