重轨钢连铸应知

伯希钢

重轨钢连铸需要注意以下问题：  

（1）对钢水的要求。重轨钢属于高纯净度的高碳钢，重轨钢连铸坯纯净度的要求包括气体含量、夹杂物控制和残留元素含量控制等方面。为了保证钢轨的使用性能，钢轨的标准中都对化学成分、气体含量和残留元素做了严格规定。提高重轨钢的纯净度可以增加重轨的耐磨和耐接触疲劳能力。重轨钢对钢的纯净度有较严格的要求，各种不同的钢轨制造标准也有明确的规定。控制重轨钢纯净度是炼钢、精炼和连铸等工序的重要任务。控制钢中的磷和硫含量可以提高钢轨的强韧性。降低钢中氧含量能够显著改善钢轨的疲劳寿命。过高的氢含量易导致钢轨产生白点缺陷，造成应力集中，是钢轨疲劳断裂的主要因素。钢中存在的非金属夹杂物，尤其是Al2O3类不变形夹杂物，严重破坏钢基体的连续性，是钢轨裂纹源的主要产生因素。   
（2）对连铸坯质量的要求。随着钢中碳含量增加，钢水凝固收缩率增大。这会导致铸坯柱状晶发达，中心易形成严重的缩孔、疏松和成分偏析。在凝固末端中心区域，钢液会形成碳的富集，严重的碳偏析发生共析转变，形成网状渗碳体，使钢的加工和使用性能变差。凝固过程中形成很大形变应力，珠光体硬度高、塑性差，使铸坯的表面裂纹、内部裂纹的敏感性增加。   
用连铸方法生产重轨钢可以在很大程度上改善重轨的表面质量和内部质量。但是，连铸坯本身也存在一些难以克服的缺陷，中心缩孔和中心偏析就是连铸重轨钢最常见的宏观缺陷。中心偏析是在铸坯凝固末期富含碳、硫、磷等元素的钢液向坯壳鼓肚和凝固收缩形成的空穴流动所造成的。缩孔则是由于铸坯在凝固后期液相穴“搭桥”造成钢水补缩不足所致。
为了生产高质量的重轨钢连铸坯，就必须减轻或消除中心偏析和缩孔。研究表明，当铸坯上等轴晶率达到35%～40%时可以消除或减轻中心偏析，并消除缩孔。生产中扩大等轴晶区、减轻连铸坯中心偏析和缩孔常用的技术方法有电磁搅拌、凝固末端轻压下、改进连铸工艺等。