脱碳层是热轧钢轨的订货质量指标之一,铁道部发布的43kg/m~75kg/m热轧钢轨的质量指标规定钢轨头部脱碳层的深度不得大于0.5mm。重轨钢U75V含碳量较高,在加热过程中有很明显的脱碳倾向,本文针对大型厂重轨生产线在生产钢种为U75V的重轨时出现的脱碳层超标问题,通过现场测试、实验研究、有限元模拟及神经网络建模等多种方法结合的方式重点研究了重轨钢U75V钢坯在加热过程中脱碳的各影响因素与钢坯脱碳层深度的关系。主要研究内容及结论如下:(1)对现场钢坯的加热过程进行了跟踪测试,结果表明目前正常轧制时的加热工艺的加热温度及在炉时间均能满足轧制生产工艺的温度要求。并且应控制均热段下部温度高出上部温度20℃以上为宜。(2)钢坯加热的保温实验研究分析了钢材的脱碳与加热温度及加热时间的关系,结果表明钢的脱碳层深度随加热时间的增加而增大,随加热温度的升高而增大,脱碳速度也随加热温度的升高而明显加快。(3)对加热炉内钢坯的加热过程在实验室进行了模拟实验,分析了防氧化脱碳保护涂料对氧化脱碳的影响,涂料的使用减少氧化烧损20%到30%,平均减少脱碳层深度29.7%;制定了正常轧制和停机待轧情况时的钢坯的加热工艺。(4)使用ABAQUS有限元软件对钢坯加热过程进行了数值计算模拟,模拟结果对优化钢坯加热工艺起到了一定的指导参考作用。(5)使用神经网络技术建立了重轨成品脱碳层深度的预报模型,可以对加热炉加热参数进行实时控制,以防止重轨脱碳层深度超标。