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钢轨余热强化工艺技术开发

张国柱  
【摘要】:本文介绍了包钢钢轨余热强化工艺技术的开发。钢轨余热强化是近十余年来世界上发展起来的一种高科技,同传统的钢轨离线强化技术相比,它具有显著节省能源、生产效率高、综合性能好等特点。由于工艺技术难度大,目前世界上掌握此项技术的只有日本,英国,卢森堡,奥地利四个国家。美国Steelton厂引进卢森堡的技术于1994年12月投产。包钢是在1970~1982年钢轨离线强化技术的基础上,针对在线强化的技术难点,改进了原有的冷却系统而开发的工艺技术。它具有如下特点。世界上现有余热技术,其强化性能(屈服强度、伸长率)满足不了中国铁道部定货要求,要满足要求,欧州三国要用特定化学成分,日本则必须在钢中加入铬。本工艺突出解决了此矛盾,即不用特定的化学成分,又不用在钢中加铬,这两个性能指标异常的高。横断面硬度在踏面下25~30 mm内,硬度(HRC)几乎不降低,硬化层深。采用轨头强化,轨腰韧化,轨底强韧化方法,改善钢轨整体性能。同日本强冷时间约180 s,奥地利150 s相比,本工艺强冷时间为50 s,钢轨各部位完成相变后的钢轨弯曲变形在冷却机组外进行。轨头、轨底采用均衡冷却技术,即可控制在机组内冷却过程的变形,又可控制出机组后冷至室温的变形,达1‰~3‰;且确保轨头、轨底出现用户所希望的压缩应力。工艺宽容性好,下述因素变化时,对性能无显著影响:钢轨入口温度、回火温度、化学成分、工艺参数波动。本工艺使离线、在线强化性能差异最小,强度≤50MPa,δ5≤1%。本工艺最大挖掘材质性能潜力:本工艺使机组结构简单、生产线长度短、投资少、成本低、生产效率高。66 m生产线,产量为180~225 t/h。欧洲以水为基本冷却介质,日本以压缩空气为冷却介质,本工艺以水+压缩空气为冷却介质,具有独创性。

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