本發明涉及冶金技術領域，具體而言，涉及一種鋼軌和一種鋼軌的生產方法。

　　背景技術

　　鐵路朝著重載化、高效化技術的飛速發展對鋼軌的使用性能和壽命提出越來越高的要求。目前，我國現役鋼軌多以珠光體組織類型為主，隨著我國鐵路貨運載重增加和速度加快，在鐵路線曲線區段和道岔等條件惡劣部位使用的現有珠光體鋼軌磨損、剝落等失效大幅增加，現有的珠光體鋼軌性能已經遠遠不能滿足鐵路高速、重載運輸發展需求，迫切需要提高鋼軌的綜合性能。

　　技術實現要素：

　　本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

　　為此，本發明的一個目的在于提供了一種鋼軌。

　　本發明的另一個目的在于提供了一種鋼軌的生產方法。

　　有鑒于此，本發明第一方面的技術方案提供了一種鋼軌，以wt％計，其化學成分為：c0.16-0.25，si0.70-1.20，mn1.60-2.45，p≤0.022，s≤0.015，al≤0.030，cr+ni+mo≤2.30，re0.0005-0.0020，余量為基體fe和無法檢測的微量雜質元素。

　　本發明第二方面的技術方案提出了一種鋼軌的生產方法，用于冶煉第一方面的技術方案的鋼軌，包括：鐵水預處理；90噸頂底復吹轉爐冶煉；lf爐精煉；vd真空處理；大方坯連鑄；步進式加熱爐加熱；高壓水除磷；bd1開坯；bd2中軋；高壓水除磷；ccs萬能軋制；矯直；冷卻；探傷；鋸切。

　　進一步地，原料為(wt％)高爐鐵水90％、廢鋼10％，高爐鐵水經過kr脫硫預處理，使鐵水中的s含量≤0.005％，p含量≤0.110％。

　　進一步地，所述鐵水預處理后的鐵水和廢鋼按照一定比例兌入頂底復吹轉爐，采用雙渣-留渣工藝冶煉，控制終點溫度≥1620℃，出鋼過程采用硅鐵、低碳錳鐵合金化，終脫氧采用低鋁硅鈣鋇，加入量2.6kg/噸鋼，采用擋渣塞進行擋渣，出鋼后加入頂渣白灰3kg/噸鋼。

　　進一步地，所述lf爐精煉，具體包括：加熱升溫，造白渣脫硫，白渣保持時間≥20min，渣中(feo+mno)≤1.0％，爐渣堿度r≥2.0，同時對鋼水成分進行合理微調，全過程按要求正常吹氬。

　　進一步地，所述vd真空處理，具體包括：保持深真空時間≥20min，深真空度≤100pa，抽真空結束后加入稀土鈰鐵合金，加入量0.35kg/噸鋼，然后進行軟吹≥25min。

　　進一步地，述大方坯連鑄，具體包括：采用恒拉速、低過熱度、結晶器電磁攪拌和末端輕壓下控制，斷面為360mm×450mm，拉速0.46-0.53m/min，過熱度為25-30℃，比水量0.17l/kg，結晶器電磁攪拌電流600a，頻率1.8hz，輕壓下量≤6mm，澆注結束后，采用專門的緩冷坑對鑄坯進行緩冷，緩冷時間≥5天。

　　進一步地，所述步進式加熱爐加熱，具體包括：將緩冷完的連鑄坯放入步進式加熱爐加熱，鋼坯加熱溫度為1190～1230℃，然后先后在bd1、bd2、ccs機組上進行多道次軋制所需規格的鋼軌；開軋溫度1120～1160℃，終軋溫度910～940℃，鋼軌在冷床上進行保溫緩冷，低溫矯直。

　　本發明提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

　　本發明提供了一種含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌及其生產方法，cr、ni、mo高合金低碳鋼存在re元素的鋼材具有良好強度、韌性及力學性能，用其制備的鋼軌，具有很好的耐磨性和抗接觸疲勞性。本發明含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌具有獨特的生產工藝，生產效率高、成本低，節能環保，經濟效益好，適合于大規模生產，具有良好的推廣價值。

　　本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

　　具體實施方式

　　為了能夠更清楚地理解本發明的上述方面、特征和優點，下面結合具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

　　在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。

　　實施例1：

　　根據本發明的實施例的鋼軌，以wt％計，其化學成分為：c0.16-0.25，si0.70-1.20，mn1.60-2.45，p≤0.022，s≤0.015，al≤0.030，cr+ni+mo≤2.30，re0.0005-0.0020，余量為基體fe和無法檢測的微量雜質元素。

　　mn、cr元素壓低貝氏體轉變點，提高貝氏體淬透性和強度，ni元素穩定奧氏體，細化貝氏體組織，提高沖擊韌性，mo穩定貝氏體轉變和強化貝氏體組織，re元素主要強化晶界，細化晶粒，有效變質夾雜物，提高延伸率。

　　實施例2：

　　根據本發明的實施例的鋼軌的生產方法，包括：鐵水預處理；90噸頂底復吹轉爐冶煉；lf爐精煉；vd真空處理；大方坯連鑄；步進式加熱爐加熱；高壓水除磷；bd1開坯；bd2中軋；高壓水除磷；ccs萬能軋制；矯直；冷卻；探傷；鋸切。

　　進一步地，原料為(wt％)高爐鐵水90％、廢鋼10％，高爐鐵水經過kr脫硫預處理，使鐵水中的s含量≤0.005％，p含量≤0.110％。

　　進一步地，所述鐵水預處理后的鐵水和廢鋼按照一定比例兌入頂底復吹轉爐，采用雙渣-留渣工藝冶煉，控制終點溫度≥1620℃，出鋼過程采用硅鐵、低碳錳鐵合金化，終脫氧采用低鋁硅鈣鋇，加入量2.6kg/噸鋼，采用擋渣塞進行擋渣，出鋼后加入頂渣白灰3kg/噸鋼。

　　進一步地，所述lf爐精煉，具體包括：加熱升溫，造白渣脫硫，白渣保持時間≥20min，渣中(feo+mno)≤1.0％，爐渣堿度r≥2.0，同時對鋼水成分進行合理微調，全過程按要求正常吹氬。

　　進一步地，所述vd真空處理，具體包括：保持深真空時間≥20min，深真空度≤100pa，抽真空結束后加入稀土鈰鐵合金，加入量0.35kg/噸鋼，然后進行軟吹≥25min。

　　進一步地，述大方坯連鑄，具體包括：采用恒拉速、低過熱度、結晶器電磁攪拌和末端輕壓下控制，斷面為360mm×450mm，拉速0.46-0.53m/min，過熱度為25-30℃，比水量0.17l/kg，結晶器電磁攪拌電流600a，頻率1.8hz，輕壓下量≤6mm，澆注結束后，采用專門的緩冷坑對鑄坯進行緩冷，緩冷時間≥5天。

　　進一步地，所述步進式加熱爐加熱，具體包括：將緩冷完的連鑄坯放入步進式加熱爐加熱，鋼坯加熱溫度為1190～1230℃，然后先后在bd1、bd2、ccs機組上進行多道次軋制所需規格的鋼軌；開軋溫度1120～1160℃，終軋溫度910～940℃，鋼軌在冷床上進行保溫緩冷，低溫矯直。

　　本實施例提供了一種含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌及其生產方法，cr、ni、mo高合金低碳鋼存在re元素的鋼材具有良好強度、韌性及力學性能，用其制備的鋼軌，具有很好的耐磨性和抗接觸疲勞性。本實施例的含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌具有獨特的生產工藝，生產效率高、成本低，節能環保，經濟效益好，適合于大規模生產，具有良好的推廣價值。

　　本發明技術方案公開的一種鐵路用高強韌性鋼軌氫含量的控制方法，為國家項目，受國家重點研發計劃資助，2017yfb0304500(nationalkeyr&dprogramofchina)。

　　具體實施方式

　　一種含稀土高強度高韌性鋼軌的冶煉生產工藝，包括：鐵水預處理→90噸頂底復吹轉爐冶煉→lf爐精煉→vd真空處理→大方坯連鑄。鐵水預處理、轉爐冶煉、lf、vd爐外精煉、連鑄過程中采取相應的工藝措施，包括：高爐鐵水經過kr脫硫預處理，使鐵水中的s含量≤0.005％，p含量≤0.110％；然后將預處理后的鐵水和優質廢鋼按照比例兌入頂底復吹轉爐，采用雙渣-留渣工藝冶煉，控制終點溫度≥1620℃，出鋼過程采用硅鐵、低碳錳鐵合金化，終脫氧采用低鋁硅鈣鋇，加入量2.6kg/噸鋼，采用擋渣塞進行擋渣，出鋼后加入頂渣白灰3kg/噸鋼；lf精煉主要是加熱升溫，造白渣脫硫，白渣保持時間≥20min，渣中(feo+mno)≤1.0％，爐渣堿度r≥2.0，同時對鋼水成分進行微調，全過程按要求正常吹氬；vd保持深真空時間≥20min，深真空度≤100pa，抽真空結束后加入稀土鈰鐵合金，加入量0.35kg/噸鋼，然后進行軟吹≥25min；連鑄采用恒拉速、低過熱度、結晶器電磁攪拌和末端輕壓下控制，斷面為360mm×450mm，拉速0.46-0.53m/min，過熱度為25-30℃，比水量0.17l/kg，結晶器電磁攪拌電流600a，頻率1.8hz，輕壓下量≤6mm，澆注結束后，采用專門的緩冷坑對鑄坯進行緩冷，緩冷時間≥5天。各實例化學成分如表1所示。

　　表1各實例成分(質量百分數/％)

　　一種含稀土高強度高韌性鋼軌的軋制工藝：大方坯→步進式爐加熱→高壓水除磷→bd1開坯→bd2中軋→高壓水除磷→ccs萬能軋制→矯直→冷卻→探傷→鋸切→入庫。鋼坯加熱溫度為1190～1230℃；開軋溫度1120～1160℃，終軋溫度910～940℃，鋼軌在冷床上進行緩冷。金相組織檢驗結果及力學性能如表2、表3所示。

　　表2各實例金相組織

　　注：表中b貝氏體，m為馬氏體

　　表3各實例力學性能

　　從表2可以發現，各實例夾雜物細小、分布均勻，組織結構適宜，晶粒細小。從表3可以看出，各實例具有良好強度、韌性及力學性能，用其制備的鋼軌，具有很好的耐磨性和抗接觸疲勞性能。各項性能滿足高速、重載鐵路快速發展條件下鐵路用高強韌性鋼軌的要求。

　　以上說明了本發明的技術方案，通過本發明的技術方案，cr、ni、mo高合金低碳鋼存在re元素的鋼材具有良好強度、韌性及力學性能，用其制備的鋼軌，具有很好的耐磨性和抗接觸疲勞性。本發明含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌具有獨特的生產工藝，生產效率高、成本低，節能環保，經濟效益好，適合于大規模生產，具有良好的推廣價值。

　　在本說明書的描述中，術語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或實例。而且，描述的具體特征、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

　　以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明提供了一種鋼軌和鋼軌的生產方法，其中，鋼軌，以wt％計，其化學成分為：C?0.16?0.25，Si?0.70?1.20，Mn?1.60?2.45，P≤0.022，S≤0.015，Al≤0.030，Cr+Ni+Mo≤2.30，RE?0.0005?0.0020，余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素。通過本發明的技術方案，Cr、Ni、Mo高合金低碳鋼存在Re元素的鋼材具有良好強度、韌性及力學性能，用其制備的鋼軌，具有很好的耐磨性和抗接觸疲勞性。本發明含稀土高強度高韌性貝氏體鋼軌具有獨特的生產工藝，生產效率高、成本低，節能環保，經濟效益好，適合于大規模生產，具有良好的推廣價值。

　　技術研發人員：孟保倉;何建中;梁正偉;宋海;張懷軍;劉巖軍;楊維宇;陳建新;張達先

　　受保護的技術使用者：包頭鋼鐵（集團）有限責任公司

　　技術研發日：2018.08.28

　　技術公布日：2018.12.18