[发明专利]一种减小钢轨脱碳层厚度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨轧制技术领域，更具体地讲，涉及一种减小钢轨脱碳层厚度的方法。

背景技术

国内外研究表明，钢轨钢的脱碳层厚度对钢轨的使用效果具有直接影响。因此，相关国内外钢轨标准对脱碳层厚度要求是≤0.50mm。同时从使用角度出发，要求脱碳层厚度(或者，也可被称为深度)越小越好。与其它大多数钢铁材料一样，钢轨属于一种高温加工产品，其在高温加工、生产过程中，不可避免地会在产品表面形成一定厚度的脱碳层。当前国内均是采用长380毫米、宽280毫米的矩形方坯生产60kg/m钢轨。在生产过程中，如果加热气氛、加热温度和加热时间控制不合理，例如在微氧化气氛加热条件下，当加热时间达到7小时时，成品钢轨的脱碳层厚度将达到0.70mm，这远远超过钢轨钢对其脱碳层厚度的标准要求。

此外，在现有技术中，通常采用气氛控制(氧化气氛或还原气氛)来控制钢轨的脱碳层厚度。具体来讲，在流水化工艺流程中，多个钢坯以均匀的速度(例如，步进速度)连续通过加热炉的预热段、加热段和均热段，从而实现对钢坯的加热同时控制钢坯的脱碳层厚度。然而，为了保证脱碳层厚度≤0.50mm，其加热时间通常不能过长(例如，在4个小时内)。因此，当后续工艺出现异常情况而需要将钢坯保温在加热炉中时，上述方法就难以实现将脱碳层厚度控制为≤0.50mm。

此外，在现有技术中，采用连铸方坯轧制钢轨时，通常在保证性能的情况下，要求压缩比不能低于9。压缩比是指方坯横断面积与钢轨横断面积之比。按照轧制理论，压缩比越大，轧件越容易产生劈头现象，从而造成轧件冲击设备，使生产无法正常进行，因此，通常压缩比不能超过15。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的之一在于提供一种能够在确保生产过程中轧件不出现劈头现象的情况下，将钢轨的脱碳层厚度减小至0.50mm以下的方法。此外，本发明的另一目的在于提供一种当轧制工艺出现特殊情况而需要将钢坯的加热时间延长(例如，延长至5小时或7小时)时，也能够顺利将钢轨脱碳层厚度减小至0.50mm以下的方法。本发明的方法可用于生产具有脱碳层厚度不超过0.50mm的U71Mn钢轨。

本发明提供了一种减小钢轨脱碳层厚度的方法。所述方法包括依次对钢坯进行加热、开坯轧制和万能轧制的步骤，其中，所述加热步骤将钢坯的温度加热至大于或等于1220℃并小于或等于1250℃的范围内，所述加热步骤的加热时间不大于7小时，并且在所述加热步骤中，在钢坯温度小于或等于800℃时，将空气过剩系数控制为1.10～1.15，在钢坯温度大于800℃并小于1200℃时，将空气过剩系数控制为0.95～1.00，在钢坯温度大于或等于1200℃时，将空气过剩系数控制为0.90～0.95；将所述万能轧制步骤的压缩比控制为2.70～2.75。

根据本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法，其中，所述钢坯为方坯，其尺寸可以为450mm×360mm、380mm×280mm或325mm×280mm；所述钢轨的规格可以为60kg/m、75kg/m、50kg/m或43kg/m。

根据本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法，其中，在所述钢坯为方坯且钢坯的尺寸为450mm×360mm、所述钢轨的规格为60kg/m的情况下，可以将所述开坯轧制步骤的压缩比控制为7.40～7.53。

根据本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法，其中，所述加热步骤的加热时间可以为大于或等于5小时。

根据本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法，其中，所述加热步骤可以通过在预热段将钢坯的温度控制为小于或等于800℃、在加热段将钢坯的温度控制为大于800℃并小于1200℃以及在均热段将钢坯的温度控制为大于或等于1200℃来实现。

与现有技术相比，本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法的有益效果包括：能够在确保生产过程中轧件不出现劈头现象的情况下，将钢轨的脱碳层厚度减小至0.50mm以下；当轧制工艺出现特殊情况而需要将钢坯的加热时间延长(例如，延长至5小时或7小时)时，也能够顺利将钢轨的脱碳层厚度控制在0.50mm以下，因此，本发明的方法的适应性更强。

附图说明

图1为根据本发明示例实施例的加热钢坯的示意图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细描述本发明的减小钢轨脱碳层厚度的方法。尤其适合于生产具有脱碳层不大于0.50mm的U71Mn钢轨。