[发明专利]提高重轨钢洁净度的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明解决的技术问题是现有国内重轨钢洁净度难以满足高速铁路的要求。该方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，其中，本发明方法在LF精炼步骤中采用12～15m/t钢水的铁钙线进行钙处理。本发明方法可控制钢轨中P≤0.0060％、S≤0.0030％、O≤0.0010％、N≤0.0050％以及H≤0.00015％，P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级，显著提高了重轨钢洁净度，具有一定的社会效益，值得推广应用。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法。

背景技术

重轨钢是铁路轨道的主要组成部分，在铁路运输过程中，钢轨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。这无疑对钢轨的质量提出了更加严苛的要求。

钢轨与车轮接触的时候，承受着机车回环往复且多变的载荷，其洁净度对钢轨的寿命有着重要影响，钢中夹杂物是造成重轨内部损伤、产生疲劳破损的主要原因。钢中夹杂物对钢材基体组织连续性的阻碍作用，使得钢材在轧制加工、热处理以及使用过程中与夹杂物发生分离，导致缝隙产生，对钢材力学性能、抗腐蚀性等指标产生消极影响。对于钢轨的生产，其变形量轧制、复杂的热处理工艺、特殊的受力条件及气候环境等一系列影响因素对钢轨夹杂物的评级不利。

随着我国高铁的快速发展和重轨铁路的提速，高速钢轨的需求越来越大，高速铁路对疲劳性能要求非常高，而重轨钢的洁净度能在很大程度上影响其疲劳性能，为提高疲劳性能，需要控制重轨钢的洁净度。一般而言，洁净度包含P+S+O+N+H以及夹杂物。在本技术开发前，国内重轨钢洁净度P+S+O+N+H≤200ppm，夹杂物各类评级≤1.5级。为满足高速铁路的要求，进一步提高钢水洁净度，需要开发P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级的高速轨生产技术。

专利CN104975130A公开了一种控制重轨钢洁净度的方法，该方法包括转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理及连铸，其中在LF精炼过程使用活性石灰、碳化硅及石英砂造渣的精炼，控制制备得到的重轨钢连铸坯硫含量≤0.006％，得到钢中夹杂物A类为1.5～2.0级，B类、C类、D类为0.5级，难以满足高速铁路的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有国内重轨钢洁净度难以满足高速铁路P+S+O+N+H≤160ppm，夹杂物各类评级≤1.0级的要求。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是提供了一种提高重轨钢洁净度的冶炼方法，该方法包括如下步骤：

a、铁水预处理：以活性石灰和钝化镁粉作为脱硫剂对铁水脱硫，获得S含量≤0.003％，P含量≤0.080％的脱硫后铁水；

b、转炉冶炼：向转炉内加入步骤a脱硫后铁水，加入活性石灰、石英砂、高镁石灰和炼钢污泥球进行转炉冶炼，同时以氧枪供氧进行吹炼，吹炼结束后得到P含量≤0.003％的钢水，钢水出钢过程中加入低氮合金；

c、LF精炼：将步骤b所得钢水送至LF钢包炉，加入碳化钙和高碱度精炼渣后加热，精炼20～30min后，向钢水中加入石英砂，精炼5～10min后，向钢水中加入12～15m/t钢水的铁钙线，吹氩处理后钢水出站；

d、RH精炼：LF精炼完成后，将钢水转入RH钢包炉进行真空处理，加入低氮合金，真空处理完成，吹氩处理后钢水出站；

e、连铸：对步骤d所得钢水进行连铸。

其中，上述提高重轨钢洁净度的冶炼方法中，步骤a中，所述活性石灰的用量为4～6kg/t铁水；钝化镁粉的用量为1～3kg/t铁水。