攀钢高强度起重机钢轨的开发与应用

设备管理与维修
2019№4（下）
攀钢高强度起重机钢轨的开发与应用
秦江洪
（攀钢集团攀枝花钢钒有限公司制造部，四川攀枝花617000）
摘
要：起重机钢轨是应用于港口、工厂的一种特种截面钢轨，使用环境复杂。

特别是对于安装在钢铁厂炉前的起重机钢轨，处于在
高温、重载等环境下，需要有足够的承载能力与耐磨性。

目前广泛采用的U71Mn 、QU120起重机钢轨磨损严重，使用寿命只有1a 。

攀枝花钢钒有限公司生产起重机钢轨的工艺流程、产品质量以及高强度起重机钢轨的开发与应用。

关键词：起重机钢轨；高强度；工艺流程中图分类号：TF70
文献标识码：B
DOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.04D.16
0引言
攀钢集团攀枝花钢钒有限公司（简称“攀钢”）是主要钢轨
生产厂家，生产的QU80，QU100和QU120以优异的质量和可靠的性能赢得市场的好评，海南文昌卫星发射基地的火箭转运轨
道是攀钢独家供应。

介绍攀钢生产起重机钢轨的工艺流程、产品质量以及高强度起重机钢轨的开发与应用情况。

1生产工艺及产品质量情况
攀钢在2016年完成老式的横列式钢轨生产线改造后，
拥用了2条世界一流的钢轨万能轧制法生产线，
起重机钢轨生产工艺流程（图1）。

攀钢生产起重机钢轨采用的是与生产时速350km/m 高速
钢轨相同生产线，满足生产“四高”钢轨（高纯净度、高精度、高平直度、高强度）要求。

1.1
高纯净度
（1）采用专用炉进行镁脱硫后的半钢冶炼，
转炉顶底复合吹炼转炉生产，挡渣出钢、用高碱度合成渣洗脱除夹杂，
钢水S ≤0.010%，P ≤0.015%的综合合格率达到90%以上。

（2）“LF+RH ”的工艺组合，用专用高碱度精炼渣进行炉外精炼，全过程保护浇注，钢水纯净度高，钢水［H ］≤2×10-6、钢轨
［H ］≤1.5×10-6、钢轨［O ］≤20×10-6的综合合格率达到95%以上。

（3）“结晶器电磁搅拌+凝固末端动态轻压下”的技术装备
组合，有效控制了高碳钢中心偏析、
中心疏松等典型缺陷，铸坯按YB/T 153—1999标准进行低倍评级中心疏松≤1.5级、中心
偏析≤1.0级、中心缩孔≤1.0级、内部裂纹≤1.0级的综合合格率达到99%，铸坯横断面最大碳偏析指数≤1.05。

1.2
高精度
（1）配备快速分析仪，
在RH 真空处理时进行成分微调，实现均匀钢水成分和成分精度控制，钢水成分偏差［C ］≤±0.02%，
［Si ］≤±0.03%，［Mn ］≤±0.05%的综合合格率达到90%以上。

（2）采用高刚度、液压平衡、带轴向调整的粗轧机，确保原料和中间坯的尺寸精度；采用多点除鳞技术、
自动液压辊缝控制系统（Automatic Gain Control ，AGC ）技术和万能轧制法，
成品断面尺寸精度高，表面光洁度好。

钢轨轨高控制在±0.5mm 、头宽控制在±0.6mm 、底宽控制在±0.8mm 。

1.3
高平直度
（1）采用带钢轨预弯装置的步进梁式冷却床，
可适应不同规格钢轨的均匀冷却，钢轨矫正前弯曲度小，矫直质量高，残余应力小。

（2）采用长尺冷却、长尺矫直、长尺探伤及长尺加工工艺，“9辊+7辊”的平立复合矫直机进行矫直，减少矫直盲区，钢轨的平直度高，钢轨通长平直度≤6mm ，端部平直度≤0.6mm/m 。

1.4
高强度
攀钢是国内生产钢轨品种最多生产厂，历经40多年的发
展，自主研发形成（PD2~PG5）4代钢轨（其中纳入YB/T 5055—2014标准的U75V ，U78CrV 就是PD3，PG4），U78CrV 是攀钢拥
有发明专利、具有知识产权的品种，
也是国家铁路重载、耐磨线路上（如大秦线、朔黄线）应用最广泛的品种，热轧态抗拉强度≥1080MPa 、轨顶面硬度≥310HB 。

2高强度起重机钢轨的开发情况
选用3个钢种进行试验，1#钢种为［V ］合金化钢，2#钢种
［Cr ］合金化钢，3#钢种为［V ］+［Cr ］合金化钢。

（1）炼钢工序按照攀钢现行的钢轨钢生产工艺，
采用“LF+RH+大方坯连铸”的工艺，投用结晶器电磁搅拌和动态轻压下，
每个钢种生产1炉钢，熔炼成分结果（表1）。

（2）采用酸浸低倍检验方法检验连铸坯的横向和纵向内部质
量，连铸坯内部质量优异，铸坯中心偏析、
疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、角部内裂等缺陷的评判级别均≤1.0级。

图1攀钢起重机钢轨生产工艺流程
示意
（3）钢轨平直度控制较好，总弯曲度≤5mm，12m钢轨通长扭转≤0.6mm，端部平直度水平方向平均值为0.37mm、垂直方向为0.24mm。

（4）钢轨表面质量、断面尺寸经检查全部合格，测量关键的
断面尺寸，结果都比较理想，质量控制符合标准要求（表2）。

表2断面尺寸测量
（5）采用酸浸方式检验钢轨低倍，整体质量较好，未见白点缺陷。

（6）在轨顶面磨去0.5mm后，按照GB/T231.1—2009检验钢轨顶面中心线表面硬度，1#钢种踏面硬度≥300HB，2#钢种踏面硬度≥333HB，3#钢种踏面硬度≥340HB。

（7）在轨头踏面中心线下15mm处，按照GB/T10561—2005中A法检验，粗系夹杂物和细系夹杂物都≤1.5级（表3）。

3高强度钢轨的使用情况
将1#钢种、2#钢种安装在高温、重载环境下试用，考察其使用性能。

（1）将其安装在攀钢提钒炼钢厂6号转炉下使用，作为钢包地爬车的承载轨道，属于高温、重载（200t）环境，以前用U71Mn，QU120起重机钢轨仅使用1年就下道。

（2）起重机钢轨从上道以后，持续跟踪使用情况，从跟踪看，使用15个月后高强度钢轨状况良好，轨头接触宽度良好：东侧钢轨仅有（3~4）mm的轻微肥边，西侧钢轨也仅有（2~3）mm的轻微肥边。

钢轨使用2a后才下道，寿命较U71Mn，QU120起重机钢轨延长了1倍。

4标准化
根据开发及使用情况，攀钢制定了企业标准《热轧起重机钢轨技术条件》，包含4个钢种，其中试验的1#钢种为U75V、2#钢种定为PQ3、3#钢种为PQ4；对钢轨拉伸性能、踏面硬度进行了分级要求。

5结束语
攀钢生产高强度钢轨的工艺先进，钢轨品质稳定，满足生产“四高”钢轨（高纯净度、高精度、高平直度、高强度）要求。

PQ3，PQ4起重机钢轨抗拉强度>1100MPa，较U7Mn起重机钢轨（900MPa左右）提高近20%。

PQ3，PQ4起重机钢轨表面硬度> 330HB，较U7Mn起重机钢轨（270HB）提高近20%以上。

PQ3，PQ4起重机钢轨应用效果良好，显著地提高了起重机钢轨的使用寿命和安全性能。

〔编辑毕来金〕
钢种C Si Mn P S Cu Cr V Al 1#0.750.630.900.0170.0080.050.030.050.004 2#0.840.561.200.0200.0060.040.240.010.004 3#0.810.760.850.0160.0100.060.440.090.004
表1试制钢种熔炼成分表%项目头宽底宽轨高腰厚
测量结果
119.96
119.5~120.4
169.96
169.3~170.2
169.84
169.5~170.4
43.92
43.7~44.2
标准要求119~121168~171168.2~170.843~45钢种编号
粗系细系
A B C D A B C D 1#1-110.5 1.50.510.50.50.5 1-210.510.510.50.50.5 2#2-110.510.510.50.50.5 2-210.50.50.5 1.50.50.50.5 3#3-10.50.5 1.50.510.50.50.5 3-210.50.50.510.50.50.5表3钢轨非金属夹杂物评级情况级
数控机床机械加工效率的改进方法
孙楠1，陈迪蕾2，原军令1，崔二娟1
（1.河南理工大学，河南焦作454000；2.黄河交通学院，河南焦作454000）
摘要：在确保产品生产安全的前提下，提升数控机床机械加工效率，对于提升企业核心竞争力和经济效益起着至关重要的作用。

基于此，提出数控机床机械加工效率的改进方法。

关键词：数控机床；机械加工；效率；改进
中图分类号：TG659文献标识码：B DOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2019.04D.17
1数控机床机械加工概述
1.1数控机床
数控机床简称CNC（Computerized Numerical Control Ma-chine，计算机数字控制机床），是目前机械加工行业使用最为广泛的机械装备之一，主要用于各种轴类零部件内外圆柱面、曲面、圆柱螺纹等切削加工，并根据工艺要求进行钻孔、镗孔、切槽等。

工作原理：根据图纸加工工艺、行进线路、工艺参数等要求编写机加工程序，输入数控机床数控装置中，通过软件系统控制机械加工的角度、速度、位置，使机床按照以上设定的参数进行加
工。

mm
设备管理与维修2019№4（下）。