太原重工高速铁路轮对生产线自投产以来,一直采用外购钢锭作为原材料来生产高速铁路轮对,而太原重工下设的电炉生产线因为产品工艺不成熟,一直难以生产质量稳定的高速铁路用铸钢钢锭。因此,钢轮钢锭自给化就成了太原重工首要的研究项目。本文通过对AAR-C级钢的理论研究,进行了该钢种的冶炼工艺设计,从对现有钢轮钢锭冶炼的工艺链条中,找出对产品质量影响最大的两个关键环节:钢液中B类夹杂物变性及钢水增硫进行研究分析,并在太原重工冶铸分公司炼钢厂进行了该钢种11炉次的试验生产,试验过程对冶炼工艺中的各变动参数进行了测量。通过工业性试验数据分析,结合金相分析、电镜扫描分析及能谱分析等检验手段,寻找决定钢液中硫含量增加及B类夹杂物变性的主要要素的影响规律,从中找出最适合太原重工自身情况的工艺点进行改进,从而生产出符合用户要求的高标准、高质量、高纯净度的高速铁路用钢。本文的主要工作如下:(1)在钢水精炼环节,通过真空前调整脱氧工艺,适当增加还原剂用量,提高脱氧强度,控制钢水中的氧含量。通过分析钢水中自由氧含量与钢液中Al含量的变动规律,找出对创造钢液中B类夹杂物变性最为有利的还原性氛围。(2)通过对钢液中B类夹杂物变性的理论分析,进行11炉次的钢水生产试验,并对试验结果进行研究分析,基于金相及扫描电镜分析,结合能谱分析手段,找出了钙化处理、软搅拌时间对钢水中B类夹杂物变性处理的影响规律。(3)结合变量影响对比试验,将钢水精炼过程中变动因素对最终产品成分的影响进行了详细的论述及推到,最终对钙处理过程中B类夹杂物变性结论进行论证,验证研究结果。(4)通过对工业试验进行分析,基于最终钢液中硫元素含量的收得率指标,认为对于多种增硫方式而言,在钢水后期处理过程中,喂硫线增硫对稳定硫的收得率最为有效,是最稳妥的增硫方式。同时,根据对比试验数据分析,研究喂硫线过程中变动要素影响规律,找出工艺最优点并进行工艺固化。本文的研究表明:采用工业试验的手段,通过试验后测量各过程中的变动参数,并对相互之间的变动规律进行研究,同时结合研究结果对冶炼工艺进行调整的研究方式是可行的。基于金相、扫描电镜及能谱分析手段,对钢水的检测验证结果是可靠的,试验数值准确。本文的研究结果,对优化生产过程操作参数、提高原材料利用效率、降低职工劳动强度具有重要的理论与实践意义,对太原重工冶铸分公司开发AAR-C级钢具有指导作用。