專利名稱：鈮稀土鋼軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐磨鋼軌，屬于鋼軌冶煉技術(shù)。
國內(nèi)外(中俄等)曾試驗(yàn)過在普通U74的基礎(chǔ)上添加稀土元素的鋼軌(785～883MPa級(jí))，以凈化鋼質(zhì)提高耐磨性能，國內(nèi)外(中國、巴西等)也曾試驗(yàn)過在U74的基礎(chǔ)上添加鈮的鋼軌(883～980MPa級(jí))，以增加強(qiáng)度，延長使用壽命，但都因綜合性能不好，或稀土加入方法等問題而未達(dá)目的。
本發(fā)明的目的是采取在U74的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高Si、Mn含量，并同時(shí)添加稀土和鈮的方法，(在模鑄的中注管或模內(nèi)喂稀土金屬絲或吊掛稀土金屬棒，在連鑄的結(jié)晶器或LF爐內(nèi)喂稀土金屬絲)，使其各元素剛?cè)嵯酀?jì)，增加鋼軌的強(qiáng)度，提高綜合性能，改善焊接性能和熱處理性能，提高耐磨性能和鋼軌壽命而提供的一種新型鈮稀土鋼軌。
本發(fā)明的目的是采取以下措施實(shí)現(xiàn)的一種鈮稀土鋼軌，鋼軌的化學(xué)成分為(％)C Si Mn P S Nb0.70-0.82 0.60-0.90 1.0-1.3 ≤0．04 ≤0.040.02-0.05RE(加入量)0.02-0.05工藝方法為首先將鐵水預(yù)處理后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，加鈮鐵進(jìn)入精煉爐，再轉(zhuǎn)入真空爐、喂稀土絲后進(jìn)行連鑄，加熱后進(jìn)入高壓水除鱗，再進(jìn)行軋軌、矯直，進(jìn)行渦流探傷再進(jìn)行超聲探傷，最后進(jìn)行四面壓力矯直，鋸鉆加工后檢查入庫。
①出鋼溫度鋼水的出鋼溫度為1600-1620℃②稀土的加入方法，加入量鑄錠時(shí)在出鋼過程中往包內(nèi)加入含鈮50-60％的Fe-Nb合金，稀土是在澆注過程中由中心注管喂入稀土金屬絲或模內(nèi)吊掛稀土金屬棒；加入量0.02-0.05％連鑄時(shí)在出鋼過程中加入含鈮50-60％的Fe-Nb合金，稀土絲喂入結(jié)晶器中或鋼包爐內(nèi)插入稀土與Si-Ca粉制成的包芯線；③加熱溫度鋼錠的初軋加熱溫度為1280-1300℃鋼坯的加熱溫度為1250-1280℃；(瞬時(shí)最高加熱溫度不大于1300℃)加熱爐爐尾溫度＜700℃④待軋降溫制度初軋(鋼錠)待軋時(shí)間(h)123＞3降低爐溫(℃)20 40 60 降至1200℃軌粱(鋼坯)待軋時(shí)間(h)上下均熱溫度(℃)Ⅰ上下加熱溫度(℃)Ⅱ下加熱溫度(℃)0.3-0.5 不變 ≯1260 ≯12000.5-1.0 1200 ≯1220 ≯10001-2 ≯1100≯1150 ≯9502-4 ≯900 ≯1100 ≯800＞4 ≯800 ≯800≯800本發(fā)明BNbRE(包鋼鈮稀土)鋼軌屬980MPa級(jí)耐磨鋼軌，它采用平爐(或轉(zhuǎn)爐)冶煉，在出鋼過程中往包內(nèi)加入含Nb50-60％的Fe-Nb合金，并由包底向鋼水吹入氬氣以均勻成分和溫度，澆鑄時(shí)往鋼水中加入稀土金屬，鑄成11.23t鋼錠(或9.61t鋼錠)，開成300×300mm2或300×354mm2方坯，軋成50Kg/m，60kg/m，75kg/m鋼軌或82kg/m道岔軌。
發(fā)明效果
1．BNbRE鋼軌強(qiáng)度高，綜合性能好σ0.2(MPa)σb(MPa) δ5(％) ψ(％) AKV(J) KQ(MN/M3/2)最小值510 1020 8.0 9.0最大值655 1130 12.0 21.5平均值595 1070 10.0 14.04.5 39.52．耐磨性能好，使用壽命長BNbRE鋼軌耐磨性能比U74提高1.2倍，使用壽命比U74提高50％以上。
3．BNbRE鋼軌實(shí)物疲勞極限比U74提高24％。
4．BNbRE鋼軌不但可以軋態(tài)使用，而且由于其焊接性能和熱處理性能良好，還可以焊接和熱處理使用，熱處理后σb可達(dá)1200～1300Mpa以上。
附

圖1為本發(fā)明稀土軌連鑄工藝流程圖；下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施詳述爐號(hào)B921490甲(包鋼1992年1#平爐甲罐)
RE加入量(甲罐)75kg，每盤澆注1分鐘后，由喂絲機(jī)向中心注管喂入稀土金屬絲，RE絲直徑為φ4mm。
鋼錠重量11.23t/錠甲罐合計(jì)22錠246.93t。
鋼錠合格率99％2．開坯鋼錠在初軋廠加熱到1280-1300℃時(shí)吊出，由φ1150mm初軋機(jī)開成300×354mm2方坯。
合格率100％
3．軋軌；鋼坯由軌粱廠三段連續(xù)式加熱爐加熱至1250-1280℃出坯，由φ950×1/φ800×2/φ850×1軋機(jī)軋成60kg/m重軌——鋼軌合格率99.77％4.鋼軌交貨性能；①低倍合格②落錘合格③力學(xué)性能δ0.2MPaσbMPa δ5％ψ(％)實(shí)際達(dá)到 5801050 11.5 21.5協(xié)議要求 -- ≥980 ≥8 --本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為在鋼軌中同時(shí)添加鈮和稀土，使其剛?cè)嵯酀?jì)，提高了綜合性能，改善焊接性能和熱處理性能，增加了鋼軌的強(qiáng)度(達(dá)到980MPa級(jí))提高了耐磨性能和鋼軌壽命，目前國內(nèi)外尚無這種產(chǎn)品，它適用于運(yùn)量大的重要鐵路干線，有著廣閾的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種鈮稀土鋼軌，其特征在于鋼軌的化學(xué)成分為(％)C Si Mn P S Nb0.70-0.82 0.60-0.901.0-1.3 ≤0.04≤0.040.02-0.05RE(加入量)0.02-0.05
2.一種鈮稀土鋼軌，其特征在于工藝方法為具體方法為首先將鐵水預(yù)處理后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐，加鈮鐵進(jìn)入精煉爐，再轉(zhuǎn)入真空爐、喂稀土絲后進(jìn)行連鑄，加熱后進(jìn)入高壓水除鱗，再進(jìn)行軋軌、矯直，進(jìn)行渦流探傷再進(jìn)行超聲探傷，最后進(jìn)行四面壓力矯直，鋸鉆加工后檢查入庫。①出鋼溫度鋼水的出鋼溫度為1600-1620℃②稀土的加入方法鑄錠時(shí)在出鋼過程中往包內(nèi)加入含鈮50-60％的Fe-Nb合金，稀土是在澆注過程中由中心注管喂入稀土金屬絲或模內(nèi)吊掛稀土金屬棒；加入量0.02-0.05％連鑄時(shí)在出鋼過程中加入含鈮50-60％的Fe-Nb合金，稀土絲喂入結(jié)晶器鋼中或鋼包爐內(nèi)插入稀土與Si-Ca粉制成的包芯線；③加熱溫度鋼錠的初軌溫度為1280-1300℃鋼坯的初軌溫度為1250-1280℃；(瞬時(shí)最高加熱溫度不大于1300℃)加熱爐爐尾溫度＜700℃④待軋降溫制度初軋(鋼錠)待軋時(shí)間(h)1 2 3＞3降低爐溫(℃)20 40 60降至1200℃軌粱(鋼坯)待軋時(shí)間(h)上下均熱溫度(℃)Ⅰ上下加熱溫度(℃)Ⅱ下加熱溫度(℃)0.3-0.5 不變 ≯1260 ≯12000.5-1.0 1200 ≯1220 ≯10001-2 ≯1100 ≯1150 ≯9502-4 ≯900 ≯1100 ≯800＞4 ≯800 ≯800 ≯800
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐磨鋼軌,屬鋼軌冶煉技術(shù)。鋼軌的成份有,C、Si、Mn、P、S、Nb和RE,在U74的基礎(chǔ)上,適當(dāng)提高Si、Mn含量,并同時(shí)添加稀土和鈮,采用在模鑄的中注管喂稀土金屬絲或模內(nèi)吊掛稀土金屬棒;在連鑄的結(jié)晶器或LF爐內(nèi)喂稀土金屬絲的方法,使其各元素剛?cè)嵯酀?jì),增加鋼軌的強(qiáng)度,達(dá)到980mpa級(jí),提高綜合性能,改善焊接性能和熱處理性能,BNbRE鋼軌適用于運(yùn)量大的重要鐵路干線,有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E01B5/02GK1285418SQ9911174
公開日2001年2月28日 申請(qǐng)日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月18日
發(fā)明者方華龍, 馬騰, 李常靖, 范國光, 黃柒懷, 朱桂蘭, 王棟材, 王鐵棟, 胡德山, 張?zhí)炀w, 張惠岐, 張國柱, 孫丕文, 鞠頌東, 汪德根 申請(qǐng)人:包頭鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司