CN105886948A - 一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，LF炉精炼时间不低于50min，精炼结束后弱吹氩搅拌时间15～20min；连铸采用恒拉速，过热度控制在≤25℃；连轧坯修磨量0.9～1.1mm；线材加热温度≤1030℃，钢坯开轧温度≤930℃；BGV出口温度控制在980±10℃，TMB入口温度控制在880±10℃，吐丝温度840±10℃，终轧速度设定为18～20m/s；根据辊道和风机位置不同，控制辊道速度和风机转数；轧后盘条经拉拔成光圆钢棒，钢棒调质处理速度为15m/min，淬火温度950～970℃，回火温度495～505℃。本发明盘条非金属夹杂物A、B、C类有害夹杂＜2.5级，脱碳层深度检验指标≤1.5％D，规格尺寸达到B级，抗拉强度大于750Mpa，面缩大于30％。
Description
技术领域
本发明属于冶金工艺技术领域，尤其涉及一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法。
背景技术
预应力钢棒(简称PC钢棒)具有高强度、低松弛等特点,被广泛应用在铁路、建筑等多种行业,起到节约资源、增强抗震等作用。
预应力钢棒最早是由日本高周波热炼株式会社于20世纪60年代研制成功。目前,PC钢棒在日本已大量应用于铁路行业及建筑行业。
通过多年实践发现，钢棒的伸直性受淬火冷却均匀性的影响很大,预应力钢棒存在滞后断裂问题。研究表明，原材料中Si/Mn/Cr值增大,屈强比增大,松弛率减小。
高速铁路无砟轨道板用预应力钢棒用35Si2Cr盘条的开发，可以满足中国铁道科学研究院铁道建筑研究院关于提高高速铁路CRTSⅠ型、CRTSⅢ型板式无砟辊道混凝土辊道板用无粘结预应力钢棒的产品质量，明确产品的质量责任，确保轨道板的制造质量和运营安全的要求，为占领无粘结预应力钢棒市场奠定基础。
发明内容
本发明提供一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，其目的旨在生产出用于混凝土T梁横向连接的抗拉强度不低于1420MPa，延伸率不低于8.0％的低松弛预应力钢棒。
为此，本发明所采取的解决方案是：
一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，其特征在于，具体方法为：
(1)冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]≤1.0ppm，[N]≤50.0ppm，LF炉精炼时间不低于50min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制在15～20min。
(2)连铸：采用恒拉速，过热度控制在≤25℃，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺。
(3)连轧：连轧坯进行全修磨，修磨量0.9～1.1mm，防止连轧坯表面脱碳。
(4)线材加热轧制：
加热炉内温度为≤1030℃，钢坯开轧温度≤930℃；
通过在线水箱控制轧制温度，生产大规格盘条时，使用旁通线，即轧件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；轧制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在980±10℃，TMB入口温度控制在880±10℃，吐丝温度840±10℃，终轧速度设定为18～20m/s。
控制冷却，控冷工艺参数为：
| 辊道序号 | 1#辊道 | 2～17#辊道 | 18#、19#辊道 |
| 辊道速度，m/s | 0.50 | 0.51～0.63 | 0.50、0.525 |
| 风机序号 | 1#～4#风机 | 5#～6#风机 | 7#～18#风机 |
| 转数，rpm | 850 | 750 | 0 |
(5)热处理：轧后盘条经拉拔成光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理钢棒速度为15m/min，淬火温度950～970℃，回火温度495～505℃。
本发明的有益效果为：
1、盘条中的非金属夹杂物A类、B类、C类等有害夹杂不大于2.5级，[H]≤2.0，[N]≤50.0ppm。
2、脱碳层：盘条进行脱碳层深度检验，指标为≤1.5％D。
3、规格尺寸：达到B级。
4、抗拉强度大于750Mpa，面缩大于30％。
5、吨钢利润可达300元。
具体实施方式
下面以生产Φ17.0mm 35Si2Cr盘条和拉拔成Φ16.0mm光圆钢棒为例，对本发明作进一步说明。
35Si2Cr化学成分重量百分比为：
实施例1：
冶炼：35Si2Cr钢由于用途较为苛刻，对钢质洁净度要求较高，重点要控制成品夹杂物、偏析、盘条脱碳等。为此，转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]≤1.0ppm，[N]≤50.0ppm，LF炉精炼时间控制在55min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制在18min，促进钢中夹杂物上浮排出钢液。
连铸：针对偏析控制，采用恒拉速、≤25℃的低过热度和较强二冷水控制。钢坯连铸后，采用下线缓冷工艺，进一步降低钢坯偏析。
连轧：钢坯连铸后进行连轧，为保证连轧坯表面质量，特别是防止连轧坯表面脱碳，对连轧坯进行全修磨，修磨量1mm。
线材加热轧制：
从轧钢角度看，温度高时钢坯的塑性好，变形抗力小；温度低时塑性差，变形抗力大。但随着加热温度的提高，钢中化学元素的行为发生变化，轧制后往往发生钢材力学性能的改变，而且钢的氧化烧损率也随着加热温度的升高而急剧增加，若氧化皮不易脱落，在轧钢时会造成轧件的表面缺陷，如铁皮压入等。另外，加热温度高，必然降低加热炉寿命，也明显增加燃料消耗。因此，从工艺、钢种、规格、质量、成材率和节能降耗等诸因素综合考虑，选择加热温度为1020℃，钢坯开轧温度≤930℃。
线材轧制速度快，变形热来不及散失，造成轧制线材温度急剧升高，为控制线材的最终性能，需要通过在线水箱控制轧制温度。轧件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；轧制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在970℃，TMB入口温度控制在885℃，吐丝温度850℃，终轧速度设定为19m/s。轧后盘条规格为Φ17.0mm。
控制冷却，控制冷却的目的是控制奥氏体相变进程，确保通过运输及风冷相变来得到精确地显微组织。对于预应力钢棒盘条来说，钢的显微组织中以P+F的拉拔性能和淬火性能为佳。要得到期望组织，就要对线材的吐丝后温度有效的控制。其冷却速度是通过改变轧件吐丝温度、斯太尔摩辊道速度，线环间距，来进行调整。控冷工艺参数如表1：
表1 实施例1控冷工艺参数表
| 辊道序号 | 1#辊道 | 2～17#辊道 | 18#、19#辊道 |
| 辊道速度，m/s | 0.50 | 0.51～0.63 | 0.50、0.525 |
| 风机序号 | 1#～4#风机 | 5#～6#风机 | 7#～18#风机 |
| 转数，rpm | 850 | 750 | 0 |
热处理：轧后盘条经拉拔成Φ16.0mm光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理钢棒速度为15m/min，淬火温度950℃，回火温度500℃。
实施例2：
冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]≤1.0ppm，[N]≤50.0ppm，LF炉精炼时间70min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制在20min。
连铸：采用恒拉速，过热度控制在≤25℃，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺。
连轧：连轧坯进行全修磨，修磨量0.9～1.1mm，以防止连轧坯表面脱碳。
线材加热轧制：
加热炉内温度为1000℃，钢坯开轧温度900℃。
通过在线水箱控制轧制温度，轧件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；轧制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在990℃，TMB入口温度控制在870℃，吐丝温度830℃，终轧速度设定为18m/s。轧后盘条规格为Φ17.0mm。
控制冷却，控冷工艺参数如表2。
表2 实施例2控冷工艺参数表
| 辊道序号 | 1#辊道 | 2～17#辊道 | 18#、19#辊道 |
| 辊道速度，m/s | 0.50 | 0.51～0.63 | 0.50、0.525 |
| 风机序号 | 1#～4#风机 | 5#～6#风机 | 7#～18#风机 |
| 转数，rpm | 850 | 750 | 0 |
热处理：轧后盘条经拉拔成Φ16.0mm光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理钢棒速度为15m/min，淬火温度970℃，回火温度505℃。
实施例Φ17.0mm盘条力学性能如表3。
表3 实施例Φ17.0mm盘条力学性能表
| 规格 | 抗拉强度，MPa | 延伸率，％ | 面缩，％ |
| 17mm | 755～780 | 20.0～22.5 | 45～53 |
实施例Φ16.0mm钢棒力学性能如表4。
表4 实施例Φ16.0mm钢棒力学性能表
| 性能 | 抗拉强度MPa | 伸长率％ | 面缩率％ |
| 标准值 | ≥1420 | ≥7.0 | ≥50 |
| 实测值 | 1470～1510 | 8.5～9.5 | 55～60 |
Claims (1)
1.一种高速铁路无砟轨道用35Si2Cr钢棒的生产方法，其特征在于，具体方法为：
(1)冶炼：转炉冶炼后再经LF精炼和VD真空脱气处理，保证[H]≤1.0ppm，[N]≤50.0ppm，LF炉精炼时间不低于50min，LF炉精炼结束后进行弱吹氩搅拌，时间控制在15～20min；
(2)连铸：采用恒拉速，过热度控制在≤25℃，钢坯连铸后采用下线缓冷工艺；
(3)连轧：连轧坯进行全修磨，修磨量0.9～1.1mm，防止连轧坯表面脱碳；
(4)线材加热轧制：
加热炉内温度为≤1030℃，钢坯开轧温度≤930℃；
通过在线水箱控制轧制温度，生产大规格盘条时，使用旁通线，即轧件经预精轧机组BGV后通过转辙器直接到减定径机组TMB进行终轧；旁通线设有3组在线水箱，TMB后设有1组水箱；轧制过程中轧件温降处于平缓下降状态；BGV出口温度控制在980±10℃，TMB入口温度控制在880±10℃，吐丝温度840±10℃，终轧速度设定为18～20m/s；
控制冷却，控冷工艺参数为：
(5)热处理：轧后盘条经拉拔成光圆钢棒，对钢棒进行调质处理，调质处理钢棒速度为15m/min，淬火温度950～970℃，回火温度495～505℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160824 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |