一種高速鐵路無砟軌道用35Si₂Cr鋼棒的生產方法

一種高速鐵路無砟軌道用35Si₂Cr鋼棒的生產方法
【專利摘要】本發明提供一種高速鐵路無砟軌道用35Si2Cr鋼棒的生產方法，LF爐精煉時間不低于50min，精煉結束后弱吹氬攪拌時間15～20min；連鑄采用恒拉速，過熱度控制在≤25℃；連軋坯修磨量0.9～1.1mm；線材加熱溫度≤1030℃，鋼坯開軋溫度≤930℃；BGV出口溫度控制在980±10℃，TMB入口溫度控制在880±10℃，吐絲溫度840±10℃，終軋速度設定為18～20m/s；根據輥道和風機位置不同，控制輥道速度和風機轉數；軋后盤條經拉拔成光圓鋼棒，鋼棒調質處理速度為15m/min，淬火溫度950～970℃，回火溫度495～505℃。本發明盤條非金屬夾雜物A、B、C類有害夾雜＜2.5級，脫碳層深度檢驗指標≤1.5％D，規格尺寸達到B級，抗拉強度大于750Mpa，面縮大于30％。
【專利說明】
一種高速鐵路無砟軌道用35Si2Cr鋼棒的生產方法
技術領域
[0001] 本發明屬于冶金工藝技術領域，尤其涉及一種高速鐵路無砟軌道用35Si2Cr鋼棒 的生產方法。
【背景技術】
[0002] 預應力鋼棒（簡稱PC鋼棒）具有高強度、低松弛等特點，被廣泛應用在鐵路、建 筑等多種行業，起到節約資源、增強抗震等作用。
[0003] 預應力鋼棒最早是由日本高周波熱煉株式會社于20世紀60年代研制成功。目 前，PC鋼棒在日本已大量應用于鐵路行業及建筑行業。
[0004] 通過多年實踐發現，鋼棒的伸直性受淬火冷卻均勻性的影響很大，預應力鋼棒存 在滯后斷裂問題。研究表明，原材料中Si/Mn/Cr值增大，屈強比增大，松弛率減小。
[0005] 高速鐵路無砟軌道板用預應力鋼棒用35Si2Cr盤條的開發，可以滿足中國鐵道科 學研究院鐵道建筑研究院關于提高高速鐵路CRTS I型、CRTS III型板式無砟輥道混凝土輥 道板用無粘結預應力鋼棒的產品質量，明確產品的質量責任，確保軌道板的制造質量和運 營安全的要求，為占領無粘結預應力鋼棒市場奠定基礎。

【發明內容】

[0006] 本發明提供一種高速鐵路無砟軌道用35Si2Cr鋼棒的生產方法，其目的旨在生產 出用于混凝土 T梁橫向連接的抗拉強度不低于1420MPa，延伸率不低于8. 0%的低松弛預應 力鋼棒。
[0007] 為此，本發明所采取的解決方案是：
[0008] -種高速鐵路無砟軌道用35Si2Cr鋼棒的生產方法，其特征在于，具體方法為 ：
[0009] (1)冶煉：轉爐冶煉后再經LF精煉和VD真空脫氣處理，保證[H]彡1. Oppm， [N] < 50.0 ppm，LF爐精煉時間不低于50min，LF爐精煉結束后進行弱吹氬攪拌，時間控制 在 15 ~20min〇
[0010] ⑵連鑄：采用恒拉速，過熱度控制在彡25°c，鋼坯連鑄后采用下線緩冷工藝。
[0011] (3)連乳：連乳還進行全修磨，修磨量0. 9~1. 1_，防止連乳還表面脫碳。
[0012] ⑷線材加熱軋制：
[0013] 加熱爐內溫度為彡1030°C，鋼坯開軋溫度彡930°C ;
[0014] 通過在線水箱控制軋制溫度，生產多012mm大規格盤條時，使用旁通線，g卩乳件經 預精軋機組BGV后通過轉轍器直接到減定徑機組TMB進行終軋；旁通線設有3組在線水 箱，TMB后設有1組水箱；乳制過程中軋件溫降處于平緩下降狀態；BGV出口溫度控制在 980±10°C，TMB入口溫度控制在880±10°C，吐絲溫度840±10°C，終軋速度設定為18~ 20m/s 〇
[0015] 控制冷卻，控冷工藝參數為：
[0016]
[0017] (5)熱處理：乳后盤條經拉拔成光圓鋼棒，對鋼棒進行調質處理，調質處理鋼棒速 度為15m/min，淬火溫度950~970°C，回火溫度495~505°C。
[0018] 本發明的有益效果為：
[0019] 1、盤條中的非金屬夾雜物A類、B類、C類等有害夾雜不大于2.5級，[H] < 2.0， [N] < 50.0 ppm。
[0020] 2、脫碳層：盤條進行脫碳層深度檢驗，指標為< 1. 5% D。
[0021] 3、規格尺寸：達到B級。
[0022] 4、抗拉強度大于750Mpa，面縮大于30%。
[0023] 5、噸鋼利潤可達300元。
【具體實施方式】
[0024] 下面以生產Φ 17. Omm 35Si2Cr盤條和拉拔成Φ 16. Omm光圓鋼棒為例，對本發明 作進一步說明。
[0025] 35Si2Cr化學成分重量百分比為：
[0026]
[0027] 實施例1 :
[0028] 冶煉：35Si2Cr鋼由于用途較為苛刻，對鋼質潔凈度要求較高，重點要控制成 品夾雜物、偏析、盤條脫碳等。為此，轉爐冶煉后再經LF精煉和VD真空脫氣處理，保證 [H]彡1. Oppm，[N]彡50.0 ppm，LF爐精煉時間控制在55min，LF爐精煉結束后進行弱吹氬 攪拌，時間控制在18min，促進鋼中夾雜物上浮排出鋼液。
[0029] 連鑄：針對偏析控制，采用恒拉速、< 25°C的低過熱度和較強二冷水控制。鋼坯連 鑄后，采用下線緩冷工藝，進一步降低鋼坯偏析。
[0030] 連軋：鋼坯連鑄后進行連軋，為保證連軋坯表面質量，特別是防止連軋坯表面脫 碳，對連乳還進行全修磨，修磨量1mm。
[0031] 線材加熱軋制：
[0032] 從軋鋼角度看，溫度高時鋼坯的塑性好，變形抗力小；溫度低時塑性差，變形抗力 大。但隨著加熱溫度的提高，鋼中化學元素的行為發生變化，乳制后往往發生鋼材力學性能 的改變，而且鋼的氧化燒損率也隨著加熱溫度的升高而急劇增加，若氧化皮不易脫落，在軋 鋼時會造成軋件的表面缺陷，如鐵皮壓入等。另外，加熱溫度高，必然降低加熱爐壽命，也明 顯增加燃料消耗。因此，從工藝、鋼種、規格、質量、成材率和節能降耗等諸因素綜合考慮，選 擇加熱溫度為1020°C，鋼坯開軋溫度彡930°C。
[0033] 線材軋制速度快，變形熱來不及散失，造成軋制線材溫度急劇升高，為控制線材的 最終性能，需要通過在線水箱控制軋制溫度。軋件經預精軋機組BGV后通過轉轍器直接到 減定徑機組TMB進行終軋；旁通線設有3組在線水箱，TMB后設有1組水箱；乳制過程中軋 件溫降處于平緩下降狀態；BGV出口溫度控制在970°C，TMB入口溫度控制在885°C，吐絲溫 度850°C，終軋速度設定為19m/s。軋后盤條規格為Φ17.0πιπι。
[0034] 控制冷卻，控制冷卻的目的是控制奧氏體相變進程，確保通過運輸及風冷相變來 得到精確地顯微組織。對于預應力鋼棒盤條來說，鋼的顯微組織中以P+F的拉拔性能和淬 火性能為佳。要得到期望組織，就要對線材的吐絲后溫度有效的控制。其冷卻速度是通過 改變軋件吐絲溫度、斯太爾摩輥道速度，線環間距，來進行調整。控冷工藝參數如表1 :
[0035] 表1實施例1控冷工藝參數表
[0036]
[0037] 熱處理：乳后盤條經拉拔成Φ 16. 0mm光圓鋼棒，對鋼棒進行調質處理，調質處理 鋼棒速度為15m/min，淬火溫度950°C，回火溫度500°C。
[0038] 實施例2 :
[0039] 冶煉：轉爐冶煉后再經LF精煉和VD真空脫氣處理，保證[H]彡1. Oppm， [N] < 50.0 ppm，LF爐精煉時間70min，LF爐精煉結束后進行弱吹氬攪拌，時間控制在 20min〇
[0040] 連鑄：采用恒拉速，過熱度控制在< 25°C，鋼坯連鑄后采用下線緩冷工藝。
[0041] 連乳：連乳還進行全修磨，修磨量0. 9~1. 1_，以防止連乳還表面脫碳。
[0042] 線材加熱軋制：
[0043] 加熱爐內溫度為1000°C，鋼坯開軋溫度900°C。
[0044] 通過在線水箱控制軋制溫度，乳件經預精軋機組BGV后通過轉轍器直接到減定徑 機組TMB進行終軋；旁通線設有3組在線水箱，TMB后設有1組水箱；乳制過程中軋件溫降處 于平緩下降狀態；BGV出口溫度控制在990°C，TMB入口溫度控制在870°C，吐絲溫度830°C， 終軋速度設定為18m/s。軋后盤條規格為Φ 17. Omm。
[0045] 控制冷卻，控冷工藝參數如表2。
[0046] 表2實施例2控冷工藝參數表
[0047]

[0048] 熱處理：乳后盤條經拉拔成Φ 16. 0mm光圓鋼棒，對鋼棒進行調質處理，調質處理 鋼棒速度為15m/min，淬火溫度970°C，回火溫度505°C。
[0049] 實施例Φ 17. 0mm盤條力學性能如表3。
[0050] 表3實施例Φ 17. 0mm盤條力學性能表
[0051]
[0052] 實施例Φ 16. 0mm鋼棒力學性能如表4。
[0053] 表4實施例Φ 16. 0mm鋼棒力學性能表
[0054]
【主權項】
1. 一種高速鐵路無砟軌道用35Si 2Cr鋼棒的生產方法，其特征在于，具體方法為： (1) 冶煉：轉爐冶煉后再經LF精煉和VD真空脫氣處理，保證[H]彡1.0 ppm， [N] < 50.0 ppm，LF爐精煉時間不低于50min，LF爐精煉結束后進行弱吹氬攪拌，時間控制 在 15 ~20min ; (2) 連鑄：采用恒拉速，過熱度控制在< 25°C，鋼坯連鑄后采用下線緩冷工藝； (3) 連軋：連軋坯進行全修磨，修磨量0. 9~I. 1mm，防止連軋坯表面脫碳； (4) 線材加熱軋制： 加熱爐內溫度為彡1030°C，鋼坯開軋溫度彡930°C ; 通過在線水箱控制軋制溫度，生產彡012ran大規格盤條時，使用旁通線，即軋件經 預精軋機組BGV后通過轉轍器直接到減定徑機組TMB進行終軋；旁通線設有3組在線水 箱，TMB后設有1組水箱；乳制過程中軋件溫降處于平緩下降狀態；BGV出口溫度控制在 980 ± KTC，TMB入口溫度控制在880 ± KTC，吐絲溫度840 ± KTC，終軋速度設定為18~ 20m/s ； 控制冷卻,控冷工藝參數為：(5) 熱處理：乳后藍汆絞拉扳成光圓鋼櫸，對鋼櫸進仃調質處埋，調質處理鋼棒速度為 15m/min，淬火溫度950~970°C，回火溫度495~505°C。
【文檔編號】C22C38/42GK105886948SQ201510039973
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發明人】車安, 趙學博, 韓立濤, 袁野, 安繪竹, 張金棟
【申請人】鞍鋼股份有限公司