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道岔是铁路轨道结构的重要组成部件,在机车通过时将受到巨大的车轮冲击载荷,此时除了受到的静载荷大大增加外,还将承受静载荷2~5倍的动载荷,工作条件极为苛刻,因此对道岔用钢的要求非常高。目前,铁路道岔主要有两种:一种是高碳钢组合道岔,用普通高碳钢轨加工,通过螺栓紧固而成,这种道岔不耐磨,且螺栓易松动,常常会在螺纹孔处形成裂纹等缺陷,导致寿命大幅度缩短;另一种是高锰钢整铸道岔,它广泛铺设在我国铁路主要干线上,是我国铁路道岔的主要类型。随着我国国民经济的发展,铁路运量迅猛增加,铁路建设将向着高速、重载的方向发展,传统高锰钢整铸道岔已不能满足我国铁路发展的需要,根据国家中长期铁路建设规划,开发使用性能更好、寿命更长的道岔用钢具有重要意义。 本文以钢铁研究总院的钢成份设计技术为基础,依托淮钢先进的设备和工艺技术,利用转炉生产线开发生产了高合金超低铝贝氏体道岔钢,对生产工艺方案进行了优化设计,具体研究了转炉冶炼、超低铝钢冶炼技术、高纯品质连铸控制技术、大压下量粗轧与孔型精轧相结合的复合轧制工艺技术,直角扁钢轧制工艺技术等,经实践证明,本文的生产工艺可靠,钢材质量优良,经浙江贝尔通信集团加工道岔后,上车检验完全满足高速重载铁路道岔的需求。 本文的主要结论是:淮钢开发生产的高合金超低铝贝氏体道岔钢,钢水纯净度高,钢中残余元素P≤0.015%、S≤0.015%、[O]≤25ppm;实现了超低铝控制,Al≤0.006%;有效控制钢中A、B类夹杂物级别不大于1.0。生产的道岔扁钢通过了不超过Φ1.6mm平底孔当量的无损探伤检测,轧材内部和外部质量良好,所加工道岔强度达到1200MPa以上,能分别满足25吨轴重和30吨大轴重高速重载铁路运行的需求,且其具有良好的耐磨性和抗疲劳寿命性能。 本课题开发成功的超低铝钢转炉冶炼控制技术、高硅含镍钢的加热轧制工艺技术和超大超宽直角扁钢轧制工艺技术,为生产高品质特钢,积累了经验,具有借鉴意义。