淮钢超低铝贝氏体道岔钢的生产工艺优化与实践

摘要

道岔是铁路轨道结构的重要组成部件，在机车通过时将受到巨大的车轮冲击载荷，此时除了受到的静载荷大大增加外，还将承受静载荷2～5倍的动载荷，工作条件极为苛刻，因此对道岔用钢的要求非常高。目前，铁路道岔主要有两种:一种是高碳钢组合道岔，用普通高碳钢轨加工，通过螺栓紧固而成，这种道岔不耐磨，且螺栓易松动，常常会在螺纹孔处形成裂纹等缺陷，导致寿命大幅度缩短;另一种是高锰钢整铸道岔，它广泛铺设在我国铁路主要干线上，是我国铁路道岔的主要类型。随着我国国民经济的发展，铁路运量迅猛增加，铁路建设将向着高速、重载的方向发展，传统高锰钢整铸道岔已不能满足我国铁路发展的需要，根据国家中长期铁路建设规划，开发使用性能更好、寿命更长的道岔用钢具有重要意义。
　　本文以钢铁研究总院的钢成份设计技术为基础，依托淮钢先进的设备和工艺技术，利用转炉生产线开发生产了高合金超低铝贝氏体道岔钢，对生产工艺方案进行了优化设计，具体研究了转炉冶炼、超低铝钢冶炼技术、高纯品质连铸控制技术、大压下量粗轧与孔型精轧相结合的复合轧制工艺技术，直角扁钢轧制工艺技术等，经实践证明，本文的生产工艺可靠，钢材质量优良，经浙江贝尔通信集团加工道岔后，上车检验完全满足高速重载铁路道岔的需求。
　　本文的主要结论是:淮钢开发生产的高合金超低铝贝氏体道岔钢，钢水纯净度高，钢中残余元素P≤0.015％、S≤0.015％、[O]≤25ppm;实现了超低铝控制，Al≤0.006％;有效控制钢中A、B类夹杂物级别不大于1.0。生产的道岔扁钢通过了不超过Φ1.6mm平底孔当量的无损探伤检测，轧材内部和外部质量良好，所加工道岔强度达到1200MPa以上，能分别满足25吨轴重和30吨大轴重高速重载铁路运行的需求，且其具有良好的耐磨性和抗疲劳寿命性能。
　　本课题开发成功的超低铝钢转炉冶炼控制技术、高硅含镍钢的加热轧制工艺技术和超大超宽直角扁钢轧制工艺技术，为生产高品质特钢，积累了经验，具有借鉴意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第二章 文献综述

2．1 铁路道岔钢的开发、应用现状和市场需求

2．2 道岔钢的发展

2．3 合金贝氏体道岔钢的特点及分类

2．3．1 合金贝氏体道岔钢的特点

2．3．2 贝氏体钢的分类

2．4 铁路道岔钢的国外开发过程及最新动态

2．5 国内对铁路道岔钢的迫切需求与开发现状

2．6 铁路道岔钢的开发以及生产中存在的主要技术难点及创新点

2．6．1 关键技术难点

2．6．2 铁路道岔钢在开发生产过程中的关键技术与创新点

2．6．3 预计实现的重大技术突破

2．7 本论文的主要工作内容，本论文的研究内容和研究方向

2．7．1 生产工艺流程

2．7．2 主要研究内容和方向

第三章 钢种成分的理论设计及开发思路

3．1 贝氏体道岔钢设计思路

3．2 贝氏体道岔钢的开发方案

3．3 钢种中主要元素的作用与含量

3．4 本文要开发的钢种成分的确定

3．4．1 成分设计思路

3．4．2 初步设计的道岔钢化学成份

3．4．3 优化后的高速重载铁路用道岔钢化学成份

3．4．4 实际生产的成分控制

3．5 淮钢开发该钢种的生产工艺基础

3．5．1 淮钢生产能力简介

3．5．2 淮钢生产道岔钢工艺流程

3．6 主要生产设备

3．6．1 铁水预处理

3．6．2 转炉

3．6．3 精炼炉

3．6．4 连铸机

3．6．5 轧制设备

第四章 冶炼及连铸工艺的优化设计与实践

4．1 冶炼工艺的设计流程

4．1．1 先期策划

4．1．2 技术要点

4．1．3 原料准备

4．1．4 生产组织

4．2 钢中有害元素硫含量的控制技术

4．2．1 铁水预处理工艺

4．2．2 淮钢低硫钢冶炼控制措施

4．2．3 淮钢低硫钢控制实际水平

4．3 转炉冶炼工艺的设计与实践

4．3．1 碳的控制

4．3．2 温度的控制

4．3．3 出钢渣料的配比

4．3．4 出钢脱氧合金化的具体工艺开发情况

4．3．5 转炉实际控制数据

4．3．6 转炉工艺制定

4．4 炉外精炼设计及对钢液成分的控制

4．4．1 淮钢道岔钢HG25ZG试制

4．4．2 淮钢道岔钢HG18ZG试制

4．4．3 贝氏体道岔钢的无铝脱氧工艺及精炼渣系控制

4．4．4 淮钢冶炼超低铝HG25ZG道岔钢成熟精炼工艺要点

4．5 连铸工艺设计

4．5．1 淮钢连铸设备、工艺技术简介

4．5．2 淮钢道岔钢连铸工艺

4．5．3 淮钢道岔钢连铸工艺的特点

第五章 铁路道岔钢的轧制方案制定与实践效果

5．1 轧制工艺的制定

5．1．1 加热制度

5．1．2 轧制除磷

5．1．3 轧制工艺

5．1．4 钢材缓冷工艺

5．2 车制方案的对比优化

5．2．1 车制存在的问题

5．2．2 除磷不净原因分析

5．2．3 轧制加热工艺的优化

5．3 轧材的质量检验

5．3．1 化学成分及气体含量检验

5．3．2 非金属夹杂物检测

5．3．3 金相组织和晶粒度检验

5．3．4 低倍质量

5．3．5 表面质量及外形尺寸

5．3．6 超声波探伤检验

5．3．7 力学性能检验

第六章 铁路道岔钢生产工艺方案的优化与实践

6．1 完整的生产工艺方案

6．2 试制试生产的实践效果

6．3 存在的难点与经验总结

结论

致谢

参考文献