消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法

摘要

本发明公开了一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，属于钢轨轧制生产技术领域，用于解决R350LHT钢轨热处理过程中出现黑斑问题。其技术方案为：在热处理工序中，前三组冷却段M1‑M3冷却水压逐步增加，后六组冷却段M4‑M9水压保持与M3水压大小相同。根据水温高低，辊道速度控制在0.55m/s‑0.85m/s。采用本发明的热处理方法处理后得到的R350LHT钢轨不出现黑斑，保证钢轨不出现马氏体、贝氏体等异常组织，且不需额外增加成本，工艺简单，便于实施，具有良好的实用性。

权利要求

1.消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，热处理方式为全长在线淬火，其特征在于：所述热处理工序中，前三组冷却段M1～M3冷却水压逐步增大，后续冷区段冷却水压保持与第三组冷却段M3大小相同；根据水温高低，辊道速度控制在0.55m/s～0.85m/s；

所述前三组冷却段中，第一组冷却段M1的冷却水压设定为1.0bar～1.5bar,第二组冷却段M2的冷却水压设定为1.6bar～2.5bar，第三组冷却段M3的冷却水压设定为2.6bar～

4.0bar，之后的冷却段冷却水压设定值与第三组冷却段M3的冷却水压值相同；

当水温超过25℃时，辊道速度设定为0.55m/s～0.65m/s；当水温为15℃～25℃时，辊道速度设定为0.66m/s～0.75m/s；当水温低于15℃时，辊道速度设定为0.76m/s～0.85m/s。

说明书

消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法

技术领域

[0001] 本发明公开了一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，属于钢轨轧制生产技术领域。

背景技术

[0002] 铁路尤其是重载铁路面临的一大问题就是磨耗磨损，普通热轧钢轨在小半经曲线上使用，有的甚至数个月就因侧磨超限而更换下道。钢轨的磨耗磨损严重影响车辆安全和舒适性，增加了铁道养护成本。为了延长使用寿命，减少轨道养护维修工作量，必须减小钢轨磨耗磨损。钢轨全长在线淬火是提高钢轨强度、韧性的主要途径之一。实践证明, 在弯道上使用淬火钢轨可比普轨延长寿命一倍以上。使用高硬度钢轨是减少磨耗最有效且成本最低的技术措施，因此通过热处理来提升钢轨硬度具有非常现实的意义。

[0003] 国内具备钢轨全长在线淬火的企业如攀钢、包钢、鞍钢和邯钢，热处理钢轨工艺路径基本相同，余热淬火线全长约308m，冷却段数量一般为9～15组，全长约65m，横移台架区长约107m。余热淬火线开始于冷床入口辊道，经过感应加热器均热后进入冷却段冷却，冷却介质为水。

[0004] 钢轨热处理过程中在轨头两侧和轨腰两侧容易出现黑斑，与其他部位相比呈暗黑色。金相检验发现，黑斑出现的部位容易出现马氏体、贝氏体等不良组织，影响钢轨行车安全性。研究表明，黑斑的形成与热处理过程中冷却速度过快有密切联系。在钢轨热处理过程中，温降最大的冷却段是第一组冷却段至第三组冷却段（M1～M3），钢轨经过此三组冷却段后温降100℃左右，冷速达到3℃/s～4℃/s，此段是影响黑斑最大的冷区段。另外，热处理过程中的水温高低对钢轨的冷却速度也具有较大的影响。因此，合理控制钢轨冷却速度成为解决黑斑缺陷的主要途径。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，通过控制冷却段水压和淬火辊道速度，有效消除钢轨轨头两侧和轨腰两侧的黑斑缺陷，保证钢轨形成安全。

[0006] 解决上述技术问题的技术方案为：

[0007] 消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，所述热处理方式为全长在线淬火，热处理工序中，前三组冷却段M1～M3冷却水压逐步增大，后续冷区段冷却水压保持与第三组冷却段M3大小相同；根据水温高低，辊道速度控制在0.55m/s～0.85m/s。

[0008] 上述一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，所述前三组冷却段中，第一组冷却段M1的冷却水压设定为1.0bar～1.5bar,第二组冷却段M2的冷却水压设定为1.6bar～2.5bar，第三组冷却段M3的冷却水压设定为2.6bar～4.0bar，之后的冷却段冷却水压设定值与第三组冷却段M3的冷却水压值相同。

[0009] 上述一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法中，所述辊道速度根据水温高低控制在0.55m/s～0.85m/s；当水温超过25℃时，辊道速度设定为0.55m/s～0.65m/s；当水温为15℃～25℃时，辊道速度设定为0.66m/s～0.75m/s；当水温低于15℃时，辊道速度设定为
0.76m/s～0.85m/s。

[0010] 本发明的原理为：辊道速度是冷却过程的关键参数，辊道速度过快，钢轨冷却时间不足，内部热量无法充分传递出来，导致钢轨内部硬度偏低；辊道速度过慢，钢轨冷却时间过长，导致钢轨生成异常组织。冷却水温对冷速有着直接显著影响，因此辊道速度要视冷却水温高低进行设置。钢轨在刚进入冷却段时，温度下降最为显著，也是钢轨最容易形成局部过冷的时刻，因此第一组的冷却水压最为关键。实验发现，第一组的冷却水压不超过2.0bar时，可实现钢轨由热向冷状态的平稳过渡，后续冷却组水压逐渐增大后保持稳定值，以保证冷却强度和稳定性。

[0011] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

[0012] 本发明通过合理控制钢轨热处理过程中的冷速和温降，可有效消除轨头和轨腰部位的黑斑缺陷，避免马氏体、贝氏体等有害组织的出现，提高钢轨行车安全性。

附图说明

[0013] 图1是本发明实施例1中热处理后钢轨组织金相组织；

[0014] 图2是本发明实施例2中热处理后钢轨组织金相组织；

[0015] 图3是本发明实施例3中热处理后钢轨组织金相组织；

[0016] 图4是本发明实施例4中热处理后钢轨组织金相组织；

[0017] 图5是本发明实施例5中热处理后钢轨组织金相组织；

[0018] 图6是本发明实施例6中热处理后钢轨组织金相组织；

[0019] 图7是本发明实施例7中热处理后钢轨组织金相组织；

[0020] 图8是本发明实施例8中热处理后钢轨组织金相组织；

[0021] 图9是本发明实施例9中热处理后钢轨组织金相组织；

[0022] 图10是本发明实施例10中热处理后钢轨组织金相组织。

具体实施方式

[0023] 本发明消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，热处理方式为全长在线淬火，热处理工序中，前三组冷却段M1～M3的冷却水压逐步增大，具体为：第一组冷却段M1的冷却水压设定为1.0bar～1.5bar,第二组冷却段M2的冷却水压设定为1.6bar～2.5bar，第三组冷却段M3的冷却水压设定为2.6bar～4.0bar，之后的冷却段冷却水压保持与第三组冷却段M3的大小相同；根据冷却介质水的温度高低，辊道速度控制在0.55m/s-0.85m/s，具体为：当水温超过25℃时，辊道速度设定为0.55m/s～0.65m/s；当水温为15℃～25℃时，辊道速度设定为0.66m/s～0.75m/s；当水温低于15℃时，辊道速度设定为0.76m/s～0.85m/s。

[0024] 以下通过具体实施例对本发明做进一步详细说明：

[0025] 一种消除R350LHT钢轨热处理黑斑的方法，热处理方式为全长在线淬火，余热淬火线全长约308m，设有9组冷却段，全长65m，横移台架区长约107m。

[0026]  实施例1～实施例10的具体热处理工艺参数见表1：

[0027] 表1：各实施例的工艺参数

[0028]

[0029] 通过对实施例1～实施例10的钢轨轨头和轨腰部位检测，未发现黑斑缺陷，金相检测组织均为均匀的珠光体，未发现马氏体和贝氏体不良组织，具体检测结果见表2：

[0030] 表2：各实施例钢轨热处理后黑斑控制结果

[0031]

[0032] 采用本发明中的工艺，R350LHT钢轨经过热处理后，通长没有黑斑的出现，金相组织观察结果均为珠光体，完全符合相关标准要求，且该工艺不需额外增加成本，便于实施，具有良好的实用性。