一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法技术

本发明专利技术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500～560℃，前腿区域的冷却速度为2～3℃/s，冷却介质为15～22KPa的压缩空气配合20～30L/h的水量混合喷出的水雾混合气；后腿区域的冷却速度为1.2～1.8℃/s，冷却介质为9～15KPa的压缩空气配合16～24L/h的水量混合喷出的水雾混合气。本发明专利技术通过对轧后的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。

【技术实现步骤摘要】
一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法
本专利技术涉及一种钢轨的生产方法，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。
技术介绍
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。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。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。
技术实现思路
本专利技术针对目前磁浮铁路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型轨的端部扭转，提高尺寸精度。本专利技术具体是这样实现的：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，本专利技术的核心在于：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2～3℃/s，冷却介质为15～22KPa的压缩空气配合20～30L/h的水量混合喷出的水雾混合气；后腿区域的冷却速度为1.2～1.8℃/s，冷却介质为9～15KPa的压缩空气配合16～24L/h的水量混合喷出的水雾混合气。更进一步的方案是：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520～540℃，前腿区域的冷却介质强度为18～20KPa的压缩空气配合23～28L/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10～13KPa的压缩空气配合18～22L/h的水量混合喷出的水雾混合气。更进一步的方案是：所述冷却为循环周期式冷却，即冷却7～10s后，停止4～6s，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。更进一步的方案是：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。更进一步的方案是：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50～80℃。更进一步的方案是：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10％～30％。更进一步的方案是：本专利技术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。同时，专利技术人经过研究发现，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，且更适于本专利技术的方法。这种特定成分的F型轨，包括如下重量百分比的组分：0.03～0.08％的C、0.20～0.26％的Si、0.9～1.3％的Mn、0.1～0.2％的Cr、0.015～0.030％的Nb，≤0.020％的P、≤0.020％的S，其余为Fe和不可避免的杂质。本专利技术中，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。本专利技术中，F型轨的铸坯加热、轧制和矫直过程没有特别的限定，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150～260min，开轧温度1080～1150℃，终轧温度840～880℃，采用平立复合矫直工艺，矫直温度应≤80℃。本专利技术的原理如下：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500～560℃，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，因此将开冷温度设置在500～560℃。本专利技术采用循环周期冷却，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4～6s，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50～80℃。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，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。本专利技术中，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10％～30％。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。本专利技术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，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。附图说明图1为F型轨断面加速冷却示意图；图2为F型轨端部扭转值测量示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1本专利技术提供一种降低磁浮铁路F型轨端部扭转的生产方法，包括：(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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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500～560℃，前腿区域的冷却速度为2～3℃/s，冷却介质为15～22KPa的压缩空气配合20～30L/h的水量混合喷出的水雾混合气；后腿区域的冷却速度为1.2～1.8℃/s，冷却介质为9～15KPa的压缩空气配合16～24L/h的水量混合喷出的水雾混合气。/n

【技术特征摘要】
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500～560℃，前腿区域的冷却速度为2～3℃/s，冷却介质为15～22KPa的压缩空气配合20～30L/h的水量混合喷出的水雾混合气；后腿区域的冷却速度为1.2～1.8℃/s，冷却介质为9～15KPa的压缩空气配合16～24L/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520～540℃，前腿区域的冷却介质强度为18～20KPa的压缩空气配合23～28L/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10～13KPa的压缩空气配合18～22L/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7～10s后，停止4～6s，此为一个冷却周期，通过不断的循环此冷却周期，...

【专利技术属性】
技术研发人员：费俊杰，朱敏，董茂松，周剑华，叶佳林，王瑞敏，欧阳珉路，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42