本发明涉及炼钢连铸领域，尤其涉及一种控制钢轨氢含量的方法。
背景技术：
：随着现代铁路高速、重载运输的发展，对钢轨钢的质量和性能提出了更高、更苛刻的要求。目前钢轨钢的主要发展趋势是高强度、高韧性和高纯净化。钢轨良好的抗疲劳性能和焊接性能是高速铁路用钢轨的基本特征。要保证钢轨各项性能达到要求，在对钢的成分和组织进行严格控制的同时，还要求钢轨钢具有较高的纯净度，即要尽量降低钢中的有害元素和气体的含量。氢对钢轨的影响主要为“白点缺陷”，即钢轨纵向断口轴心部位出现银亮色小点，在钢轨横断面表现为肉眼可见的发纹(或锯齿形小裂纹)。白点产生的机理为：当钢中一对氢原子形成稳定的分子时体积大大增加，压力增大，当其压力大于钢轨屈服强度时，白点产生。氢的危害还表现为氢脆，即固溶于钢中的氢使其塑性、韧性下降，在低于极限强度应力作用下服役一定时间后突然断裂，所以钢轨中的氢含量有严格要求，需要研究一种能有效控制钢轨氢含量的方法。技术实现要素：为克服现有钢轨连铸生产过程中氢含量过高等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效控制钢轨氢含量的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种控制钢轨中氢含量的方法，包括以下步骤：首先对从转炉出来的钢液进行rh真空脱气处理，然后对钢水连铸过程中加入的冶金辅料水含量进行控制，最后对连铸坯进行缓冷除氢，在此过程中还伴随有在线定氢检测，所述在线定氢检测主要在中包第一炉浇铸前期、后期，以及第二炉浇铸中期进行，当rh真空处理出现异常时也进行在线定氢。进一步的是，在进行rh真空脱气处理时处理时间≥15min，其中真空度≤300pa的处理时间≥12min，使脱氢率达60％以上为止。进一步的是，所有冶金辅料在加入钢水之前需进行24h以上的烘烤，以去除其中的水分。进一步的是，在线定氢过程中，k/f＝0.75，对于[h]>2.0ppm的钢坯进行单独标记。进一步的是，在进行连铸生产时，铸机拉速为0.65～0.75m/min，通过中包烘烤、使用干式中包涂料、保护渣烘烤来降低钢液增氢量，生产出连铸坯后放入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间≥24h，使脱氢率达40％以上。本发明的有益效果是：本发明主要通过rh真空脱气处理，配套中间包在线定氢监控系统，控制辅料中水含量以及对连铸坯进行缓冷除氢等技术措施的综合运用来控制重轨钢连铸坯及钢轨中的氢含量，整个控制过程精确稳定，不影响铸坯生产，却大大降低了铸坯中氢的含量，提高了铸坯的质量和钢轨的性能。具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步说明。在钢冶炼过程中，钢水及钢轨中出现氢含量增加主要表现在以下几个地方：首先是钢水冶炼过程中增碳剂加入量很大，而且重轨钢的合金配加量也很大，因而对重轨钢[h]的变化有重要影响；在连铸中包和结晶器内的增[h]则将真空处理后[h]含量很低的钢液又重新污染了，连铸过程增氢因素主要包括中包涂料、中包覆盖剂、中包烘烤状况和结晶器保护渣等。为有效控制钢中[h]含量，首先需要依靠rh真空强大的脱气处理能力，显著降低钢中[h]含量；连铸过程中的增氢主要是来自冶金辅料中的水分，所以需要对加入钢水中的冶金辅料水分进行控制；在将钢坯放入缓冷坑进行缓冷除氢的效果也较为明显，铸坯在660℃～300℃空冷条件下，氢扩散系数在1.0×10-4cm2·s-1以内，脱氢率约为3％，采用缓冷工艺氢扩散系数在1.0～1.3×10-4cm2·s-1以内，脱氢率在50％以上；此外，在整个生产过程中还伴随有在线定氢检测，所述在线定氢检测主要在中包第一炉浇铸前期、后期，以及第二炉浇铸中期进行，因为冶金辅料主要在这期间进行添加，[h]含量较高，当rh真空处理出现异常时也进行在线定氢。在线定氢的目的在与随时监控到钢水中的[h]含量，以便发现故障、随时作出调整。在进行rh真空脱气处理时处理时间应≥15min，为了达到更好的脱氢效果，其中真空度≤300pa的处理时间≥12min，rh真空脱气处理以脱氢率达60％以上为止。经过rh真空脱气处理后的钢水已经只剩很少的[h]，而在连铸过程中为了提高铸坯的性能，需要加入各种冶金辅料，冶金辅料中的水分会使得钢水中的[h]含量增加，所以，所有冶金辅料在加入钢水之前需进行24h以上的烘烤，以去除其中的水分。在线定氢控制是整个过程中比较重要的环节，因为它能实时监控钢水和钢坯中的[h]含量，以便根据实际情况调整工艺参数，为了起到更好的控制效果，定氢参数设置为k/f＝0.75，当发现[h]>2.0ppm的钢坯时进行单独标记，以便进行后续处理。进一步的，在进行连铸生产时，铸机拉速控制在0.65～0.75m/min，通过中包烘烤、使用干式中包涂料、保护渣烘烤来降低钢液增氢量，生产出连铸坯后放入缓冷坑进行缓冷，缓冷时间≥24h，使脱氢率达40％以上。实施例1该实施例是运用本发明的连铸方法来生产重轨钢u75v。u75v牌号重轨钢化学组分见表1。连铸生产横断面尺寸为320mm×410mm的u75v大方坯，铸机拉速为0.7m/min，使用干式中包涂料、严格执行中包及保护渣烘烤制度，rh处理时间17min，其中低真空(≤300pa)时间13min，采用中间包在线定氢，铸坯入缓冷坑缓冷26小时。生产结束后，对连铸坯及轧制钢轨进行了[h]含量检测，检测结果表明，铸坯铸坯及轧制钢轨[h]含量均在1.3×10-6以内，控制良好，满足标准要求。表1u75v重轨钢化学组分/％实施例2该实施例是运用本发明的连铸方法来生产重轨钢u78crv。u78crv牌号重轨钢化学组分见表2。连铸生产横断面尺寸为320mm×410mm的u78crv大方坯，铸机拉速为0.72m/min，连铸使用干式中包涂料、严格执行中包及保护渣烘烤制度，rh处理时间18min，其中低真空(≤300pa)时间15min，采用中间包在线定氢，铸坯入缓冷坑缓冷28小时。生产结束后，对连铸坯及轧制钢轨进行了[h]含量检测，检测结果表明，铸坯铸坯及轧制钢轨[h]含量均在1.2×10-6以内，控制良好，满足标准要求。表2u78crv重轨钢化学组分/％成分c/％si/％mn/％p/％s/％cr/％v/％含量0.76～0.820.65～0.800.75～0.90≤0.020≤0.0250.30～0.370.07～0.12实施例3该实施例是运用本发明的连铸方法来生产重轨钢u71mn。u71mn牌号重轨钢化学组分见表3。连铸生产横断面尺寸为320mm×410mm的u71mn大方坯，铸机拉速为0.68m/min，连铸使用干式中包涂料、严格执行中包及保护渣烘烤制度，rh处理时间16min，其中低真空(≤300pa)时间13min，采用中间包在线定氢，铸坯入缓冷坑缓冷30小时。生产结束后，对连铸坯及轧制钢轨进行了[h]含量检测，检测结果表明，铸坯铸坯及轧制钢轨[h]含量均在1.2×10-6以内，控制良好，满足标准要求。表3u71mn重轨钢化学组分/％当前第1页12