[发明专利]超大断面重轨钢轨头区域均质性提升控制方法

说明书

本发明公开的是钢铁冶金领域的一种超大断面重轨钢轨头区域均质性提升控制方法，着重在连铸阶段采用结晶器电磁搅拌结合二冷电磁搅拌的方式，其中弱化结晶器电磁搅拌而突出二冷电磁搅拌，二冷电磁搅拌安装位置为距离结晶器钢液面7.0～8.0m区间，搅拌电流频率为6.0～7.0Hz，磁场强度为250×10^‑4～300×10^‑4T；此外中包过热度按35～40℃执行；连铸二冷覆盖区域至距离结晶器钢液面17.0m。通过采用结晶器电磁搅拌结合二冷电磁搅拌的装备工艺，并综合设计研究特定搅拌位置及区域，进一步匹配与之合适的搅拌工艺参数以及精确控制连铸阶段的其他各项参数，使得铸坯凝固组织组成得到改善控制，凝固组织及成分均匀性改善显著，特别是用于轧制轨头的铸坯区域，均质性显著提高。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种超大断面重轨钢轨头区域均质性提升控制方法。

背景技术

钢轨是铁路轨道的主要组成部件，在铁路运输过程中，对机车提供有效支撑及引导，需承受来自车轮的巨大垂向压力。基于我国基础建设发展需求，铁路运输正以迅猛的速度发展，并不断趋于高速化、重载化。这无疑对钢轨质量提出了更加严苛的要求。钢轨质量的提升在一定程度上体现于钢质本身质量控制水平，如高均质性、高洁净、高成分精度。其中钢轨的均质性(偏析程度越小，钢轨均质性越高)影响钢材组织的均匀性，严重的偏析会影响钢轨母材及钢轨的焊接性能，进而影响钢轨服役及使用。在冶金行业内，大量的专家学者对铸坯偏析进行了详细研究，研究指出：钢液凝固过程中，由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀。同时，研究指出，钢液凝固过程中，从液体中先后结晶出来的固相成分不同，结果使得一个晶粒内部化学成分不均匀，这种现象称为晶内偏析。对于重轨钢而言，轨头与车轮直接接触，轨头区域的均质性影响钢轨使用性能的表现。钢轨轨头溶质元素的均匀分布对钢轨轨头区域母材组织及焊接热影响区组织控制具有重要意义。

发明内容

为克服现有超大断面重轨钢轨头区域均质性差等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高轨头钢质均质性水平，降低钢质偏析程度的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

超大断面重轨钢轨头区域均质性提升控制方法，包括依次进行以下工艺，转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空、连铸、加热和轧制，在连铸阶段采用以下步骤进行控制：

a、连铸电磁搅拌：采用连铸结晶器电磁搅拌结合二冷电磁搅拌，其中二冷电磁搅拌具体安装位置为距离结晶器钢液面7.0～8.0m区间；结晶器电磁搅拌采用轻微搅拌，搅拌磁场强度为40×10^-4～50×10^-4T；二冷电磁搅拌的搅拌电流频率为6.0～7.0Hz，通过调节电流强度以控制搅拌磁场强度为250×10^-4～300×10^-4T的二冷电磁搅拌；

b、中包浇铸钢液过热度：连铸过程中包钢液采用高过热度工艺浇铸，过热度控制具体按35～40℃执行；

c、连铸二冷：采用的二冷强度为强冷，具体冷却水量按比水量0.34～0.35L/kg_钢执行，二冷区域覆盖至距离结晶器钢液面17.0m。

进一步的是，所述大方坯重轨钢的断面为320mm×410mm，适用于至少包括U71Mn、U78CrV和U75V品种的重轨钢生产。

进一步的是，连铸过程中连铸拉速按0.67～0.70m/min进行配合，拉速控制波动极差值≤0.02m/min。