降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法.pdf

《降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法.pdf（7页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010398165.4 (22)申请日 2020.05.12 (71)申请人 武汉钢铁有限公司 地址 430083 湖北省武汉市青山区厂前2号 门内 (72)发明人 费俊杰朱敏董茂松周剑华 叶佳林王瑞敏欧阳珉路 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 钟锋 (51)Int.Cl. C21D 8/00(2006.01) C21D 9/04(2006.01) C22C 38/02(2006.01) C22C 38/04(2006.01) C22。

2、C 38/26(2006.01) C21D 1/18(2006.01) C22C 33/06(2006.01) C21C 5/28(2006.01) C21C 7/10(2006.01) C21C 7/00(2006.01) (54)发明名称 一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方 法 (57)摘要 本发明公开了一种降低磁浮铁路F型轨端部 扭转的生产方法， 对轧制后的F型轨前腿和后腿 两个区域分别采用不同的冷却强度进行冷却， 开 始冷却温度控制为500560， 前腿区域的冷却 速度为23/s， 冷却介质为1522KPa的压缩 空气配合2030L/h的水量混合喷出的水雾混合 气； 后腿区域的冷却。

3、速度为1.21.8/s， 冷却 介质为915KPa的压缩空气配合1624L/h的水 量混合喷出的水雾混合气。 本发明通过对轧后的 F型轨的腿部位置进行控制冷却， 将F型轨前腿和 后腿部位的温度差控制在一定范围， 减少内部温 度应力， 有效降低F型轨的端部扭转， 提高尺寸精 度和使用性能。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 111575463 A 2020.08.25 CN 111575463 A 1.一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 对轧制后的F型轨前腿 和后腿两个区域分别采用不同的冷却强度进行冷却， 开始冷却温度控制为500560， 前 腿区域的冷却速度为2。

4、3/s， 冷却介质为1522KPa的压缩空气配合2030L/h的水量混 合喷出的水雾混合气； 后腿区域的冷却速度为1.21.8/s， 冷却介质为915KPa的压缩 空气配合1624L/h的水量混合喷出的水雾混合气。 2.根据权利要求1所述降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 所述的开始冷却温度是指F型轨前腿区域的表面温度， 控制为520540， 前腿区域的 冷却介质强度为1820KPa的压缩空气配合2328L/h的水量混合喷出的水雾混合气； 后腿 区域的冷却介质强度为1013KPa的压缩空气配合1822L/h的水量混合喷出的水雾混合 气。 3.根据权利要求1或2所述降低磁浮铁路。

5、F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 所述冷却为循环周期式冷却， 即冷却710s后， 停止46s， 此为一个冷却周期， 通过不 断的循环此冷却周期， 直到将前腿区域温度冷却到停止冷却温度， 即停止冷却， 随后空冷至 室温。 4.根据权利要求3所述降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 所述停止冷却温度， 是指F型轨前腿区域的表面温度在80以下。 5.根据权利要求4所述降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 停止冷却时， 后腿区域的表面温度应控制比前腿区域表面温度高5080。 6.根据权利要求3所述降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 冷却区域沿纵。

6、向方向分布在整根F型轨上， 其中， F型轨两端5m范围内采用所述冷却强 度， F型轨中间段冷却强度整体比端部高10%30%。 7.根据权利要求1或2所述降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 其特征在于： 所述F型轨， 包括如下重量百分比的组分： 0.030.08%的C、 0.200.26%的Si、 0.9 1.3%的Mn、 0.10.2%的Cr、 0.0150.030%的Nb， 0.020%的P、 0.020%的S， 其余为Fe和不 可避免的杂质。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111575463 A 2 一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法 技术领域 0001 本发明涉及一种钢轨的。

7、生产方法， 具体涉及一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的 生产方法， 属于磁浮铁路用F型轨生产领域。 背景技术 0002 磁浮铁路具有行车速度快、 舒适节能、 绿色环保等特点， 可实现行车速度的跨越发 展， 随着我国城市交通的高速发展， 磁浮铁路越来越受到重视， 目前已在多个城市建设及应 用。 F型轨主要用于制造磁浮铁路的轨道和磁极， 支撑和引导列车运行， 其产品质量和尺寸 精度对列车运行平稳性和安全性有重要影响。 0003 F型轨一般采用型钢轧机生产， 由于断面形状复杂， 金属量分布不均匀， 在轧后自 然冷却过程中， 其断面温度分布不均匀， 特别是生产时， F型轨是倒扣在辊道上， 通过两条腿 与。

8、辊道接触， 此时前腿处于一个半封闭的空间中， 这导致F型轨前腿和后腿部位的温降速度 和温度分布相差很大， 内部存在很大应力， 在放置一段时间后F型轨端部会发生扭转， 严重 影响尺寸精度， 也对车辆运行带来安全隐患。 0004 针对目前磁浮铁路F型轨端部扭转的问题， 以及随之带来的行车安全隐患， 亟需一 种能降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法。 发明内容 0005 本发明针对目前磁浮铁路F型轨端部扭转的问题， 提供一种能降低磁浮铁路F型轨 端部扭转的生产方法， 该方法通过对轧后的F型轨的腿部位置进行控制冷却， 将F型轨前腿 和后腿部位的温度差控制在一定范围， 减少内部温度应力， 有效降低F型轨。

9、的端部扭转， 提 高尺寸精度。 0006 本发明具体是这样实现的： 0007 一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 包括常规的铁水处理、 转炉冶炼、 LF精炼、 RH真空处理、 连铸、 铸坯加热、 轧制、 精整等工序， 本发明的核心在于： 对轧制后的F 型轨前腿和后腿两个区域分别采用不同的冷却强度进行冷却， 开始冷却温度控制为500 560， 前腿区域的冷却速度为23/s， 冷却介质为1522KPa的压缩空气配合2030L/h 的水量混合喷出的水雾混合气； 后腿区域的冷却速度为1.21.8/s， 冷却介质为9 15KPa的压缩空气配合1624L/h的水量混合喷出的水雾混合气。 0008 。

10、更进一步的方案是： 0009 所述的开始冷却温度是指F型轨前腿区域的表面温度， 控制为520540， 前腿区 域的冷却介质强度为1820KPa的压缩空气配合2328L/h的水量混合喷出的水雾混合气； 后腿区域的冷却介质强度为1013KPa的压缩空气配合1822L/h的水量混合喷出的水雾 混合气。 0010 更进一步的方案是： 0011 所述冷却为循环周期式冷却， 即冷却710s后， 停止46s， 此为一个冷却周期， 通 说明书 1/4 页 3 CN 111575463 A 3 过不断的循环此冷却周期， 直到将前腿区域温度冷却到停止冷却温度， 即停止冷却， 随后空 冷至室温。 0012 更进一步。

11、的方案是： 0013 所述停止冷却温度， 是指F型轨前腿区域的表面温度在80以下。 0014 更进一步的方案是： 0015 停止冷却时， 后腿区域的表面温度应控制比前腿区域表面温度高5080。 0016 更进一步的方案是： 0017 冷却区域沿纵向方向分布在整根F型轨上， 其中， F型轨两端5m范围内采用所述冷 却强度， F型轨中间段冷却强度整体比端部高1030。 0018 更进一步的方案是： 0019 本发明的方法可以用于任何常规成分的F型轨， 降低F型轨端部扭转值。 0020 同时， 发明人经过研究发现， 特定成分的F型轨能够具有相对于其他化学成分的F 型轨更低的端部扭转值， 且更适于本发。

12、明的方法。 0021 这种特定成分的F型轨， 包括如下重量百分比的组分： 0.030.08的C、 0.20 0.26的Si、 0.91.3的Mn、 0.10.2的Cr、 0.0150.030的Nb， 0.020的P、 0.020的S， 其余为Fe和不可避免的杂质。 0022 本发明中， F型轨的冶炼和浇铸过程没有特别的限定， 按照常规的冶炼和浇铸方法 进行即可， 工序包括转炉冶炼、 LF精炼、 RH真空处理、 连铸。 其中， 浇铸过程应在全程保护下 进行， 防止与空气接触， 同时浇铸成的钢坯应进行缓冷处理， 禁止淋雨雪。 0023 本发明中， F型轨的铸坯加热、 轧制和矫直过程没有特别的限定，。

13、 按照常规的加热 和轧制方法进行即可。 例如， 采用步进梁加热炉进行铸坯加热， 并进行保温处理， 保温时间 150260min， 开轧温度10801150， 终轧温度840880， 采用平立复合矫直工艺， 矫直 温度应80。 0024 本发明的原理如下： 0025 对轧制后的F型轨前腿和后腿两个区域分别采用不同的冷却强度进行冷却， 加速 冷却的原因是因为在自然温降过程中， F型轨前腿和后腿部位的金属量不均匀， 温降速度不 一致， 前腿金属量多， 位于断面中间部位， 散热条件差， 冷速较慢， 而后腿金属量少， 同时在 边部， 冷速相对较快， 会造成较大的温差， 当后腿冷却至室温时， 前腿温度还较。

14、高， 继续冷却 时， 因为热胀冷缩会导致F型轨后腿向中心发生扭转， 即使通过矫直消除， 但是会因为金属 变形产生较大内应力， 放置一段时间应力释放后， 仍会产生扭转。 加剧端部扭转。 通过加速 冷却， 可以缩短F型轨轧后降低至室温的时间， 减小内部温度应力， 同时对前腿和后腿两个 区域分别采用不同的冷却强度进行冷却， 可以更好地控制腿部位置的温差。 开始冷却温度 控制为500560， 是因为要确保F型轨的组织和性能， 要在珠光体相变完成后再加速冷 却， 通过成分设计和相变动力学研究， 560以下时， 可确保F型轨已完成珠光体相变， 同时 开冷温度不能太低， 以免加大断面温差， 因此将开冷温度设。

15、置在500560。 0026 本发明采用循环周期冷却， 是因为在水雾冷却下， 表面散热快， 金属心部还具有较 大的热容量， 会持续向外进行热传导， 停止冷却46s， 这是为了让心部温度能充分向外传 递， 使腿部截面的表层和内部温度更加均匀， 减小温度梯度， 同时也可以促进之前形成的温 度内应力的放散。 停止冷却时， 后腿区域表面温度应控制比前腿区域表面温度高5080。 说明书 2/4 页 4 CN 111575463 A 4 这是因为在轧制过程中， 因为F型轨特殊的断面形状， 在后腿部位会存在较大的拉应力， 将 后腿温度控制比前腿高， 可以使得冷却收缩时， 后腿向内侧偏转， 通过矫直变得平直后。

16、， 此 时会产生一定的压应力， 可以抵消一部分在轧制过程中产生的拉应力， 整体上降低F型轨残 余应力。 0027 本发明中， 冷却区域沿纵向方向分布在整根F型轨上， 其中， F型轨两端5m范围内采 用上述冷却强度， 中间段冷却强度整体比端部高1030。 因为实际生产中， F型轨两端 整体温降要高于中间段， 所以为了保证F型轨沿纵向的温度梯度均匀， 将中间段冷却强度设 置比端部稍高。 0028 本发明提供的一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 该方法通过对轧后 的F型轨的腿部位置进行控制冷却， 将F型轨前腿和后腿部位的温度差控制在一定范围， 减 少内部温度应力， 有效降低F型轨的端部扭转，。

17、 提高尺寸精度和使用性能， 该生产方法简单， 可操作性强， 易于推广应用。 附图说明 0029 图1为F型轨断面加速冷却示意图； 0030 图2为F型轨端部扭转值测量示意图。 具体实施方式 0031 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。 0032 实施例1 0033 本发明提供一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法， 包括： 0034 (1)冶炼和浇铸： 按照常规的冶炼和浇铸方法进行， 工序包括转炉冶炼、 LF精炼、 真 空处理、 连铸。 其中， 转炉炉渣碱度控制在2.54.0； 出钢水1/4左右时， 随钢流加入硅、 锰等 合金和增碳剂， 钢水出至3/4时， 合金、 增碳剂全部加。

18、入； LF炉处理时间应大于30min； RH真空 度80Pa， 纯真空处理时间应不低于15min， 浇铸过程应在全程保护下进行， 防止与空气接 触， 同时浇铸成的钢坯应进行缓冷处理， 钢坯化学成分如表1所示。 0035 (2)将步骤(1)得到的钢坯送入步进梁加热炉中加热并保温， 加热温度12201280 ， 保温时间150260min。 随后用万能轧机轧制成F型轨， 开轧温度10801150， 终轧温 度840880。 0036 (3)将步骤(2)得到的F型轨， 对前腿和后腿两个区域分别采用不同的冷却强度进 行冷却， 如附图1所示， 开始冷却温度控制为520， 前腿区域的冷却介质为16KPa的。

19、压缩空 气配合25L/h的水量混合喷出的水雾混合气； 后腿区域的冷却介质为12KPa的压缩空气配合 19L/h的水量混合喷出的水雾混合气。 采用循环周期式冷却， 冷却8s后， 停止冷却5s， 循环此 冷却周期， 前腿区域温度降至80以下时停止冷却， 随后空冷至室温。 0037 实施例24 0038 按照实施例1的方法进行， 所不同的是， 冶炼得到钢坯的化学成分分别按照表1所 示， 轧后加速冷却的具体工艺参数分别按照表2所示。 0039 对比例12 0040 分别按照实施例12的钢坯成分和生产工艺进行， 所不同的是， 对轧后F型轨不进 说明书 3/4 页 5 CN 111575463 A 5 行。

20、加速冷却， 自然冷却至室温。 0041 表1实施例的化学成分 0042 0043 表2实施例和对比例的工艺参数 0044 0045 对实施例和对比例中所得F型轨的抗拉强度、 延伸率、 金相组织和端部扭转值等性 能指标进行检验， 结果见表3。 端部扭转值的检测如附图2所示， 检测方法为本领域常规的方 法， 此处不再赘述。 0046 表3实施例和对比例的性能对比 0047 抗拉强度/MPa延伸率/金相组织端部扭转值/mm 实施例144228.4珠光体+铁素体4.7 实施例245527.1珠光体+铁素体4.5 实施例343929.0珠光体+铁素体3.9 实施例445827.6珠光体+铁素体5.7 对。

21、比例144628.8珠光体+铁素体12.3 对比例245228.0珠光体+铁素体10.4 0048 可以看出， 实施例14所得到的F型轨各项性能和金相组织良好， 与对比例12中 的F型轨端部扭转值对比来看， 本发明方法在保证F型轨组织和力学性能的前提下， 能有效 降低F型轨端部扭转值， 提高尺寸精度和使用性能。 0049 尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述， 上述实施例仅为本发 明较佳的实施方式， 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制， 应该理解， 本领域技术人 员可以设计出很多其他的修改和实施方式， 这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则 范围和精神之内。 说明书 4/4 页 6 CN 111575463 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 111575463 A 7 。