获奖项目名称：

耐腐蚀超长定尺钢轨制备关键技术研发与应用

第一完成单位：

邯郸钢铁集团有限责任公司

项目联系人：

郭朝军

联系人电话：

18931039078

联系人邮箱：

guochaojun@hbisco.com

项目简介：

2.1项目研究的目的意义
  随着铁路向着高速化和重载化两个方向的不断发展，铁路行业已成为国民经济发展和交通出行不可或缺的因素。钢轨作为承载列车的主要部件，其质量直接影响列车的安全平稳运行。因此，在铁路行业快速发展的同时，对钢轨质量要求也越来越严格。但钢轨在实际服役过程中，因腐蚀引起的钢轨表面产生裂纹或蚀坑、几何尺寸变形等问题，造成部分线路被迫换轨或者降速，严重威胁着列车的安全运行。所以，开展耐腐蚀性超长定尺钢轨相关理论研究和技术创新具有国家战略意义和巨大经济效益。本项目经过十余年产学研用协同创新，针对超长定尺钢轨在线服役中出现的易腐蚀问题，基于大型钢铁企业先进装备和工艺条件，开发了耐腐蚀性超长定尺钢轨钢制备关键技术，高效、低成本地解决了耐腐蚀性超长定尺钢轨的相关卡脖子世界性技术难题，推动了河北省乃至中国超长定尺钢轨的生产技术进步。
2.2主要技术创新点
  1、形成了超长定尺钢轨精炼过程中氧化物和硫化物夹杂物精准控制技术。建立了热力学软件指导下的硅钙钡精准加入技术，满足钢中超低总氧降低至4ppm，提出了钢中CaSeff指数0.4促进钢轨钢中硫化物夹杂弥散化析出的新方法。建立了精炼过程中渣-钢-夹杂物-合金-耐火材料多元反应模型，率先应用了钢轨钢预熔精炼渣应用关键技术，实现了精炼过程钢液成分和夹杂物成分的预报和控制。
  2、建立了超长钢轨转炉出钢和连铸过程外来大型夹杂物近极限控制关键技术。形成了转炉出钢下渣、钢包下渣和中间包下渣精益控制方法，行业内首次引入结晶器卷渣指数，实现了结晶器流场的优化和卷渣的动态预报；明确了钢轨钢大方坯连铸浸入式水口吹气参数对水口结瘤的影响规律，开发了吹气梯度控制与水口表面防聚集复合控制技术，有效抑制了水口结瘤及其引起的NDT探伤不合，实现了超长定尺钢轨NDT探伤合格率达99.74%以上。
  3、开发了控制自然冷却过程生成致密氧化铁皮的钢轨表面防腐技术。针对钢轨轧制后自然冷却过程中氧化铁皮疏松、易脱落、耐腐蚀性差的问题，系统研究了自然冷却过程中氧化铁皮的形成机理，研发了超长定尺钢轨轧制过程冷却环境氧含量、冷却速度、温度梯度等协同控制技术，突破了传统自然冷却工艺的局限，将钢轨表面氧化皮孔隙率从15%降至3%以下，钢轨腐蚀速率（沿海地区）由原来的0.054mm/a降低至0.015mm/a，耐腐蚀性同比提升72%。
2.3 成果产生的价值
  项目研发过程中形成各类知识产权30项，授权发明专利19项。发表各类论文2篇。参与行业标准制定1项。相关技术在邯钢钢轨生产线上应用后，成功地解决了超长定尺钢轨钢洁净化相关卡脖子行业难题，并为国内同类型钢轨生产企业提供了良好的借鉴，显著提升了钢轨生产控制水平。项目应用后，邯钢超长定尺钢轨在国内市场占有率首次突破达到50%以上，近两年累计创效1.15亿元，有效地促进了产线效益提升，推动了河北省由钢铁大省向钢铁强省的快速转变，支撑国家一带一路和高铁走出去战略实施。