一种制备弹簧钢的方法技术

公开了一种制备弹簧钢的方法，该方法包括对铁水进行吹炼，然后将钢液和部分钢渣出钢到钢包中进行精炼，对精炼后的钢液进行脱气，以及对脱气后的钢液铸塑成型，所述精炼的方法包括对钢包中的钢液和钢渣进行脱氧和调渣，其中，所述脱氧的方法包括在出钢完毕之前加完第一脱氧剂和在出钢完毕之后向钢液中加入第二脱氧剂，所述第一脱氧剂为不含Ａｌ的脱氧剂，所述第一脱氧剂的用量使所述钢渣中ＦｅＯ＋ＭｎＯ的量不大于２．５重量％，所述第二脱氧剂为铝，所述第二脱氧剂的用量使钢液中Ａｌｓ的含量为０．０２－０．０４重量％，所述Ａｌｓ为酸溶铝。该方法可大幅度的提高弹簧钢的内在质量，使制成的铁路减振用弹簧连接件的疲劳寿命达到５００万次。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近期，我国正在实施铁道客运专线的建设，根据规划，我国客运专线大多采用轮轨 式高速铁路，火车时速为每小时250公里以上。轮轨式高速铁路必须采用弹簧连接件(钢 轨和钢筋枕的弹簧连接件，通常称为弹条或弹簧扣件)减振，而弹簧部件通常在十分恶劣 的条件下工作，在目前的铁路运行条件下，要求弹簧钢连接件，特别是60Si2MnA弹簧钢连 接件的疲劳寿命必须达到500万次，且疲劳试验后的残余变性量必须小于1毫米，才能满足 铁路运营需要。因此，研究开发高质量的弹簧钢十分必要。 CN 1386885A中提供了 一种高强度、高塑韧性、低成本的高速列车铁路减振用 弹簧钢，该弹簧钢的制备方法包括以下步骤按照各成分含量分别为C 0.48-0.54、 Mn 1.15-14. 5、 Si 1. 30-1. 60、 Cr 0. 80-1. 10、 P《0. 020、 S《0. 020、 V 0.15-0.25、 Mo《0. 010，余量为Fe，通过电炉+LF炉精炼+VD真空处理，然后进行模铸、初轧开坯、探 伤、修磨、轧制、精整、热处理、包装入库的方法进行，其中，加热的温度为1000-105(TC，开 轧的温度为980-100(TC，终轧的温度为830-880°C。通过热处理后具有o b > 1900MPa、 o s > 1730MPa、 S > 17%、 v > 38%的力学性能，但没有公开任何关于弹簧钢疲劳性能的 测试数据，以说明该专利技术钢的疲劳性能是否优良。另外该弹簧钢虽然不含有Ni元素，但与 硅锰系弹簧钢现比，还是添加了价格昂贵的V、 Cr元素，以及少量的Mo元素，粗约估计即使 钢中添加O. 15X的V和0.05X的Mo元素，也会使每吨钢的成本增加700元(人民币)以 上，实际上经济性并不是十分理想。 CN 1380434A中提供了一种在现有硅锰系弹簧钢的基础上降低C含量，同时添加 B元素的方法来降低钢的脱碳倾向、提高钢的淬透性，同时通过改进钢的热处理工艺，获得 最佳的力学性能配合(强韧性配合)，使制成的弹簧连接件的疲劳寿命在500万次以上，可 满足我国高速铁路减振用弹簧钢的要求。该弹簧钢的制备方法包括以下步骤对化学成分 (以质量百分比计)为C 0. 26-0. 42%、Si 1. -2. 0%、Mn 0. 6-1. 0%、P、S《0. 030%、Cr、 V、 Ni《0. 35%、 Cu《0. 25%、 Bs 0. 003-0. 0008%，余量为Fe的钢进行热处理，所述热处 理中淬火的介质为水溶液；淬火的温度为800-1000°C，回火的温度为300-480°C。该方法制 得的钢中没有添加昂贵的合金元素，从经济性的角度考虑，是优于CN 1386885A中所专利技术 的弹簧钢的。但我国铁道弹簧连接件一直采用60Si2Mn(A)弹簧钢制造，各弹簧连接件生产 厂的工艺流程、设备，以及各种生产技术均以60Si2Mn(A)弹簧钢为基础，改用CN 1380434A 内的弹簧钢，是要付出投资和时间为代价的。另外，B加入弹簧钢中提高了淬透性，特别适合 于大截面的弹簧钢，但对于小截面的弹簧钢，则增加了钢的淬裂倾向，使得热处理工艺很难 制定，即使确定了合理的热处理工艺，也会由于每炉钢化学组分的差异，出现淬火不当，导 致弹簧钢淬裂，增加工厂废品的现象。由于弹簧连接件大多采用小14和小20圆棒的弹簧 钢制造，属于小截面弹簧钢，普通硅锰系弹簧钢已完全可满足淬透性的要求，因此，选用含B3弹簧钢是不太合适的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的弹簧钢的制备方法不能用于60Si2Mn (A)弹簧钢的缺点，提供一种能够用于制备60Si2Mn(A)弹簧钢的生产方法，可大幅度的提高弹簧钢的内在质量，使制成的铁路减振用弹簧连接件的疲劳寿命达到500万次。 根据本专利技术的制备弹簧钢的方法，该方法包括对铁水进行吹炼，然后将钢液和部分钢渣出钢到钢包中进行精炼，对精炼后的钢液进行脱气，以及对脱气后的钢液铸塑成型，所述精炼的方法包括对钢包中的钢液和钢渣进行脱氧和调渣，其中，所述脱氧的方法包括在出钢完毕之前加完第一脱氧剂和在出钢完毕之后向钢液中加入第二脱氧剂，所述第一脱氧剂为不含Al的脱氧剂，所述第一脱氧剂的用量使所述钢渣中FeO+MnO的量不大于2. 5重量％，所述第二脱氧剂为铝，所述第二脱氧剂的用量使钢液中Als的含量为0. 02-0. 04重量X，所述Als为酸溶铝。 由于将钢液从转炉出钢到钢包中不可避免地会有部分钢渣随钢液一起带到钢包 中，因此精炼的过程既包括去除钢液氧势而产生的脱氧产物和其它夹杂，还包括对钢渣进 行脱氧，从而破坏钢液和钢渣之间的氧平衡，使钢液中的氧向钢渣中传递从而获得含氧量 低的钢。虽然通常炼钢过程中希望随钢液进入精炼过程的钢渣越少越好，由于目前出钢时 不可避免地会夹带有钢渣，而且由于吹炼过程中也会将部分铁氧化成为钢渣，因此，通过精 炼还可以从钢渣中回收部分铁。钢渣的密度通常比钢液要小因此出钢后钢渣是浮在钢液上 的，本专利技术的专利技术人发现，在出完钢之前用不含A1的第一脱氧剂对钢渣和钢液进行脱氧， 出钢完毕后向钢包中快速喂入作为第二脱氧剂的Al线，以此保证A1线在钢渣中溶化之前 已经进入钢液，来实现Al线仅对钢液进行脱氧，并在随后的炼钢生产中不再加入Al，从而 避免了铝将钢渣中的钛还原到钢液中，因此保证制得的钢中Ti的含量不超过O. 003%，并 有效地提高由此制得的弹簧钢的疲劳寿命。使用本专利技术的方法生产的弹簧钢制成的弹簧连 接件的疲劳寿命达到500万次，且在500万次疲劳试验后弹簧连接件的残余型变量不大于 l毫米。 另外，使用本专利技术的方法生产的弹簧钢，各弹簧连接件生产厂不用改动设备也不 用改动现有的炼钢工序的技术参数，就能生产出满足高速铁路减振用的高质量的弹簧连接 件产品。具体实施例方式根据本专利技术的制备弹簧钢的方法，该方法包括对铁水进行吹炼，然后将钢液出钢 到钢包中进行精炼，对精炼后的钢液进行脱气，以及对脱气后的钢液铸造成型，所述精炼的 方法包括对钢包中的钢液和钢渣进行脱氧和调渣，其中，所述脱氧的方法包括在转炉出钢 完毕之前加完第一脱氧剂和在出钢完毕之后向钢液中加入第二脱氧剂，所述第一脱氧剂为 不含Al的脱氧剂，所述第一脱氧剂的用量使所述钢渣中FeO+MnO的量不大于2. 5重量％， 所述第二脱氧剂为铝，所述第二脱氧剂的用量使钢液中Als的含量为O. 02-0. 04重量％，所 述Als为酸溶铝。 按脱氧工艺类型可大致将钢分为用铝脱氧的铝镇静钢和用硅脱氧的硅镇静钢两种，铝镇静钢具有比硅镇静钢更低的氧平衡浓度，铝镇静钢中的总氧量(T)也比硅镇静钢更低，所以大部分厂家采用铝脱氧工艺进行生产，以获得很低氧含量的钢。通常情况下采用铝脱氧时，钢中的酸溶铝(Als)的量通常较高，从而得到含氧量低的钢。但在这种情况下，很容易发生铝的二次氧化，产生大量的不利于疲劳性能的脆性A1203夹杂，严重时还会引起水口结瘤造成浇铸困难。通常解决的办法是进行钢液的钙处理，例如采用在高碱度条件下精炼或通过钢液喂含钙线，从而得到低熔点的铝酸钙夹杂物(C12A7、 C3A、 CA，式中C代表CaO， A代表A1203)，但是这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备弹簧钢的方法，该方法包括对铁水进行吹炼，然后将钢液和部分钢渣出钢到钢包中进行精炼，对精炼后的钢液进行脱气，以及对脱气后的钢液铸塑成型，所述精炼的方法包括对钢包中的钢液和钢渣进行脱氧和调渣，其特征在于，所述脱氧的方法包括在出钢完毕之前加完第一脱氧剂和在出钢完毕之后向钢液中加入第二脱氧剂，所述第一脱氧剂为不含Ａｌ的脱氧剂，所述第一脱氧剂的用量使所述钢渣中ＦｅＯ＋ＭｎＯ的量不大于２．５重量％，所述第二脱氧剂为铝，所述第二脱氧剂的用量使钢液中Ａｌｓ的含量为０．０２－０．０４重量％，所述Ａｌｓ为酸溶铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，李纪仁，江南红，邓通武，陶功明，陈小龙，徐华东，刘昌恒，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，攀枝花钢铁集团公司，攀枝花新钢钒股份有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]