[發明專利]低成本耐磨鋼軌及其生產工藝

在審

• 申請號: 201710392309.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107299284A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 薛虎東;趙桂英;王嘉偉
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司11331
• 代理人: 張宇峰

技術領域

本發明涉及一種冶金材料技術，具體說，涉及一種低成本耐磨鋼軌及其生產工藝。

背景技術

鋼軌是鐵路交通運輸、地鐵軌道中的最重要組成部分之一，它的功用在于引導機車車輛的車輪前進，承受車輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌必須為車輪提供連續、平順和阻力最小的滾動表面。在電氣化鐵道或自動閉塞區段，鋼軌還可兼做軌道電路之用。隨著經濟的發展，交通運輸線路不斷增加，使得鐵路線路中鋼軌需求也不斷增大。

用于鐵路運輸的鋼軌要具有良好的強度、韌性、橫截面硬度及耐磨耐腐蝕等力學性能。目前，用于鐵路交通中的鋼軌材料，基本上是TB/T2344-2012標準中各類鋼軌，在標準基礎上對微量元素的含量進行有效的控制。此外，根據鋼軌發展要求，采用在線余熱淬火、離線回火等熱處理方法提高鋼軌的綜合性能。生產的這一鋼軌材料僅能滿足標準基本性能要求。

但是，最近幾年鐵路鋪設、開通逐漸從平原地區轉向高原、從氣候宜人地方延伸至嚴寒地區，鋼軌使用環境更加復雜和惡劣，這就要求鋼軌能在更加苛刻的條件下進行工作，對其踏面硬度、韌性和耐腐性的要求更高。同時，鋼軌屬于不可替代型、事關生命安全的工業類產品，是鐵路運輸的重要組成部分和損耗件，經分別就中鐵物資公司的需求量進行統計，國內年鋼軌需求約150萬噸左右。另據統計，國際市場每年穩步增長，市場需求量不斷增長。所以，開發出具有優良性能、低成本鋼軌具有非常重要的生產和經濟意義。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種低成本耐磨鋼軌，具有很好的抗拉強度和踏面硬度。

技術方案如下：

一種低成本耐磨鋼軌，質量百分的化學成分包括：C 0.76～0.80％；Si0.50～0.60％；Mn 1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余為Fe和Re。

進一步：材料的抗拉強度≥1175MPa，伸長率≥9，鋼軌踏面硬度≥320HB。

本發明所解決的另一個技術問題是提供一種低成本耐磨鋼軌的生產工藝，得到的耐磨鋼軌具有很好的抗拉強度和踏面硬度。

技術方案如下：

一種低成本耐磨鋼軌的生產工藝，包括冶煉和軋制，轉爐冶煉采用無鋁脫氧合金化，全過程按精煉正常吹氬，真空度≤0.10KPa，深真空時間≥15min，過熱度ΔT≤30℃；軋制過程中，加熱預熱段溫度不低于800℃，出爐溫度為不低于1100℃，開軋溫度1060℃～1130℃，終軋溫度910～940℃；得到的低成本耐磨鋼軌，質量百分的化學成分包括：C 0.76～0.80％；Si 0.50～0.60％；Mn 1.10～1.25％；P≤0.025％；S≤0.025％；其余為Fe和Re。

進一步：冶煉后連鑄坯化學成分包括：C 0.77～0.79％，Si 0.54～0.56％，Mn 1.13～1.19％，P 0.014～0.019％，S 0.003～0.007％，V 0.003～0.004％。

與現有技術相比，本發明技術效果包括：

本發明利用C元素提高鋼軌強度的作用，通過在線余熱淬火技術，合金設計成分和降低鋼軌中添加的Si、Mn合金元素，在此軋制工藝下能提高鋼軌的抗拉強度、伸長率、踏面硬度、耐磨等性能。用其生產的耐磨鋼軌，具有很好的抗拉強度和踏面硬度。

本發明的低成本耐磨鋼軌具有獨特的生產工藝，生產效率高、成本低，節能環保，經濟效益好，適合于大規模生產，具有良好的推廣價值。

本發明從鋼種化學成分上降低合金加入量，從生產加熱、軋制等工序減少能耗，具有節能環保等特點。

具體實施方式

下面參考示例實施方式對本發明技術方案作詳細說明。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。

本發明利用包鋼自有礦石和生產鋼軌獨有裝備的特性，冶煉具有良好強度和韌性配比及優異的耐磨性能鋼軌，使其可應用到高強、高硬、地面工況復雜等環境中。

低成本耐磨鋼軌的生產工藝，整體上包括冶煉和軋制，其中冶煉包括：轉爐冶煉→LF精煉→VD→連鑄，具體包括以下步驟：

轉爐冶煉采用無鋁脫氧合金化，全過程按精煉正常吹氬；真空度≤0.10KPa，深真空時間≥15min，過熱度ΔT≤30℃。

連鑄坯化學成分如表1所示。

表1各實例成分(質量百分數/％)