[发明专利]高速铁路用钢轨生产方法及其约束装置

说明书

本发明公开的是金属热处理技术领域的一种高速铁路用钢轨生产方法及其约束装置，包括铁水冶炼、铁水浇筑、铸坯全断面除磷以及轧制和热处理等步骤，主要改进点在于，在热处理机组前设置约束装置对钢轨进入热处理机组时的轨型进行约束，并利用约束装置上的喷风系统将钢轨表面氧化皮吹除，随后利用轧制余热通过在线热处理装置进行热处理。本发明的有益效果是：首先通过采用低S入炉铁水和高碱度精炼渣，并全程保护浇注，保证了钢轨组织的均匀性，随后利用约束装置对钢轨进行轨型约束，使其能顺利进入热处理机组，并去除氧化皮，提高热处理效果，并且表面质量优异，钢轨综合性能高。

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种高速铁路用钢轨生产方法及其约束装置。

背景技术

随着国内外高铁的发展，高铁建设及高铁线路维护对钢轨内在和表面质量提出了更高的要求。通过热处理能显著细化珠光体片层间距，综合提高钢轨的强度和韧性，显著提高钢轨的内在质量。

由于钢轨轧制后，存在下弯，扭曲等情况，极易出现钢轨难以进入热处理机组的情况。同时，钢轨经轧制后，钢轨表面经与空气接触，极易生产氧化皮。热处理过程中，氧化皮又隔绝空气，降低钢轨表面冷却强度，影响钢轨通长性能均匀性。在对钢轨进行矫直时，氧化皮又被压入钢轨表层，影响钢轨表面质量。

发明内容

为克服现有高速用钢轨在生产中所存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能提高钢轨通长性能均匀性和钢轨表面质量的高速铁路用钢轨生产方法及其约束装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高速铁路用钢轨生产方法，包括以下步骤：

a、铁水冶炼，铁水中各化学成分的质量百分比为：C：0.1-0.9%，Si：0.1-0.8%，Mn：0.15-1.2%，Cr≤0.4%，V≤0.020%，Nb≤0.40%，P≤0.025%，S≤0.025%，余量为Fe和不可避免的杂质；

b、铁水浇筑，全程保护浇筑，然后对浇注后的铸坯钢坯进行表面清理，钢坯经奥氏体均匀后，利用≥18MPa的高压水枪进行全断面除磷；

c、利用轧机将钢坯轧制为钢轨；

d、热处理，在热处理机组前设置约束装置对钢轨进入热处理机组时的轨型进行约束，并利用约束装置上的喷风系统将钢轨表面氧化皮吹除，随后利用轧制余热通过在线热处理装置进行热处理。

进一步的是，在铁水冶炼阶段，增碳剂采用无烟煤和低N的合金，LF加热过程中使用发泡剂。

进一步的是，在利用喷风系统去除氧化铁皮时，风压控制在7-15kPa。

进一步的是，在对钢轨进行在线热处理时，钢轨按照1-3℃/s的速度进行降温，冷却到450~500℃时出热处理机组。

用于高速铁路用钢轨生产的约束装置，包括喷风系统和用于承载钢轨的导板，所述导板上交替间隔设置有横向约束块和纵向约束块，所述横向约束块和纵向约束块均包括固定架和安装在固定架两端的滚轮，所述横向约束块的两个滚轮分别抵在钢轨轨底两侧，纵向约束块的两个滚轮分别抵在钢轨的轨头和轨底上。

进一步的是，所述横向约束块和纵向约束块均包括至少两个，相邻的横向约束块和纵向约束块的间隔为150~200mm。

进一步的是，所述喷风系统设置在所有横向约束块和纵向约束块的后面，喷风系统上的喷嘴对着钢轨的踏面、轨头两侧和轨腰两侧。