一种高速轨道钢的冶炼工艺

文档序号：1751521 发布日期：2019-11-29 浏览：26次 >En<

阅读说明：本技术 一种高速轨道钢的冶炼工艺 (A kind of smelting process of high-speed track steel ) 是由张玉亭刘宪民马斌窦晓光于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高速轨道钢的冶炼工艺,所述冶炼工艺包括转炉冶炼和精炼工序；所述转炉冶炼工序,转炉出钢加白灰、萤石、硅钡钙；所述精炼工序,精炼到位喂纯钙线、电石、碳化硅粉。本发明转炉出钢降低白灰用量,可显著提高炉渣对于夹杂物的吸附能力；加入萤石,防止炉渣结坨；提高转炉出钢温度,有助提高炉渣的流动性；精炼到位喂入钙线,可尽快脱除钢中氧,促进脱硫,促进钢中铝氧化物向复合夹杂物方向转变,喂入电石对钢水污染少,可减少炉渣中Al2O3的含量,加入石英砂提高炉渣对于钢中Al2O3夹杂物的吸附能力。本发明冶炼工艺生产的高速轨道钢中铝含量≤0.004%,显著降低,符合用户要求,极大提高了高速轨道钢的品质。(The invention discloses a kind of smelting process of high-speed track steel, the smelting process includes converter smelting and refining procedure；The converter smelting process, converter tapping add lime, fluorite, silicon barium calcium；Pure calcium line, calcium carbide, carborundum powder are fed in the refining procedure, refining in place.Converter tapping of the present invention reduces lime dosage, is remarkably improved clinker for the adsorption capacity of field trash；Fluorite is added, prevents clinker knot from sticking together；Tapping Temperature of Bof is improved, the mobility for improving clinker is helped；Refining feeds calcium line in place, can remove oxygen in steel as early as possible, and promotion desulfurization promotes aluminum oxide in steel to change to complex inclusion direction, and feeding calcium carbide pollutes less molten steel, can reduce Al in clinker 2 O 3 Content, be added quartz sand improve clinker for Al in steel 2 O 3 The adsorption capacity of field trash.Aluminium content≤0.004% in the high-speed track steel of smelting process production of the present invention, significantly reduces, and meets user's requirement, greatly improves the quality of high-speed track steel.)

一种高速轨道钢的冶炼工艺

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高速轨道钢的冶炼工艺。

背景技术

随着铁路运输密度、行车速度及轴重的不断增加，钢轨的疲劳损伤和磨损越来越频繁，造成的影响也越来越严重。研究表明，对于高速钢轨，限制钢中铝含量可有效提高钢轨的疲劳寿命。

铝是易氧化元素，单质铝及其氧化物广泛存在于我们的各种物料之中，因此将铝控制在极低水平（高速轨道钢铝含量≤0.004%）难度是极大的。

一直以来，轨道钢的生产，转炉出钢加白灰400-500公斤，预熔渣300-400公斤，加硅钡钙90-100公斤。精炼位采用碳化硅和铝粒进行扩散脱氧，钢中铝含量可以达到0.0080-0.0150%。而低铝钢要求铝含量达到0.0040%以下，因此，对于低铝钢，尽管严格管控合金及原辅料的铝氧化物含量，但是对于0.0040%以下的低铝要求，一度停滞，不能满足用户要求。

因此，针对脱氧工艺及造渣工艺，开展工艺研究，实现低铝钢的稳定生产，具有重要的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速轨道钢的冶炼工艺。该发明冶炼工艺生产的高速轨道钢中铝含量≤0.004%，显著降低，极大提高了高速轨道钢的品质。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高速轨道钢的冶炼工艺，所述冶炼工艺包括转炉冶炼和精炼工序；所述转炉冶炼工序，转炉出钢加白灰5-6㎏/t钢、加萤石1-2㎏/t、硅钡钙0.9-1.5㎏/t钢；所述精炼工序，精炼到位喂纯钙线0.05-0.09㎏/t钢、电石0.4-0.6㎏/t钢、碳化硅粉0.5-1.5㎏/t钢，精炼过程加入石英砂0.8-1.5㎏/t钢、萤石1-2㎏/t钢。

本发明所述转炉冶炼工序，转炉出钢温度控制在1610-1640℃。

本发明所述白灰成分组成：CaO≥85%，SiO₂≤3.5%，MgO≤5%，灼减≤7%。

本发明所述萤石成分组成：CaF≥75%，SiO₂≤23%，S≤0.2%。

本发明所述电石CaC₂：发气量≥260L/㎏。

本发明所述石英砂中SiO₂：97.5-98.5%。

本发明所述冶炼工艺生产的高速轨道钢：Al≤0.004%。

本发明所述冶炼工艺生产的高速轨道钢性能：抗拉强度980-1180MPa，断后伸长率10-12%，硬度290-330HBW。

本发明所述冶炼工艺生产的高速轨道钢非金属夹杂物：A类细系≤0.5级、A类粗系≤0.5级，B类细系≤0.5级、B类粗系≤0.5级，C类细系0级、C类粗系0级，D类细系≤1.0级、D类粗系≤0.5级。

本发明所述冶炼工艺生产的高速轨道钢的化学成分组成及质量百分含量为：C：0.70-0.76%，Si：0.15-0.40%，Mn：1.10-1.20%，S≤0.020%，P≤0.010%，Al≤0.004%，V≤0.03%，Mo≤0.02%，Ni≤0.10%，Cu≤0.15%，Ti≤0.025%，Nb≤0.01%，其余为Fe和不可避免的杂质

本发明设计思路如下：

1.转炉出钢造渣剂，适当降低白灰用量，意在降低炉渣碱度，提高炉渣的流动性；加入萤石，目的是尽快将炉渣稀释，防止炉渣结坨；炉渣流动性的提高，可显著提高炉渣对于夹杂物的吸附能力，与采用预熔渣化渣相比，可有效提高成渣速度及改变渣系构成，由CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO系改为 CaO-SiO₂-CaF-MgO渣系，渣系中Al₂O₃的活度显著降低，炉渣对钢中Al₂O₃夹杂物的吸附能力就大大加强，钢中全铝含量进而快速下降。

2.转炉出钢温度适当略高些，有助提高炉渣的流动性。

3.精炼到位喂入适当钙线，可尽快脱除钢中氧，促进脱硫，促进钢中铝氧化物向复合夹杂物方向转变，复合夹杂物聚集长大，随着精炼的进程，从钢中移到炉渣中。电石的主要成分为CaC₂，有很强脱氧能力，同时对钢水污染少，减少炉渣中Al₂O₃的含量。

4.石英砂的主要成分为SiO₂，进一步强化精炼CaO-SiO₂-CaF渣系，提高炉渣对于钢中Al₂O₃夹杂物的吸附能力。

本发明一种高速轨道钢的冶炼工艺生产的高速轨道钢产品标准参考《43 -75㎏/m钢轨订货技术条件GB/2344-2012》；产品检测方法标准参考《钢和铁化学成分测定方法GB/T20066》，《钢的低倍组织及缺陷分析方法GB/T226》，《钢中非金属夹杂物含量测定评定方法GB/T10561》。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明转炉出钢降低白灰用量，可降低炉渣碱度，提高炉渣的流动性，可显著提高炉渣对于夹杂物的吸附能力。2、本发明转炉出钢加入萤石，可稀释炉渣，防止炉渣结坨。3、本发明提高转炉出钢温度，有助提高炉渣的流动性。4、本发明精炼到位喂入钙线，可尽快脱除钢中氧，促进脱硫，促进钢中铝氧化物向复合夹杂物方向转变，复合夹杂物聚集长大，随着精炼的进程，从钢中移到炉渣中。5、本发明采用的电石主要成分为CaC₂，对钢水污染少，有很强脱氧能力，可减少炉渣中Al₂O₃的含量。6、本发明采用的石英砂主要成分为SiO₂，进一步强化精炼CaO-SiO₂-CaF渣系，提高炉渣对于钢中Al₂O₃夹杂物的吸附能力。7、本发明冶炼工艺生产的高速轨道钢中铝含量≤0.004%，显著降低，极大提高了高速轨道钢的品质。8、本发明冶炼工艺生产的高速轨道钢性能：抗拉强度980-1180MPa，断后伸长率10-12%，硬度290-3300HBW；高速轨道钢非金属夹杂物：A类细系≤0.5级、A类粗系≤0.5级，B类细系≤0.5级、B类粗系≤0.5级，C类细系0级、C类粗系0级，D类细系≤1.0级、D类粗系≤0.5级，钢中氧化铝非金属夹杂物的含量大幅度降低。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。

实施例1