有轨电车用槽型钢轨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有轨电车用槽型钢轨及其制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：将钢坯加热至钢坯易于轧制变形，置于开坯机开坯轧制；将钢坯经万能轧机粗轧、中轧和精轧制成槽型钢轨；对槽型钢轨的整体进行感应加热，加热至轨头踏面的温度为750～860℃，控制槽型钢轨表面各部位温度差≤30℃；利用冷却介质对槽型钢轨进行加速冷却，冷却至轨头踏面的温度为400～600℃，控制槽型钢轨表面各部位温度差≤45℃，后自然冷却至60℃；采用辊式矫直机对所述槽型钢轨进行矫直。本发明专利技术保证了槽型钢轨热处理前、热处理过程中及热处理后的平直度，从而可以实现对槽型钢轨进行加速冷却，实现了高效生产，并获得了抗疲劳性能优良、钢轨残余应力小的槽型钢轨。力小的槽型钢轨。力小的槽型钢轨。

【技术实现步骤摘要】
有轨电车用槽型钢轨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢轨制造领域，尤其涉及一种有轨电车用槽型钢轨及其制备方法。

技术介绍

[0002]有轨电车线路主要使用槽型钢轨。槽型钢轨号称“轨中之王”，是一种复杂非对称断面钢轨，目前采用热轧成型，轧制难度大。采用对称钢轨的工艺技术进行生产时，因槽型钢轨轧制道次多，轨腰、轨底、轨唇等部位比表面积大，使得轧制后槽型钢轨轨头和其他部分的温差达到120℃以上，从而导致钢轨冷却过程中弯曲、扭转严重，钢轨无法进入热处理机组或进入机组后因卡钢而导致热处理失败，无法实现高效生产，无法利用轧制余热对槽型钢轨进行在线热处理且钢轨残余应力大。
[0003]有轨电车线路具有轴重轻、运量小，但曲线半径小、启动与制动频繁等特点，钢轨使用过程中磨损小，但接触疲劳伤损却突出。目前，国内有轨电车线路铺设U75V热轧槽型轨。高碳成分的U75V材质槽型钢轨耐磨性能相对有轨电车线路而言过剩，导致接触疲劳伤损严重，显著降低了钢轨的使用寿命。
[0004]因此，需要改进槽型钢轨的制备方法，以获得抗疲劳性能优良、钢轨残余应力小、使用寿命长的槽型钢轨。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种有轨电车用槽型钢轨及其制备方法，以解决现有技术中有轨电车用槽型钢轨抗疲劳性能偏低，钢轨残余应力大的技术问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例公开了一种有轨电车用槽型钢轨的制备方法，包括如下步骤：
[0007]将钢坯加热至所述钢坯易于轧制变形，置于开坯机开坯轧制；
[0008]将所述钢坯经万能轧机粗轧、中轧和精轧制成槽型钢轨；
[0009]对所述槽型钢轨的整体进行感应加热，加热至轨头踏面的温度为750～860℃，控制所述槽型钢轨表面各部位温度差≤30℃；
[0010]利用冷却介质对所述槽型钢轨进行加速冷却，冷却至所述轨头踏面的温度为400～600℃，控制所述槽型钢轨表面各部位温度差≤45℃，后自然冷却至60℃；
[0011]采用辊式矫直机对所述槽型钢轨进行矫直。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述钢坯的化学成分由以下重量百分比的元素组成：C 0.40～0.70％、Si 0.10％～0.60％、Mn 0.70～1.50％、Cr≤0.30％，以下三种元素中的至少一种：V：0.05％～0.15％，Nb：0.02％～0.10％、Re：0.005％～0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述钢坯是由高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、电加热和连铸制备得到。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述钢坯加热的温度为1180～1250℃，加热时间为2.5
～3h。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述开坯机分为第一开坯机和第二开坯机，所述开坯轧制共轧制8～12个道次。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述粗轧、所述中轧和所述精轧共轧制5～8个道次，精轧后所述轨头踏面的温度为700℃～840℃。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，还包括：所述槽型钢轨侧躺运行至感应加热机组前，利用翻钢机将所述槽型钢轨正立，使轨头朝上进入感应加热机组，感应线圈的截面形状与所述槽型钢轨断面的形状相同，所述感应加热为中频感应加热，所述槽型钢轨升温速率为3～15℃/s。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述加速冷却介质为压缩空气、水雾中的一种或二者相结合，冷却速度为0.7～5℃/s。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述辊式矫直机水平方向上的矫直机的第2辊的压下量为15～19mm，4个上辊的总压下量为35～45mm。
[0020]另一方面，本专利技术实施例还公开了一种有轨电车用槽型钢轨，所述槽型钢轨通过上述实施例中任一项所述的方法制备，所述槽型钢轨基体的化学成分由以下重量百分比的元素组成：C 0.40～0.70％、Si 0.10％～0.60％、Mn 0.70～1.50％、Cr≤0.30％，以下三种元素中的至少一种：V：0.05％～0.15％，Nb：0.02％～0.10％、Re：0.005％～0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。。
[0021]采用上述技术方案，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0022]本专利技术通过在槽型钢轨轧制后对钢轨整体进行感应加热使钢轨温度升至钢轨奥氏体温度以上，接着对钢轨进行加速冷却，同时控制钢轨表面各部位温差由轧制后的120℃以上下降至30℃以下，控制加速冷却后钢轨表面各部位温度差由115℃以上下降至45℃以下，保证了槽型钢轨热处理前、热处理过程中及热处理后的平直度，从而可以实现对槽型钢轨进行加速冷却，获得了抗疲劳性能优良、钢轨残余应力小的槽型钢轨，并实现了高效生产。通过本专利技术实施例公开的有轨电车用槽型钢轨的制备方法，制得的槽型钢轨的轨头的抗拉强度≥980MPa、断后伸长率≥12％、屈强比≥0.60、疲劳极限≥450MPa、轨底残余应力≤200MPa。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术一实施例的有轨电车用槽型钢轨的制备方法的流程示意图；
[0025]图2为本专利技术一实施例中有轨电车用槽型钢轨断面示意图；
[0026]图3为本专利技术一实施例中有轨电车用槽型钢轨疲劳极限测试试样取样位置示意图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。
[0028]需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0029]如图1所示，本专利技术一实施例公开了一种有轨电车用槽型钢轨的制备方法。如图2所示，该有轨电车用槽型钢轨包括轨头1、轨腰3、轨底4、槽5、轨唇2以及轨头踏面11。方法总体包含以下步骤：
[0030]将钢坯加热至钢坯易于变形，置于开坯机开坯轧制；
[0031]将钢坯经万能轧机粗轧、中轧和精轧制成槽型钢轨；
[0032]对槽型钢轨的整体进行感应加热，加热至轨头踏面的温度为750～860℃，控制槽型钢轨表面各部位温度差≤30℃；
[0033]利用冷却介质对槽型钢轨进行加速冷却，冷却至轨头踏面的温度为400～600℃，控制槽型钢轨表面各部位温度差≤45℃，后自然冷却至60℃；
[0034]采用辊式矫直机对槽型钢轨进行矫直。
[0035]本专利技术实施例公开的制备方法采用感应加热保证了加热的效率与加热的准确度。为了保证槽型钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有轨电车用槽型钢轨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钢坯加热至所述钢坯易于轧制变形，置于开坯机开坯轧制；将所述钢坯经万能轧机粗轧、中轧和精轧制成槽型钢轨；对所述槽型钢轨的整体进行感应加热，加热至轨头踏面的温度为750～860℃，控制所述槽型钢轨表面各部位温度差≤30℃；利用冷却介质对所述槽型钢轨进行加速冷却，冷却至所述轨头踏面的温度为400～600℃，控制所述槽型钢轨表面各部位温度差≤45℃，后自然冷却至60℃；采用辊式矫直机对所述槽型钢轨进行矫直。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢坯的化学成分由以下重量百分比的元素组成：C 0.40～0.70％、Si 0.10％～0.60％、Mn 0.70～1.50％、Cr≤0.30％，以下三种元素中的至少一种：V：0.05％～0.15％，Nb：0.02％～0.10％、Re：0.005％～0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钢坯是由高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、电加热和连铸制备得到。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钢坯加热的温度为1180～1250℃，加热时间为2.5～3h。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述开坯机分为第一开坯机和第二开坯机，所述开坯轧制共轧制8...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崇木，汪渊，邓勇，李若曦，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：