[发明专利]一种控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢工艺技术领域，特别涉及一种控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法。

背景技术

弹簧钢是一种重要的机械设备基础零件制造材料，主要用于航空航天、汽车、铁路车辆、轨道扣件、拖拉机、农用车等诸多领域，随着汽车的轻量化和铁路的不断提速，弹簧的设计应力也在不断提高，从节能和经济性出发，要求进一步减轻弹簧的质量，减轻弹簧质量最有效的方法是提高弹簧的设计应力，但为了提高弹簧的设计应力，则需提高弹簧的强度，也就是提高弹簧钢的屈服极限，因为屈服极限随着弹簧钢硬度的增加而线性增加，而影响弹簧钢设计应力的最主要因素是抗疲劳和抗弹性减退，这两个因素已成为国内、外弹簧钢研究开发的主题，弹簧钢的质量尤其是性能，在很大程度上决定于冶炼过程中凝固坯的化学成分、钢水洁净度(气体、有害元素、夹杂物)、铸坯质量(成分偏析、宏观结构及表面状况)和轧制等四个方面，弹簧钢的成分质量分数如表一，目前，国内钢铁企业生产弹簧钢，普遍采用高碱度渣生产技术，高碱度渣有利于对钢种全氧和硫化物类、氧化铝类夹杂物控制，由于碱度较高采取的措施多为控制转炉出钢氧含量和减少对LF顶渣的改质处理，对球状氧化物类夹杂物控制带来了困难，甚至有时形成单颗粒球状类夹杂物，钢质洁净度受到影响，同时也不利于浇铸顺利进行。

表一

发明内容

本发明的目的是提供一种提高钢水洁净度，实现低碱度渣的生产，控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法，包括以下步骤：

1）转炉出钢后加入铝质合金，其中铝质合金中Al的含量为52～62%，Mn的含量为4～9%，Si的含量小于2%，Fe的含量为25～30%，保证酸熔铝含量在0.02%～0.04%之间，出钢温度为1640～1680℃；

2）出钢后吹氩3min后，静止3～8min后开始钢水扒渣，扒渣要求将覆盖钢水表面顶渣均匀扒除使钢水裸露面积要超过90%；

3）扒渣后加入活预熔硅灰石做覆盖剂，覆盖剂加入量1.2～2.5kg/吨钢，其中活预熔硅灰石的CaO含量为41～45%，SiO₂含量为50～55%，Al₂O₃含量小于3.8%；

4）钢水在精炼LF炉吹氩搅拌3～10min，氩气流量为2.5～5.0NL/min，加入预熔硅灰石和硅线石进行造渣，在精炼过程中预熔硅灰石和硅线石加入量分别为6.8～8.8kg/吨钢和0.8～1.0kg/吨钢，为保证融化效果，预熔硅灰石和硅线石分两批加入，预熔硅灰石和硅线石中SiO₂含量为36～43%，Al₂O₃含量为50～55%，然后加热10min以上，并进行吹氩，氩气流量为1.2～2.5NL/min，然后进行取样测温，取样后氩气流量调整为1.2～3.0NL/min，钢水中Al含量控制在0.015～0.025%之间；

5）真空保压处理18～25min，保压期间为避免破空，要求氩气流量控制在3.5～5.0NL/min，破空后进行弱吹氩20～35min，氩气流量1.0～1.2NL/min，之后进行连铸浇铸。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

一种控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法，转炉过程中无需考虑挡渣效果和出钢氧含量，精炼过程中无需考虑顶渣改质程度，有效的实现了弹簧钢酸性渣生产和连续浇铸，解决了夹杂物堵水口问题，保持生产稳定，同时降低了钢中球状氧化物类夹杂物的水平，提高了钢质纯洁度。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进一步说明：

实施例一

一种控制球状氧化物类夹杂物的弹簧钢制备方法，包括以下步骤：

1）转炉出钢后加入铝质合金，其中铝质合金中Al的含量为52%，Mn的含量为4%，Si的含量为1%，Fe的含量为25%，保证酸熔铝含量在0.02%，出钢温度为1640℃；

2）出钢后吹氩3min后，静止3min后开始钢水扒渣，扒渣要求将覆盖钢水表面顶渣均匀扒除使钢水裸露面积要超过90%；

3）扒渣后加入活预熔硅灰石做覆盖剂，覆盖剂加入量1.2kg/吨钢，其中活预熔硅灰石的CaO含量为41%，SiO₂含量为50%，Al₂O₃含量为1%；