[发明专利]一种高强韧性美标CR175起重机用钢轨的生产方法

说明书

本发明公开了一种高强韧性美标CR175起重机用钢轨的生产方法，上述钢轨材料以质量百分计其化学成分包括：C 0.73～0.78％；S i 0.75～0.85％；Mn 0.95～1.05％；Cr 0.90～0.95％；V 0.08～0.14％；P≤0.020％；S≤0.025％；Al≤0.004％；其余为Fe及不可避免的杂质。生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉精炼、VD真空脱气、大方坯连铸、钢坯加热、轧制、矫直、超声波探伤等工艺。所得起重机钢轨的抗拉强度Rm≥1080MPa，断后伸长率A≥9％，踏面硬度321～388HB，钢轨断面为美标CR175钢轨。

技术领域

本发明涉及冶金材料领域，尤其涉及一种高强韧性美标CR175起重机用钢轨的生产方法。

背景技术

起重机钢轨主要用于吊车或承载车运输载重物资，承载重量远远大于铁路运输线路的承载重量，因此起重机用钢轨断面尺寸大于铁路运输线钢轨的断面尺寸，钢轨生产企业采用同规格连铸坯生产起重机钢轨时压缩比减小，钢的致密度明显降低，其性能变差，钢轨使用过程中由于过大的载荷使得钢轨出现压溃和断裂等问题，并且随着现代工业和运输业的发展，载重量逐渐加大，因此提高钢轨强度可有效解决起重机钢轨使用过程中的压溃和断裂等问题，提高钢轨使用寿命。国外普遍使用美标ASTMA-759标准中规定的CR175规格的起重机吊车轨，钢轨强度等级为880MPa，近几年，在巴西、美国等一些国家逐渐需求高强度等级的CR175起重机吊车钢轨，钢轨强度要求1080MPa以上，硬度要求321～388HB。

提高钢轨的强度主要有两种工艺路线：一是进行钢轨热处理，二是通过合金化提高钢轨强度及耐磨性。起重机钢轨市场需求有限，只占钢轨产品中较小的份额，现有钢轨热处理生产线适用于铁路运输线的钢轨，并不适用于起重机钢轨，而投资建设专用的起重机热处理生产线利用率不高，另一方面，起重机钢轨轨头截面较大，无论采用风冷或是水雾冷却都无法实现全截面达到较高强度及硬度，仅仅表层性能提高，未能彻底解决钢轨整体承重问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高强韧性美标CR175起重机用钢轨及其生产方法，提高钢轨承载强度和耐磨性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高强韧性美标起重机用钢轨，化学组分按质量百分数为C：0.60～0.80；Si：0.50～1.10；Mn：0.80～1.20；P≤0.020；S≤0.025；Cr：0.80～1.20；V：0.08～0.14；Al≤0.004，其它为Fe和不可避免的杂质。气体含量：[H]≤2.5ppm；[O]≤20ppm；[N]≤90ppm。钢轨力学性能指标，Rm≥1080MPa，A％≥9％，踏面硬度：321～388HB。

一种高强韧性美标起重机用钢轨的生产方法，包括：转炉冶炼-LF精炼-VD真空脱气-连铸-钢坯加热-轧制-钢轨矫直-探伤

1)铁水预处理：铁水中的硫含量≤0.02％；

2)转炉冶炼：控制出钢C含量≥0.08％，出钢温度≥1630℃，出钢后加入白灰、硅钙钡和萤石，对炉渣进行改质，出钢过程中保证吹氩效果，钢水精炼就位时顶渣避免有结坨现象；

3)LF炉精炼：LF精炼时加入高碳锰铁、低铝硅铁和高碳铬铁，控制炉渣碱度≥2.0，离位温度1585～1595℃；钢水的化学成分重量百分比如下：C：0.73～0.78％，S i：0.75～0.85％，Mn：0.95～1.05％，Cr：0.90～0.95％，V：0.08～0.14，P≤0.020％，S≤0.025％，Al≤0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质。

4)VD真空脱气：深真空脱气时间≥15min，真空脱气后软吹时间≥18min，软吹过程控制好氩气流量，防止钢液剧烈翻滚，出现卷渣现象；

5)连铸：连铸过程采用保护浇铸，采用低铝保护渣，二冷段采用超弱冷配水，全程恒拉速操作，开启铸机电磁搅拌和轻压下，保证铸坯质量。