一种高速铁路无砟轨道用35Si₂Cr钢棒的生产方法

一种高速铁路无砟轨道用35Si₂Cr钢棒的生产方法
【专利摘要】本发明提供一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，LF炉精炼时间不低于50min，精炼结束后弱吹氩搅拌时间15～20min；连铸采用恒拉速，过热度控制在≤25℃；连轧坯修磨量0.9～1.1mm；线材加热温度≤1030℃，钢坯开轧温度≤930℃；BGV出口温度控制在980±10℃，TMB入口温度控制在880±10℃，吐丝温度840±10℃，终轧速度设定为18～20m/s；根据辊道和风机位置不同，控制辊道速度和风机转数；轧后盘条经拉拔成光圆钢棒，钢棒调质处理速度为15m/min，淬火温度950～970℃，回火温度495～505℃。本发明盘条非金属夹杂物A、B、C类有害夹杂＜2.5级，脱碳层深度检验指标≤1.5％D，规格尺寸达到B级，抗拉强度大于750Mpa，面缩大于30％。
【专利说明】
一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法
技术领域
[0001] 本发明属于冶金工艺技术领域，尤其涉及一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒 的生产方法。
【背景技术】
[0002] 预应力钢棒（简称PC钢棒）具有高强度、低松弛等特点，被广泛应用在铁路、建 筑等多种行业，起到节约资源、增强抗震等作用。
[0003] 预应力钢棒最早是由日本高周波热炼株式会社于20世纪60年代研制成功。目 前，PC钢棒在日本已大量应用于铁路行业及建筑行业。
[0004] 通过多年实践发现，钢棒的伸直性受淬火冷却均匀性的影响很大，预应力钢棒存 在滞后断裂问题。研究表明，原材料中Si/Mn/Cr值增大，屈强比增大，松弛率减小。
[0005] 高速铁路无砟轨道板用预应力钢棒用35Si2Cr盘条的开发，可以满足中国铁道科 学研究院铁道建筑研究院关于提高高速铁路CRTS I型、CRTS III型板式无砟辊道混凝土辊 道板用无粘结预应力钢棒的产品质量，明确产品的质量责任，确保轨道板的制造质量和运 营安全的要求，为占领无粘结预应力钢棒市场奠定基础。

【发明内容】

[0006] 本发明提供一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，其目的旨在生产 出用于混凝土 T梁横向连接的抗拉强度不低于1420MPa，延伸率不低于8. 0%的低松弛预应 力钢棒。
[0007] 为此，本发明所采取的解决方案是：
[0008] -种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，其特征在于，具体方法为 ：
[0009] (1)冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]彡1. Oppm， [N] < 50.0 ppm，LF炉精炼时间不低于50min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制 在 15 ~20min〇
[0010] ⑵连铸：采用恒拉速，过热度控制在彡25°c，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺。
[0011] (3)连乳：连乳还进行全修磨，修磨量0. 9~1. 1_，防止连乳还表面脱碳。
[0012] ⑷线材加热轧制：
[0013] 加热炉内温度为彡1030°C，钢坯开轧温度彡930°C ;
[0014] 通过在线水箱控制轧制温度，生产多012mm大规格盘条时，使用旁通线，g卩乳件经 预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水 箱，TMB后设有1组水箱；乳制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在 980±10°C，TMB入口温度控制在880±10°C，吐丝温度840±10°C，终轧速度设定为18~ 20m/s 〇
[0015] 控制冷却，控冷工艺参数为：
[0016]
[0017] (5)热处理：乳后盘条经拉拔成光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理钢棒速 度为15m/min，淬火温度950~970°C，回火温度495~505°C。
[0018] 本发明的有益效果为：
[0019] 1、盘条中的非金属夹杂物A类、B类、C类等有害夹杂不大于2.5级，[H] < 2.0， [N] < 50.0 ppm。
[0020] 2、脱碳层：盘条进行脱碳层深度检验，指标为< 1. 5% D。
[0021] 3、规格尺寸：达到B级。
[0022] 4、抗拉强度大于750Mpa，面缩大于30%。
[0023] 5、吨钢利润可达300元。
【具体实施方式】
[0024] 下面以生产Φ 17. Omm 35Si2Cr盘条和拉拔成Φ 16. Omm光圆钢棒为例，对本发明 作进一步说明。
[0025] 35Si2Cr化学成分重量百分比为：
[0026]
[0027] 实施例1 :
[0028] 冶炼：35Si2Cr钢由于用途较为苛刻，对钢质洁净度要求较高，重点要控制成 品夹杂物、偏析、盘条脱碳等。为此，转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证 [H]彡1. Oppm，[N]彡50.0 ppm，LF炉精炼时间控制在55min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩 搅拌，时间控制在18min，促进钢中夹杂物上浮排出钢液。
[0029] 连铸：针对偏析控制，采用恒拉速、< 25°C的低过热度和较强二冷水控制。钢坯连 铸后，采用下线缓冷工艺，进一步降低钢坯偏析。
[0030] 连轧：钢坯连铸后进行连轧，为保证连轧坯表面质量，特别是防止连轧坯表面脱 碳，对连乳还进行全修磨，修磨量1mm。
[0031] 线材加热轧制：
[0032] 从轧钢角度看，温度高时钢坯的塑性好，变形抗力小；温度低时塑性差，变形抗力 大。但随着加热温度的提高，钢中化学元素的行为发生变化，乳制后往往发生钢材力学性能 的改变，而且钢的氧化烧损率也随着加热温度的升高而急剧增加，若氧化皮不易脱落，在轧 钢时会造成轧件的表面缺陷，如铁皮压入等。另外，加热温度高，必然降低加热炉寿命，也明 显增加燃料消耗。因此，从工艺、钢种、规格、质量、成材率和节能降耗等诸因素综合考虑，选 择加热温度为1020°C，钢坯开轧温度彡930°C。
[0033] 线材轧制速度快，变形热来不及散失，造成轧制线材温度急剧升高，为控制线材的 最终性能，需要通过在线水箱控制轧制温度。轧件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到 减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；乳制过程中轧 件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在970°C，TMB入口温度控制在885°C，吐丝温 度850°C，终轧速度设定为19m/s。轧后盘条规格为Φ17.0πιπι。
[0034] 控制冷却，控制冷却的目的是控制奥氏体相变进程，确保通过运输及风冷相变来 得到精确地显微组织。对于预应力钢棒盘条来说，钢的显微组织中以P+F的拉拔性能和淬 火性能为佳。要得到期望组织，就要对线材的吐丝后温度有效的控制。其冷却速度是通过 改变轧件吐丝温度、斯太尔摩辊道速度，线环间距，来进行调整。控冷工艺参数如表1 :
[0035] 表1实施例1控冷工艺参数表
[0036]
[0037] 热处理：乳后盘条经拉拔成Φ 16. 0mm光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理 钢棒速度为15m/min，淬火温度950°C，回火温度500°C。
[0038] 实施例2 :
[0039] 冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]彡1. Oppm， [N] < 50.0 ppm，LF炉精炼时间70min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制在 20min〇
[0040] 连铸：采用恒拉速，过热度控制在< 25°C，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺。
[0041] 连乳：连乳还进行全修磨，修磨量0. 9~1. 1_，以防止连乳还表面脱碳。
[0042] 线材加热轧制：
[0043] 加热炉内温度为1000°C，钢坯开轧温度900°C。
[0044] 通过在线水箱控制轧制温度，乳件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径 机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；乳制过程中轧件温降处 于平缓下降状态；BGV出口温度控制在990°C，TMB入口温度控制在870°C，吐丝温度830°C， 终轧速度设定为18m/s。轧后盘条规格为Φ 17. Omm。
[0045] 控制冷却，控冷工艺参数如表2。
[0046] 表2实施例2控冷工艺参数表
[0047]

[0048] 热处理：乳后盘条经拉拔成Φ 16. 0mm光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理 钢棒速度为15m/min，淬火温度970°C，回火温度505°C。
[0049] 实施例Φ 17. 0mm盘条力学性能如表3。
[0050] 表3实施例Φ 17. 0mm盘条力学性能表
[0051]
[0052] 实施例Φ 16. 0mm钢棒力学性能如表4。
[0053] 表4实施例Φ 16. 0mm钢棒力学性能表
[0054]
【主权项】
1. 一种高速铁路无砟轨道用35Si 2Cr钢棒的生产方法，其特征在于，具体方法为： (1) 冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]彡1.0 ppm， [N] < 50.0 ppm，LF炉精炼时间不低于50min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制 在 15 ~20min ; (2) 连铸：采用恒拉速，过热度控制在< 25°C，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺； (3) 连轧：连轧坯进行全修磨，修磨量0. 9~I. 1mm，防止连轧坯表面脱碳； (4) 线材加热轧制： 加热炉内温度为彡1030°C，钢坯开轧温度彡930°C ; 通过在线水箱控制轧制温度，生产彡012ran大规格盘条时，使用旁通线，即轧件经 预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水 箱，TMB后设有1组水箱；乳制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在 980 ± KTC，TMB入口温度控制在880 ± KTC，吐丝温度840 ± KTC，终轧速度设定为18~ 20m/s ； 控制冷却,控冷工艺参数为：(5) 热处理：乳后蓝汆绞拉扳成光圆钢榉，对钢榉进仃调质处埋，调质处理钢棒速度为 15m/min，淬火温度950~970°C，回火温度495~505°C。
【文档编号】C22C38/42GK105886948SQ201510039973
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】车安, 赵学博, 韩立涛, 袁野, 安绘竹, 张金栋
【申请人】鞍钢股份有限公司