專利名稱：：一種制備彈簧鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備彈簧鋼的方法。
背景技術(shù)：
：近期，我國(guó)正在實(shí)施鐵道客運(yùn)專線的建設(shè)，根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)客運(yùn)專線大多采用輪軌式高速鐵路，火車時(shí)速為每小時(shí)250公里以上。輪軌式高速鐵路必須采用彈簧連接件(鋼軌和鋼筋枕的彈簧連接件，通常稱為彈條或彈簧扣件)減振，而彈簧部件通常在十分惡劣的條件下工作，在目前的鐵路運(yùn)行條件下，要求彈簧鋼連接件，特別是60Si2MnA彈簧鋼連接件的疲勞壽命必須達(dá)到500萬(wàn)次，且疲勞試驗(yàn)后的殘余變性量必須小于1毫米，才能滿足鐵路運(yùn)營(yíng)需要。因此，研究開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的彈簧鋼十分必要。CN1386885A中提供了一種高強(qiáng)度、高塑韌性、低成本的高速列車鐵路減振用彈簧鋼，該彈簧鋼的制備方法包括以下步驟按照各成分含量分別為C0.48-0.54、Mn1.15-14.5、Si1.30-1.60、Cr0.80-1.10、P《0.020、S《0.020、V0.15-0.25、Mo《0.010，余量為Fe，通過(guò)電爐+LF爐精煉+VD真空處理，然后進(jìn)行模鑄、初軋開(kāi)坯、探傷、修磨、軋制、精整、熱處理、包裝入庫(kù)的方法進(jìn)行，其中，加熱的溫度為1000-105(TC，開(kāi)軋的溫度為980-100(TC，終軋的溫度為830-880°C。通過(guò)熱處理后具有ob>1900MPa、os>1730MPa、S>17%、v>38%的力學(xué)性能，但沒(méi)有公開(kāi)任何關(guān)于彈簧鋼疲勞性能的測(cè)試數(shù)據(jù)，以說(shuō)明該發(fā)明鋼的疲勞性能是否優(yōu)良。另外該彈簧鋼雖然不含有Ni元素，但與硅錳系彈簧鋼現(xiàn)比，還是添加了價(jià)格昂貴的V、Cr元素，以及少量的Mo元素，粗約估計(jì)即使鋼中添加O.15X的V和0.05X的Mo元素，也會(huì)使每噸鋼的成本增加700元(人民幣)以上，實(shí)際上經(jīng)濟(jì)性并不是十分理想。CN1380434A中提供了一種在現(xiàn)有硅錳系彈簧鋼的基礎(chǔ)上降低C含量，同時(shí)添加B元素的方法來(lái)降低鋼的脫碳傾向、提高鋼的淬透性，同時(shí)通過(guò)改進(jìn)鋼的熱處理工藝，獲得最佳的力學(xué)性能配合(強(qiáng)韌性配合)，使制成的彈簧連接件的疲勞壽命在500萬(wàn)次以上，可滿足我國(guó)高速鐵路減振用彈簧鋼的要求。該彈簧鋼的制備方法包括以下步驟對(duì)化學(xué)成分(以質(zhì)量百分比計(jì))為C0.26-0.42%、Si1.-2.0%、Mn0.6-1.0%、P、S《0.030%、Cr、V、Ni《0.35%、Cu《0.25%、Bs0.003-0.0008%，余量為Fe的鋼進(jìn)行熱處理，所述熱處理中淬火的介質(zhì)為水溶液；淬火的溫度為800-1000°C，回火的溫度為300-480°C。該方法制得的鋼中沒(méi)有添加昂貴的合金元素，從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，是優(yōu)于CN1386885A中所發(fā)明的彈簧鋼的。但我國(guó)鐵道彈簧連接件一直采用60Si2Mn(A)彈簧鋼制造，各彈簧連接件生產(chǎn)廠的工藝流程、設(shè)備，以及各種生產(chǎn)技術(shù)均以60Si2Mn(A)彈簧鋼為基礎(chǔ)，改用CN1380434A內(nèi)的彈簧鋼，是要付出投資和時(shí)間為代價(jià)的。另外，B加入彈簧鋼中提高了淬透性，特別適合于大截面的彈簧鋼，但對(duì)于小截面的彈簧鋼，則增加了鋼的淬裂傾向，使得熱處理工藝很難制定，即使確定了合理的熱處理工藝，也會(huì)由于每爐鋼化學(xué)組分的差異，出現(xiàn)淬火不當(dāng)，導(dǎo)致彈簧鋼淬裂，增加工廠廢品的現(xiàn)象。由于彈簧連接件大多采用小14和小20圓棒的彈簧鋼制造，屬于小截面彈簧鋼，普通硅錳系彈簧鋼已完全可滿足淬透性的要求，因此，選用含B3彈簧鋼是不太合適的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的彈簧鋼的制備方法不能用于60Si2Mn(A)彈簧鋼的缺點(diǎn)，提供一種能夠用于制備60Si2Mn(A)彈簧鋼的生產(chǎn)方法，可大幅度的提高彈簧鋼的內(nèi)在質(zhì)量，使制成的鐵路減振用彈簧連接件的疲勞壽命達(dá)到500萬(wàn)次。根據(jù)本發(fā)明的制備彈簧鋼的方法，該方法包括對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉，對(duì)精煉后的鋼液進(jìn)行脫氣，以及對(duì)脫氣后的鋼液鑄塑成型，所述精煉的方法包括對(duì)鋼包中的鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧和調(diào)渣，其中，所述脫氧的方法包括在出鋼完畢之前加完第一脫氧劑和在出鋼完畢之后向鋼液中加入第二脫氧劑，所述第一脫氧劑為不含Al的脫氧劑，所述第一脫氧劑的用量使所述鋼渣中FeO+MnO的量不大于2.5重量％，所述第二脫氧劑為鋁，所述第二脫氧劑的用量使鋼液中Als的含量為0.02-0.04重量X，所述Als為酸溶鋁。由于將鋼液從轉(zhuǎn)爐出鋼到鋼包中不可避免地會(huì)有部分鋼渣隨鋼液一起帶到鋼包中，因此精煉的過(guò)程既包括去除鋼液氧勢(shì)而產(chǎn)生的脫氧產(chǎn)物和其它夾雜，還包括對(duì)鋼渣進(jìn)行脫氧，從而破壞鋼液和鋼渣之間的氧平衡，使鋼液中的氧向鋼渣中傳遞從而獲得含氧量低的鋼。雖然通常煉鋼過(guò)程中希望隨鋼液進(jìn)入精煉過(guò)程的鋼渣越少越好，由于目前出鋼時(shí)不可避免地會(huì)夾帶有鋼渣，而且由于吹煉過(guò)程中也會(huì)將部分鐵氧化成為鋼渣，因此，通過(guò)精煉還可以從鋼渣中回收部分鐵。鋼渣的密度通常比鋼液要小因此出鋼后鋼渣是浮在鋼液上的，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在出完鋼之前用不含A1的第一脫氧劑對(duì)鋼渣和鋼液進(jìn)行脫氧，出鋼完畢后向鋼包中快速喂入作為第二脫氧劑的Al線，以此保證A1線在鋼渣中溶化之前已經(jīng)進(jìn)入鋼液，來(lái)實(shí)現(xiàn)Al線僅對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，并在隨后的煉鋼生產(chǎn)中不再加入Al，從而避免了鋁將鋼渣中的鈦還原到鋼液中，因此保證制得的鋼中Ti的含量不超過(guò)O.003%，并有效地提高由此制得的彈簧鋼的疲勞壽命。使用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的彈簧鋼制成的彈簧連接件的疲勞壽命達(dá)到500萬(wàn)次，且在500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)后彈簧連接件的殘余型變量不大于l毫米。另外，使用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的彈簧鋼，各彈簧連接件生產(chǎn)廠不用改動(dòng)設(shè)備也不用改動(dòng)現(xiàn)有的煉鋼工序的技術(shù)參數(shù)，就能生產(chǎn)出滿足高速鐵路減振用的高質(zhì)量的彈簧連接件產(chǎn)品。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的制備彈簧鋼的方法，該方法包括對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉，對(duì)精煉后的鋼液進(jìn)行脫氣，以及對(duì)脫氣后的鋼液鑄造成型，所述精煉的方法包括對(duì)鋼包中的鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧和調(diào)渣，其中，所述脫氧的方法包括在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢之前加完第一脫氧劑和在出鋼完畢之后向鋼液中加入第二脫氧劑，所述第一脫氧劑為不含Al的脫氧劑，所述第一脫氧劑的用量使所述鋼渣中FeO+MnO的量不大于2.5重量％，所述第二脫氧劑為鋁，所述第二脫氧劑的用量使鋼液中Als的含量為O.02-0.04重量％，所述Als為酸溶鋁。按脫氧工藝類型可大致將鋼分為用鋁脫氧的鋁鎮(zhèn)靜鋼和用硅脫氧的硅鎮(zhèn)靜鋼兩種，鋁鎮(zhèn)靜鋼具有比硅鎮(zhèn)靜鋼更低的氧平衡濃度，鋁鎮(zhèn)靜鋼中的總氧量(T[O])也比硅鎮(zhèn)靜鋼更低，所以大部分廠家采用鋁脫氧工藝進(jìn)行生產(chǎn)，以獲得很低氧含量的鋼。通常情況下采用鋁脫氧時(shí)，鋼中的酸溶鋁(Als)的量通常較高，從而得到含氧量低的鋼。但在這種情況下，很容易發(fā)生鋁的二次氧化，產(chǎn)生大量的不利于疲勞性能的脆性A1203夾雜，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起水口結(jié)瘤造成澆鑄困難。通常解決的辦法是進(jìn)行鋼液的鈣處理，例如采用在高堿度條件下精煉或通過(guò)鋼液喂含鈣線，從而得到低熔點(diǎn)的鋁酸鈣夾雜物(C12A7、C3A、CA，式中C代表CaO，A代表A1203)，但是這些鋁酸鈣夾雜尺寸較大，也不利于彈簧鋼的疲勞性能。另外，在采用硅脫氧的情況下，鋼中的總氧含量(T[O])較高，這意味著鋼中的夾雜總量很高。在此情況下，也不可能得到高疲勞性能的彈簧鋼。而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)本發(fā)明的方法，將所述酸溶鋁(Als)的含量控制為0.01-0.04重量％，優(yōu)選為0.02-.04重量％時(shí)即可較好地避免上述缺陷的產(chǎn)生，有利于提高鋼的抗疲勞性能。鋼中的鋁分為兩種，一種是來(lái)不及上浮到鋼渣中的脫氧產(chǎn)物A1^中的鋁，由于A1A不能溶于酸中，所以將與氧結(jié)合的鋁稱為酸不溶鋁，將其余可被酸溶解的鋁稱為酸溶鋁，酸溶鋁常用"Als"表示，鋼中酸溶鋁和酸不溶鋁之和稱為全鋁，常用"Al"或"Alt"表示。本發(fā)明所稱的酸溶鋁指如以上所描述的存在于鋼中可以被酸溶解的鋁(Als)，所涉及的對(duì)酸溶鋁的量的表述也指上述可以被酸溶解的酸溶鋁中鋁元素的量。另外，Ti用于固定鋼中的氮元素。雖然在完全脫氧的條件下，鋼中的Ti形成5微米以上的碳化鈦(TiC)、氮化鈦(TiN)和碳氮化鈦(TiCN)中的一種或幾種，它們可阻止奧氏體晶界長(zhǎng)大，但是如果鈦含量過(guò)多則會(huì)形成大顆粒的TiC、TiN和TiCN中的一種或幾種的粒子，反而極大地惡化鋼的韌性和抗疲勞性能。因此需要將鋼中的Ti控制在盡可能低的范圍內(nèi)。本發(fā)明提供的制備彈簧鋼的方法通過(guò)在鋼包內(nèi)進(jìn)行的精煉脫氧過(guò)程中一次加入足量的A1或含有A1的脫氧劑，并在其它的冶煉過(guò)程例如吹煉和精煉過(guò)程中不再添加A1或含有A1的脫氧劑，僅通過(guò)使用不含A1的脫氧劑來(lái)對(duì)鋼渣和鋼液進(jìn)行脫氧，避免了將鋼渣中的Ti還原到鋼液中，保證了所得彈簧鋼中Ti的含量很低，通常不超過(guò)0.015重量，優(yōu)選不超過(guò)0.006重量％，更優(yōu)選不超過(guò)0.003重量％，并使由該方法制得的彈簧鋼具有較好的抗疲勞性能，保證了由該彈簧鋼制得的彈簧連接件的疲勞壽命。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉的方法可以為本領(lǐng)域所公知的各種吹煉的方法，例如低拉增碳法或高拉補(bǔ)吹法(或稱為高拉碳法)。所述低拉增碳法是指不管冶煉何種碳含量范圍的鋼，在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳煉鋼的最后將碳的范圍均控制到較低的水平，通常為0.03-0.1重量％(例如，冶煉碳含量為0.54-0.64重量％的鋼，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉時(shí)，先對(duì)鐵水進(jìn)行吹氧脫碳，成為碳含量為0.03-0.1重量％的鋼液)，然后加入增碳劑使碳含量達(dá)到所需要的水平的方法。所述高拉補(bǔ)吹法是指針對(duì)各種碳含量范圍要求的鋼，在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳煉鋼的最后將碳的范圍控制到略低于成品鋼的目標(biāo)的碳含量，隨后少量地(或基本不)向鋼液中添加增碳劑的方法。由于低拉增碳法不管冶煉何種鋼，其轉(zhuǎn)爐的操作工藝只有一種，即只需對(duì)鐵水進(jìn)行吹氧脫碳得到碳含量為0.03-0.1重量％的鋼水就可以出鋼，而高拉補(bǔ)吹法針對(duì)不同的種類的鋼需要多種相應(yīng)的的轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，因此低拉增碳法具有更加廣泛的適用性，實(shí)際上簡(jiǎn)化了轉(zhuǎn)爐操作，符合工業(yè)生產(chǎn)的需求，利于轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)化控制和產(chǎn)量的提高。但是，由于低拉增碳法需要加入增碳劑來(lái)提高鋼中碳的含量，特別是在冶煉高碳鋼時(shí)需加入大量的增碳劑，因此增碳劑中的有害元素硫也隨同加到了鋼液中，增加了隨后進(jìn)行的精煉的難度。而高拉補(bǔ)吹法的正好和低拉增碳法相反，由于其只需要少量地或基本不加入增碳劑量，由此極大地減少了引入的有害元素硫的量，使隨后精煉過(guò)程中能較容易地將這些有害元素控制在更低的含量上，有利于質(zhì)量的控制。而彈簧鋼屬于質(zhì)量要求很高品種的鋼，對(duì)其良好的疲勞性能更是具有嚴(yán)格的要求。通常采用轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)彈簧鋼的鋼廠認(rèn)為低拉增碳法難以滿足彈簧鋼的高質(zhì)量要求，因此一般采用高拉補(bǔ)吹法進(jìn)行冶煉限制了煉鋼生產(chǎn)的機(jī)械化。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用低拉增碳法得到碳含量降低至0.3-0.1重量％的鋼液，隨后加入增碳劑使鋼液中的碳含量為0.59-0.64重量％，同時(shí)通過(guò)從開(kāi)始出鋼到出鋼完畢前的過(guò)程中，向鋼液和鋼渣中加完不含鋁的脫氧劑進(jìn)行脫氧精煉，并在出鋼完畢后采用在鋼包內(nèi)一次性加入足量的Al對(duì)鋼液進(jìn)行脫氧，在其它的冶煉過(guò)程例如吹煉和隨后進(jìn)行的精煉過(guò)程中不再添加Al或含有Al的脫氧劑，而僅通過(guò)不含鋁的脫氧劑對(duì)鋼渣和/或進(jìn)行脫氧的方法，一方面能減少或避免了Al將鋼渣中的Ti還原到鋼液中，另一方面，通過(guò)該方法能使采用低拉增碳法所引入的硫形成MnS塑性?shī)A雜，對(duì)形成的A1203脆性?shī)A雜有一定的包裹作用，反而使所制得的彈簧鋼的抗疲勞性能得到提高，也即不需要如現(xiàn)有技術(shù)所知曉地需要將硫的含量控制得越低對(duì)彈簧鋼的抗疲勞性能越好，相反，該方法能將硫的含量控制在適當(dāng)?shù)姆秶愿玫靥岣咪摰目蛊谛阅?。因此本發(fā)明優(yōu)選使用低拉增碳法對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉的方法來(lái)生產(chǎn)較高質(zhì)量的彈簧鋼，具有更廣泛的適用性和更簡(jiǎn)易的操作性，有利于生產(chǎn)的機(jī)械化生產(chǎn)，具有更廣的推廣價(jià)值。更具體地說(shuō)，所述對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉的方法包括向鐵水中通入氧氣并加入造渣劑，得到碳含量為0.03-0.1重量％的鋼液，在出鋼完畢之前向鋼液中加入增碳劑。所述造渣劑可以是本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種造渣劑，例如可以是石灰和/或白云石，相對(duì)于1噸所述鐵水，加入造渣劑的量為45-60千克。所述增碳劑可以是本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種增碳劑，例如可以是無(wú)煙煤和/或?yàn)r青焦，增碳劑的用量使出鋼完畢后鋼液中的碳含量為0.59-0.64重量％。在出鋼過(guò)程中，不可避免地會(huì)有部分鋼渣隨鋼液進(jìn)入鋼包，雖然鋼渣中存在的少量鐵的氧化物在隨后的精煉過(guò)程中被還原到鋼液中，通常還是希望出鋼過(guò)程中帶入鋼包中的鋼渣盡量地少，但目前的煉鋼技術(shù)很難做到這點(diǎn)，通常情況下，相對(duì)于每噸鐵水帶到鋼包中的鋼渣量約為4-12千克。因而精煉的脫氧過(guò)程主要包括去除鋼液中殘留的硫、氧化產(chǎn)物，例如A1A、S叫等，并降低鋼渣的氧勢(shì)以利于鋼液中的氧向鋼渣中傳遞，從而降低鋼液中的氧，使鋼液得到精煉，同時(shí)還包括還原鋼渣中的鐵的氧化物，以增加鐵的利用率。本發(fā)明的方法采用在將夾帶有部分鋼渣的鋼液出鋼到鋼包中的過(guò)程中加完第一脫氧劑，也即從開(kāi)始出鋼到出鋼完畢前加完不含A1的第一脫氧劑，所加入的第一脫氧劑隨著出鋼過(guò)程中鋼液的流動(dòng)與鋼液和鋼渣能更充分接觸，以盡可能多地脫除鋼液和鋼渣中的氧。所述第一脫氧劑可以本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種不含A1的脫氧劑，例如可以是硅粉、碳粉和碳化鈣(CaC2)中的一種或幾種。由于硅粉會(huì)改變精煉渣的堿度，其用量受到較大的限制，因此第一脫氧劑優(yōu)選為碳化鈣和碳粉，更優(yōu)選為碳化硅。實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用電石(Ca(^含量約為70-90重量％)作為碳化鈣的來(lái)源。更優(yōu)選地，所述第一脫氧劑為顆粒形式，且顆粒直徑優(yōu)選不超過(guò)1-3毫米。所述第一脫氧劑的加入的時(shí)間可以從開(kāi)始出鋼到出鋼完畢前的任何時(shí)候，例如可以在進(jìn)行出鋼的同時(shí)加入第一脫氧劑，也可以出鋼一部分后再加入第一脫氧劑，只要在出鋼完畢前將第一脫氧劑加完即可。優(yōu)選地，在出鋼量為總鋼液量的1/4-1/2時(shí)開(kāi)始加入所述第一脫氧劑。第一脫氧劑的用量使鋼渣中Fe0+Mn0的量不大于2.5重量X。優(yōu)選地，相對(duì)于每噸的鐵水，所述第一脫氧劑的用量為1.5-2.5千克。對(duì)所述增碳劑和第一脫氧劑加入的順序沒(méi)有特別的要求，例如可以先加入增碳劑再加入第一脫氧劑，也可以先加入第一脫氧劑再加入增碳劑，或者同時(shí)加入增碳劑和第一脫氧劑。優(yōu)選同時(shí)加入增碳劑和第一脫氧劑。更優(yōu)選地，在加入增碳劑和第一脫氧劑的同時(shí)加入硅鐵合金和/或硅錳鐵合金?？梢愿鶕?jù)具體的冶煉情況選擇本領(lǐng)域公知的各種所述硅鐵合金和/或硅錳鐵合金的種類和加入的量。由于鋼渣的密度比鋼液要小，出鋼到鋼包中的鋼渣通常是以液態(tài)渣的形式浮在鋼液上。此時(shí)向鋼液中加入脫氧劑無(wú)疑要先經(jīng)過(guò)鋼渣，與鋼渣接觸。為了盡量減少甚至避免鋼渣與第二脫氧劑鋁的接觸，本發(fā)明優(yōu)選采用出鋼完畢后向鋼包中快速加入A1，使加入的Al還沒(méi)來(lái)得及與浮在鋼液上的鋼渣反應(yīng)就已經(jīng)穿過(guò)鋼渣到達(dá)鋼液來(lái)脫除鋼液中的氧的方法，也即，使加入的Al僅與鋼液反應(yīng)，進(jìn)一步地降低鋼液中的氧并避免了Al將鋼渣中的Ti還原到鋼液中。優(yōu)選地，所述加入第二脫氧劑的方法為通過(guò)喂線機(jī)向鋼包中喂入A1線。更優(yōu)選地，Al線的喂入速度為8-12米/秒。鋁線的直徑優(yōu)選為5-12mm，更優(yōu)選為8-10mm。所述A1線的用量使脫氧后的鋼液中氧活度(a[Q])不大于20ppm，鋼液中Als的含量約為0.02-0.04重量％，優(yōu)選為0.03-0.04重量％。具體地說(shuō)，相對(duì)于每噸的鐵水，所述第二脫氧劑的用量為0.4-0.6千克。進(jìn)行該步的脫氧后，在隨后的煉鋼的工序中，不再加入金屬Al或含有金屬Al的脫氧劑。所述調(diào)渣的方法包括向脫氧后的鋼渣和鋼液中加入第三脫氧劑和調(diào)渣劑，所述第三脫氧劑為不含Al的脫氧劑，第三脫氧劑的用量使鋼渣中FeO+MnO的含量不大于1.5重量％?？偟脑瓌t是使脫氧后的鋼渣中FeO+MnO的含量盡可能的低，也就是說(shuō)，所述1.5重量％表示的是加入第三脫氧劑后鋼渣中FeO+MnO的含量的上限值，若第一脫氧劑的用量使鋼渣中Fe0+Mn0的含量為1.5_2.5重量％時(shí)，第三脫氧劑的用量至少要使得鋼渣中Fe0+Mn0的含量低于1.5重量％，若第一脫氧劑的用量使鋼渣中Fe0+Mn0的含量已經(jīng)低于1.5重量％，優(yōu)選仍然加入第三脫氧劑，進(jìn)一步降低鋼渣中Fe0+Mn0的含量。更具體地說(shuō)，相對(duì)于每噸鐵水所述第三脫氧劑的用量為1-2千克。在此，所述脫氧后的鋼渣是指進(jìn)行所述精煉中的脫氧后的鋼渣。所述第三脫氧劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種不含A1的脫氧劑，例如可以是硅粉、碳粉和碳化鈣(CaC2)中的一種或幾種。由于硅粉會(huì)改變精煉渣的堿度，其用量受到較大的限制，因此第三脫氧劑優(yōu)選為碳化鈣和碳粉，更優(yōu)選為碳化硅。實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用電石(Ca(^含量約為70-90重量％)作為碳化鈣的來(lái)源。。更優(yōu)選地，所述第三脫氧劑為顆粒形式，且顆粒直徑優(yōu)選不超過(guò)1-3毫米。所述調(diào)渣劑的用量使鋼渣中Ca0和Si02的重量比(Ca0:Si(^，重量重量)為3-5，優(yōu)選為4-5。所述第三脫氧劑可以與第一脫氧劑相同或不同。所述調(diào)渣劑可以是本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種調(diào)渣劑，例如所述為石灰和/或螢石。所述精煉優(yōu)選在LF爐中進(jìn)行精煉，所述精煉的溫度可以為1500-1565t:，精煉的時(shí)間可以為5-20min。在精煉的過(guò)程中，鋼液中的C、Si和Mn的含量幾乎不會(huì)改變，P的含量會(huì)有所提高，但不會(huì)超過(guò)O.03重量X，Ti的含量會(huì)稍微增加，但保持在不高于0.02重量％的水平上，而S的含量會(huì)有所降低但不會(huì)超過(guò)O.02重量％，Als的含量會(huì)有所降低，達(dá)到0.01-0.02重量％的水平。精煉后，將鋼液轉(zhuǎn)入脫氣設(shè)備中進(jìn)行脫氣。所述脫氣的方法可以使用本領(lǐng)域公知的各種脫氣的方法，例如真空精煉法(VD法)，或鋼液真空循環(huán)脫氣法(RH法)。優(yōu)選地，所述脫氣的條件包括真空度為300Pa以下，脫氣的時(shí)間為10-20分鐘，優(yōu)選為12-15分鐘。所述真空度指真空循環(huán)脫氣設(shè)備的真空室內(nèi)的絕對(duì)壓力。真空度的數(shù)值越小，代表該真空室內(nèi)的空氣越少。對(duì)脫氣后的鋼液鑄造成型的方法可以為本領(lǐng)公知的各種方法，例如鑄錠或連鑄等。優(yōu)選通過(guò)連鑄方法對(duì)脫氣后的鋼液鑄造成型。更優(yōu)選地，連鑄的溫度為1470-1500°C，時(shí)間為30-50min。進(jìn)一步地，本發(fā)明的方法還可以根據(jù)所需要加工的彈簧鋼產(chǎn)品對(duì)鑄造成型的鋼錠或鑄坯進(jìn)行軋制、精整的步驟。所述軋制、精整的步驟為本領(lǐng)域公知的，沒(méi)有特別的限定。根據(jù)本發(fā)明的方法制得的彈簧鋼制成的彈簧鋼連接件，其中，以得到彈簧鋼的總重量為基準(zhǔn)，該彈簧鋼中含有0.59-0.64重量％的C、1.6-2重量％的Si、0.6_0.9重量％的Mn、0-0.015重量％的Ti和0.0055-0.03重量％的S，O.01-0.02重量％的Als，余量為鐵。下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步地闡述根據(jù)本發(fā)明的制備彈簧鋼的方法及彈簧鋼連接件。實(shí)施例1本實(shí)施例用以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明彈簧鋼的制備方法。(1)將135噸鐵水(其中含有3.5重量X的C、0.018重量X的S)加入120噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉，吹煉過(guò)程中加入6.1噸石灰造渣，控制吹煉終點(diǎn)鋼液中碳的含量為0.05重量％。在169(TC下出鋼到鋼包中，出鋼到鋼包中的鋼液的量為125噸，鋼渣約為1噸，占煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的總渣量的15.2重量％，在出鋼時(shí)開(kāi)始加入并在出鋼完畢前加完820千克的無(wú)煙煤、2900千克的硅鐵合金(硅含量75%)和1600千克的硅錳鐵合金(硅含量18%，錳含量66%)和270千克的電石(其中CaC2的含量為75%)，出鋼完畢后鋼液中的碳含量為0.59重量^，然后以8米/秒的速度喂入54千克的Al線(Al線的直徑為小10毫米)。隨后測(cè)得鋼液中a[Q]為10卯m，鋼液中Als的量為0.035重量％、鋼渣中FeO的含量為1.5重量％、MnO的含量為0.2重量％。(2)然后在LF爐精煉鋼液。先向鋼包中加入135千克的電石，以及600千克的石灰和30千克的螢石，在1525t:下加熱12分鐘。分析鋼包中鋼渣中FeO含量小于O.5重量％、MnO含量為0.12重量％、CaO為50.6重量％、Si02為16.5重量％。鋼液中Ti的含量為0.002重量X、Als的含量為0.02重量％、a[Q]為1.5ppm。(3)然后在真空度為lOPa的條件下進(jìn)行RH法脫氣10分鐘，然后在6機(jī)6流連鑄機(jī)上澆鑄成280X325mm鑄坯。鑄機(jī)強(qiáng)制冷卻段冷卻速度為24°C/分鐘，冷卻到IOO(TC后，采用自然空冷方式冷卻到室溫，隨后在70米長(zhǎng)的步進(jìn)式加熱爐內(nèi)加熱到120(TC后，并在950-800-800-850橫列式軋機(jī)上軋制成150X150mm方鋼，方鋼自然冷卻后，再經(jīng)過(guò)步進(jìn)式8加熱爐加熱到115(TC后，連軋成(M4的圓棒。將軋成的小14的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)結(jié)束后，彈簧連接件均保持完好未斷裂，按照殘余變形=(E試驗(yàn)后殘余變形)/10計(jì)算得到殘余變形值為0.19mm。對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制備，不同的是，步驟(1)中從開(kāi)始出鋼到出鋼完畢前加150kg鋁餅對(duì)鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧。將軋成的小14的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，當(dāng)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行到450萬(wàn)次時(shí)發(fā)生斷裂。對(duì)比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制備，不同的是，步驟(1)中從開(kāi)始出鋼到出鋼完畢前加150kg鋁餅對(duì)鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧，且步驟(2)中向鋼包中加入50kg鋁丸進(jìn)行脫氧。將軋成的小14的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，當(dāng)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行到380萬(wàn)次時(shí)發(fā)生斷裂。實(shí)施例2本實(shí)施例用以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明彈簧鋼的制備方法。(1)將135噸鐵水(其中含有3.8重量X的C、0.02重量X的S)加入120噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉，吹煉過(guò)程中加入8.1噸石灰和白云石造渣，控制吹煉終點(diǎn)鋼液中碳的含量為0.03重量％。在169(TC下出鋼到鋼包中，出鋼到鋼包中的鋼液的量為126噸，鋼渣約為1噸，占轉(zhuǎn)爐吹煉后期總渣量的13.1重量％，在出鋼時(shí)開(kāi)始加入并在出鋼完畢前加完900千克的無(wú)煙煤，并在出鋼量約為32噸時(shí)開(kāi)始加入并在出鋼完畢前加入450千克的電石(其中CaC2的含量為75%)，出鋼完畢后鋼液中的碳含量為0.64重量％，然后以10米/秒的速度喂入81千克的A1線(鋁線的直徑為小8毫米)。此時(shí)，鋼液中a[Q]為15卯m，鋼液中Als的量為0.04重量％、鋼渣中FeO的含量為1.2重量X、MnO的含量為0.2重量％。(2)然后在LF爐精煉鋼液。先向鋼包中加入270千克的電石，以及700千克的石英，在1565t:下加熱5分鐘。分析鋼包中鋼渣中FeO為O.5重量X、MnO含量為0.1重量％、CaO為51.5重量X、Si02為13重量％。精煉后鋼液中Ti的含量為0.0015重量％、Als的含量為0.02重量％、a[Q]為1.Oppm。(3)然后在真空度為300Pa的條件下進(jìn)行RH法脫氣20分鐘，然后在6機(jī)6流連鑄機(jī)上澆鑄成280X325mm鑄坯。鑄機(jī)強(qiáng)制冷卻段冷卻速度為24°C/分鐘，冷卻到IOO(TC后，采用自然空冷方式冷卻到室溫，隨后在70米長(zhǎng)的步進(jìn)式加熱爐內(nèi)加熱到120(TC后，并在950-800-800-850橫列式軋機(jī)上軋制成150X150mm方鋼，方鋼自然冷卻后，再經(jīng)過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱到115(TC后，連軋成小20的圓棒。將軋成的小20的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)結(jié)束后，彈簧連接件均保持完好未斷裂，按照殘余變形=(E試驗(yàn)后殘余變形)/10計(jì)算得到殘余變形值為0.27mm。實(shí)施例3本實(shí)施例用以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明彈簧鋼的制備方法。(1)將135噸鐵水(其中含有4重量X的C、0.015重量X的S)加入120噸轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉，吹煉過(guò)程中加入7噸石灰，控制吹煉終點(diǎn)鋼液中碳的含量為0.04重量％。在1685°C9下出鋼到鋼包中，出鋼到鋼包中的鋼液的量為124噸，鋼渣為0.8噸，占轉(zhuǎn)爐吹煉后期總渣量的11.0重量％，在出鋼時(shí)開(kāi)始加入并在出鋼完畢前加完850千克的無(wú)煙煤、2900千克的硅鐵合金(硅含量75%)和1600千克的硅錳鐵合金(硅含量18%，錳含量66%)，并從出鋼量約為60噸開(kāi)始到出鋼完畢前加完320千克的電石(其中CaC2的含量為70%)，出鋼完畢后鋼液中的碳含量為0.6重量％，然以12米/秒的速度喂入65千克的Al線(鋁線的直徑為小9毫米)。此時(shí)，鋼液中a[Q]為10卯m，鋼液中Als的量為O.03重量X、鋼渣中FeO的含量為1.5重量X、MnO的含量為1重量％。(2)然后將鋼包轉(zhuǎn)入LF爐中進(jìn)行精煉。先向鋼包中加入200千克的電石，以及650千克的石灰和50千克的螢石，在154(TC下加熱20分鐘。分析鋼包中鋼渣中FeO為小于0.8重量X、MnO含量為0.1重量X、CaO為56.9重量％、Si02為12重量％。精煉后鋼液中Ti的含量為0.001重量X、Als的含量為0.01重量％、a[Q]為2.5ppm。(3)然后在真空度為200Pa的條件下進(jìn)行RH法脫氣15分鐘，然后在6機(jī)6流連鑄機(jī)上澆鑄成280X325mm鑄坯。鑄機(jī)強(qiáng)制冷卻段冷卻速度為24°C/分鐘，冷卻到IOO(TC后，采用自然空冷方式冷卻到室溫，隨后在70米長(zhǎng)的步進(jìn)式加熱爐內(nèi)加熱到120(TC后，并在950-800-800-850橫列式軋機(jī)上軋制成150X150mm方鋼，方鋼自然冷卻后，再經(jīng)過(guò)步進(jìn)式加熱爐加熱到115(TC后，連軋成小20的圓棒。將軋成的小20的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，500萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn)結(jié)束后，彈簧連接件均保持完好未斷裂，按照殘余變形=(E試驗(yàn)后殘余變形)/10計(jì)算得到參與變形值為0.57mm。實(shí)施例4本實(shí)施例用以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明彈簧鋼的制備方法。按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制備彈簧鋼，不同的是，采用高拉補(bǔ)加法對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，即步驟(1)的吹煉過(guò)程中加入7噸石灰，控制吹煉終點(diǎn)鋼液中碳的含量為0.55重量％，在出鋼開(kāi)始時(shí)并在出鋼完畢前加完2900千克的硅鐵合金(硅含量75%)和1600千克的硅錳鐵合金(硅含量18%，錳含量66%)和700千克的電石，然后以11米/秒的速度喂入70千克的A1線(鋁線的直徑為小5毫米)。此時(shí)，鋼包中總含量為10ppm，鋼液中Als的量為0.03重量％、鋼渣中FeO的含量為1.2重量X、MnO的含量為0.2重量％。將軋成的小20的圓棒制成10件彈簧連接件。按照TB/T2329-92中相應(yīng)的方法進(jìn)行500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，500萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)結(jié)束后，彈簧連接件均保持完好未斷裂，按照殘余變形=(E試驗(yàn)后殘余變形)/10計(jì)算得到殘余變形值為0.27mm。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求一種制備彈簧鋼的方法，該方法包括對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉，對(duì)精煉后的鋼液進(jìn)行脫氣，以及對(duì)脫氣后的鋼液鑄塑成型，所述精煉的方法包括對(duì)鋼包中的鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧和調(diào)渣，其特征在于，所述脫氧的方法包括在出鋼完畢之前加完第一脫氧劑和在出鋼完畢之后向鋼液中加入第二脫氧劑，所述第一脫氧劑為不含Al的脫氧劑，所述第一脫氧劑的用量使所述鋼渣中FeO+MnO的量不大于2.5重量％，所述第二脫氧劑為鋁，所述第二脫氧劑的用量使鋼液中Als的含量為0.02-0.04重量％，所述Als為酸溶鋁。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，相對(duì)于每噸的鐵水，所述第一脫氧劑的用量為1.5-2.5千克，所述第二脫氧劑的用量為0.4-0.6千克。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述第二脫氧劑的加入方法為向鋼包中喂鋁線，鋁線的喂入速度為8-12米/秒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉的方法包括向鐵水中通入氧氣并加入造渣劑，得到碳含量為0.03-0.1重量％的鋼液，在出鋼完畢之前向鋼液中加入增碳劑，所述增碳劑的用量使出鋼完畢后鋼液中的碳含量為0.59-0.64重量％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)渣的方法包括向脫氧后的鋼渣和鋼液中加入第三脫氧劑和調(diào)渣劑，所述第三脫氧劑為不含A1的脫氧劑，第三脫氧劑的用量使鋼渣中Fe0+Mn0的含量不大于1.5重量％，所述調(diào)渣劑的用量使鋼渣中Ca0和Si02的重量比為3-5。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，相對(duì)于每噸鐵水，所述第三脫氧劑的用量為1-2千克。7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，所述不含Al的脫氧劑為碳化鈣，所述調(diào)渣劑為石灰或石灰和螢石的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述脫氣的條件包括真空度為300Pa以下，脫氣的時(shí)間為10-20分鐘。全文摘要公開(kāi)了一種制備彈簧鋼的方法，該方法包括對(duì)鐵水進(jìn)行吹煉，然后將鋼液和部分鋼渣出鋼到鋼包中進(jìn)行精煉，對(duì)精煉后的鋼液進(jìn)行脫氣，以及對(duì)脫氣后的鋼液鑄塑成型，所述精煉的方法包括對(duì)鋼包中的鋼液和鋼渣進(jìn)行脫氧和調(diào)渣，其中，所述脫氧的方法包括在出鋼完畢之前加完第一脫氧劑和在出鋼完畢之后向鋼液中加入第二脫氧劑，所述第一脫氧劑為不含Al的脫氧劑，所述第一脫氧劑的用量使所述鋼渣中FeO+MnO的量不大于2.5重量％，所述第二脫氧劑為鋁，所述第二脫氧劑的用量使鋼液中Als的含量為0.02-0.04重量％，所述Als為酸溶鋁。該方法可大幅度的提高彈簧鋼的內(nèi)在質(zhì)量，使制成的鐵路減振用彈簧連接件的疲勞壽命達(dá)到500萬(wàn)次。文檔編號(hào)C21C7/04GK101748243SQ20081017927公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年12月4日優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日發(fā)明者劉昌恒,劉明,徐華東,李紀(jì)仁,江南紅,鄧通武,陳小龍,陶功明申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司