出口印尼900A淬火钢轨生产实践.doc

出口印尼900A淬火钢轨生产实践李 平 智建国 郑 瑞（包钢钢联股份有限公司技术中心，内蒙古 包头 014010）摘 要 研究制定了900A UIC54kg/m淬火钢轨试制方案，通过对900A钢轨成分优化和淬火工艺调整，进行了批量生产。对900A淬火钢轨的生产进行了总结，并对钢轨性能进行了研究及评价。研究表明生产出的淬火钢轨尺寸精度、表面质量、力学性能、硬度等各项指标均满足相关标准以及用户的要求。关键词 出口印尼；淬火钢轨；生产引言针对印度尼西亚采购900A UIC54kg/m淬火钢轨，进行了900A钢轨的成分优化和淬火工艺研究，规模化生产，900A UIC54淬火钢轨各项指标均满足相关标准以及用户的要求。1、性能要求900A淬火钢轨用在印尼重载运煤专线及小半径曲线上，要求较高的强度及踏面硬度，性能指标要求见表1。横断面洛氏硬度满足铁标【1】的要求。表1 成品钢轨性能指标钢种抗拉强度/MPa伸长率/%钢轨踏面硬度/HB900A淬火轨1175MPa93502、生产工艺及成分控制2.1、成分优化900A淬火钢轨成分设计：碳、硅、锰都取印尼协议中上限，化学成分控制见表2。 表2 淬火钢轨的成分控制/% 钢种CSiMnPSAl900A淬火轨 0.770.820.500.601.101.250.0250.0250.007印尼协议0.70-0.820.13-0.600.65-1.25 0.025 0.025-2.2、生产工艺及控制点工业性试验的工艺路线为：转炉冶炼LF炉精炼VD真空脱气连铸万能线轧制重轨欠速淬火。其中连铸坯型为280mm380mm，万能线轧制重轨规格为UIC54，轧制后的钢轨再进行欠速淬火。900A淬火钢轨的主要冶炼工艺参数控制见表3，成品化学成分见表4。由下表可以看出，拉速和过热度匹配较好，钢中气体含量控制理想，冶炼工艺参数控制适当。从整个生产过程来看，炼钢冶炼工艺顺行，能够生产出满足印尼技术协议要求的钢种。表3 900A淬火钢轨主要冶炼工艺参数取值转炉状况VD处理连铸C/%P/%S/%T/深真空度/kPa深真空时间/min软吹时间/min平均拉速/m/min平均过热度/最小值0.070.0030.02116210.0301380.5519最大值0.190.0230.04516410.08515170.7029平均值0.130.0090.02916290.0581490.6924技术规范0.060.020-16200.10138-30表4 900A淬火钢轨成品成分/ %取值CSiMnPSAl最小值0.770.521.150.0120.0030.002最大值0.820.601.230.0210.0180.007平均值0.790.561.190.0150.0070.004目标值0.770.820.500.601.101.250.0250.0250.0073、热轧轨性能轧制过程中严格控制加热时间和加热温度，钢轨断面尺寸经过调整满足公差要求。进行了相关性能检验，热轧钢轨的性能检验见表5。检测中心采用超声波对每支钢轨进行内部探伤，钢轨平直度及表面质量均满足印尼技术协议要求。表5 900A淬火轨热轧性能取值踏面硬度/HBRm/MPaA/%轨头-20冲击韧性/(Jcm2)探伤最小值282105010.06.6合格最大值299101013.58.8平均值289103011.37.64、钢轨欠速淬火4.1、淬火轨生产工艺研究表明，珠光体钢的强度主要受珠光体的片间距的控制，而钢的韧性则主要取决于奥氏体晶粒尺寸的大小。珠光体片间距越细则强度越高，而奥氏体晶粒尺寸越小则钢的韧性越高2。钢轨淬火采用中频感应加热，为了保证钢轨轨头具有一定的加热温度，预热、加热功率选择必须合适。钢轨加热后进行喷风冷却，随后再进行喷雾冷却，钢轨喷风淬火工艺参数见表6。表6 900A淬火钢轨淬火工艺参数行走频率/HZ预热1温度/C预热2温度/C加热温度/C喷风压力/MPa喷雾风压力/MPa喷雾水量/(lh1)36.062068068073096010000.150.160.130.167804.2、性能指标对所夹试样进行性能检验，900A淬火轨性能如表7所示，淬火形貌见图1。各项性能指标均满足印尼协议要求。由下表及图可见，900A淬火钢轨拉力、踏面硬度值、淬火层深度均满足印尼技术协议要求。900A淬火钢轨的低温冲击韧性超过热轧钢轨两倍多，说明淬火轨抗冲击性能优于热轧轨。表7 900A淬火钢轨性能取值踏面硬度/HBRm/MPaA/%淬火层深度/mm轨头-20冲击韧性/(Jcm2)abc最小值363118512.815121114.0最大值390130015.018151823.8平均值377125612.916141418.4印尼技术协议350117510151010-图1 900A淬火钢轨形貌（a=16mm、b=15mm、c=16mm）4.3、金相检验900A淬火轨组织均为细珠光体，淬火轨头与热轧轨头组织比较见图2，片层间距比较见图3。由图看出，淬火轨比轧态轨组织致密、片层间距小。 淬火轨轨头组织 热轧轨轨头组织图2 900A淬火轨与热轧轨组织比较 500 淬火轨轨头片层间距 热轧轨轨头片层间距图3 900A淬火轨与热轧轨扫描电镜5、结论（1）生产的900A淬火钢轨化学成分设计合适，炼钢冶炼、轨梁轧制工艺顺行，钢轨欠速淬火工艺调整适当可行，能够生产出满足印尼技术协议要求的钢轨。（2）900A淬火钢轨轨头组织致密，珠光体片间距明显细于热轧轨。钢轨的抗拉强度、踏面硬度明显高于热轧钢轨，且延展性好于热轧钢轨。淬火钢轨的低温冲击韧性超过热轧钢轨两倍多，说明淬火轨抗冲击性能优