一种运煤专线用腐蚀钢轨及其制造方法与流程

1.本发明涉及冶金及金属材料领域，尤其涉及一种运煤专线用腐蚀钢轨及其制造方法。


背景技术：

2.钢轨暴露在不同的环境中会发生不同的腐蚀情况，在干燥、风沙、潮湿、闷热的地区，钢轨的腐蚀状态各不一样。我国幅员辽阔，气候条件和工业发展程度各不一样，因此，腐蚀的情况也不同。自然环境中的水、空气、酸、碱、盐、各类污染物等都是引起金属腐蚀的重要条件。目前我国运煤专线站场用钢轨腐蚀严重，列车所装载的煤中含有较多的水，装车后，煤中的水分因重力作用逐渐下渗，不断由列车缝隙流出，致使钢轨始终处于水浸状态，由于装卸煤摩擦或其他原因导致的钢轨表面氧化膜缺损，局部露出金属基面，加快钢轨的腐蚀。另外还有大量的微粒悬浮物，煤泥在浮选时需要加入一定量的浮选剂，如煤油、柴油、脂肪醇、脂肪酸等，煤残留水分中含有一定量的杂质ph值在 6.6～7.29之间变化，混有杂质的水会进一步加剧钢轨的腐蚀。
3.目前在提高钢轨的强度及耐蚀性上，还没有相对较成熟的、完全可以工业化的材料品种和应用技术。本发明基于这个目的开发铁道用耐腐蚀钢轨。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种运煤专线用腐蚀钢轨及其制造方法。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种运煤专线用腐蚀钢轨，其化学成分按重量百分比包括：c：0.58％～0.66％、 si：0.38％～0.45％、mn：0.75％～0.85％、cu：0.50％～0.60％、cr：0.15％～0.30％、 ni：0.25％～0.35％、p：0.015％～0.035％，其余为fe及不可避免的杂质。
7.进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.65％、si：0.41％、mn：0.81％、 cu：0.59％、cr：0.24％、ni：0.32％、p：0.016％，其余为fe及不可避免的杂质。
8.进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.60％、si：0.41％、mn：0.82％、 cu：0.50％、cr：0.30％、ni：0.29％、p：0.016％，其余为fe及不可避免的杂质。
9.进一步的，其化学成分按重量百分比包括：c：0.66％、si：0.45％、mn：0.81％、 cu：0.59％、cr：0.24％、ni：0.30％、p：0.016％，其余为fe及不可避免的杂质。
10.一种运煤专线用腐蚀钢轨的制造方法，包括：
11.1)、转炉生产
12.为保证产品质量及对成品成分的精确控制，供转炉铁水要求：按质量百分数磷含量小于等于0.15％，硫含量小于等于0.04％；在转炉冶炼过程中加入造渣辅料，出钢过程中根据成品成分要求加入硅铁、硅锰和铝硅锰进行脱氧合金化；
13.2)、lf、vd炉生产
14.根据生产低氧钢要求，lf采用中等碱度、强还原性精炼渣处理钢水，深真空时间15～20/min；深真空度7～9/kpa软吹时间18～22/min，vd后温度 1536～1546/℃；
15.3)、连铸生产
16.连铸生产中过热度控制在15～30℃之间，拉速在0.6m/min-0.7m/min之间；
17.4)、钢轨轧制
18.严格控制钢坯的加热温度和加热时间，钢坯出炉温度为1080℃～1160℃，合理选定除鳞压力，确保每支坯料都得到有效除鳞；开轧温度控制在1080℃～ 1160℃，终轧温度控制在930℃～960℃。
19.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
20.本发明以热轧状态交货的钢轨布氏硬度：260～300(hbw)，抗拉强度≥880 (rm/mpa),延伸率≥10％，在循环水加速腐蚀实验条件下，腐蚀性能为u71mn 钢轨的140％以上。
具体实施方式
21.一种运煤专线用腐蚀钢轨的制造方法，包括：铁水预处理—转炉冶炼—lf 精炼—vd真空处理—连铸—缓冷—加热—轧制—矫直—探伤—检查—加工—入库。
22.具体的工艺参数控制如下：
23.1、转炉生产
24.转炉冶炼时根据实际情况加入白灰，白云石，铁皮，出钢过程中加入矽锰，铝锰钛。
25.转炉终点钢水的碳含量、磷含量(质量百分数)及出钢温度如表1所示。
26.表1转炉出钢的成分及温度
[0027] 出钢温度℃拉碳含量％出钢磷含量％最小值16050.040.010最大值16600.120.07平均值16350.070.13
[0028]
2、lf及vd炉生产
[0029]
lf炉精炼根据钢水成分及温度变化进行加辅料造渣，加合金进行微调和升温操作。加入白灰，萤石，矾土，电石，合金根据精炼就位成分进行微调锰铁、硅铁，钢水温度与处理时间见表2，根据vd炉温控制真空处理时间，真空深度， vd后温度，静置时间见表3。
[0030]
表2精炼lf炉温度控制
[0031] 精炼就位温度℃精炼离位温度℃精炼处理时间min最小值1522161325最大值1598165058平均值1560162639
[0032]
表3精炼vd炉温度控制
[0033][0034]
3、连铸生产
[0035]
连铸生产中过热度控制在19-30℃之间，拉速在0.60m/min-0.70m/min之间，钢坯规格为280mm
×
380mm。
[0036]
4、钢轨轧制
[0037]
严格控制钢坯的加热温度和加热时间，钢坯出炉温度为1080℃～1160℃，加热段温度1100℃～1300℃，均热段温度1100℃～1280℃，同时保证钢坯加热温度均匀。合理选定除鳞压力，确保每支坯料都得到有效除鳞。开轧温度控制在1080℃～1160℃。加热工艺如下：
[0038]
表4钢坯加热工艺
[0039][0040]
钢坯表面必须经高压水除鳞；开轧温度(以bd1第二道次为主)控制在 1060℃～1130℃；钢轨矫直温度不得超过60℃，经矫直后的钢轨应平直，不得有波浪弯，硬弯和明显的扭曲，且只允许辊矫一次；钢轨要求逐支进行超声波探伤检验。钢轨全长应连续进行超声波探伤检查，不应有超过φ2.0mm人工缺陷当量的缺陷。
[0041]
实施例1：
[0042]
成品钢化学成分：
[0043]
表5钢轨化学成分％
[0044]
成分csimncupcrni 0.650.410.810.590.0160.240.22
[0045]
钢轨性能：组织为珠光体+微量铁素体；踏面硬度288hb；力学性能为：抗拉强度rm为1003mpa，延伸率a为12.5％。根据钢轨始终处于水浸状态，采用旋转挂片法按照国标gb/t18175-2000进行腐蚀试验，耐腐蚀性能为热轧u71mn 钢轨的142％。
[0046]
实施例2：
[0047]
成品钢化学成分：
[0048]
表6钢轨化学成分％
[0049]
成分csimncupcrni
ꢀ
0.600.410.820.500.0160.300.29
[0050]
钢轨性能：组织为珠光体+微量铁素体；踏面硬度284hb；力学性能为：抗拉强度rm为962mpa，延伸率a为12％。根据钢轨始终处于水浸状态，采用旋转挂片法按照国标gb/t18175-2000进行腐蚀试验，耐腐蚀性能为热轧u71mn钢轨的159％。
[0051]
实施例3：
[0052]
成品钢化学成分：
[0053]
表9钢轨化学成分％
[0054]
成分csimncupcrni 0.660.450.810.590.0160.240.30
[0055]
钢轨性能：组织为珠光体；踏面硬度290hb；力学性能为：抗拉强度rm为 1030mpa，延伸率a为10％。根据钢轨始终处于水浸状态，采用旋转挂片法按照国标gb/t18175-2000进行腐蚀试验，耐腐蚀性能为热轧u71mn钢轨的151％。
[0056]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。