CN109161629A - 一种弹簧钢的lf精炼方法 - Google Patents

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Abstract

一种弹簧钢的LF精炼方法，由于对精炼渣的精确控制，充分利用精炼渣的吸附作用，最终以此成分的弹簧钢进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米的夹杂物占总夹杂物量的90％以上，而总夹杂物占视野面积的15％以内。

Description

一种弹簧钢的LF精炼方法
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种弹簧钢LF精炼方法。
背景技术
弹簧钢广泛用于床巧、减震器、拖拉机、汽车、铁道车辆、飞机等工程机械和运输工具的各种设备，是制造各种螺旋黃，扭黃，板黃及其类似作用的其它形状弹黃的钢种。汽车行业是消耗弹黃钢的最大用户，约占弹黃钢产量的60％，其主要用途为悬架弹黄及气口弹黄。汽车悬架直接影响着汽车的行独平稳性，是反映整车品质的个重要标准。弹黃钢生产流程主要为：电炉/转炉-精炼-连铸/模铸--精整-加热-线材轧制-出厂。
弹簧钢须满足：具有优良的冶金质量，必须具有合适且稳定的化学成分、低的有害杂质元素含量、高的纯净度、有效控制钢中非金属夹杂物的成分、数量、形状及分布等，片有优良的形状、表面、内部质量等，优良的金相组织及脱碳层等，最终具有优良的力学性能:具有优良的表面状态，疲劳性能对于表而状态很敏感。要求弹簧钢的表面不应有裂纹、划痕、发裂、气泡、夹杂和氧化铁皮等缺陷，尽量预防表面缺陷和减轻表面脱碳；为保证弹簧能够持久并稳定的工作，受均匀的应力及变形，要求弹簧钢应该具有严格的尺寸及外形。
非金属夹杂物会对弹簧钢的力学性能产生不利影响，所以通常是希望精炼除渣来不断提高钢水的洁净度，而LF精炼的控制显得尤为重要。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种非金属夹杂物含量低的精炼方法。为实现上述目的，本发明一方面需要控制弹簧钢的成分，另一方面需要控制弹簧钢的精炼方法。
技术方案如下：
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；所述铝线、萤石、石灰、石英砂加入量为：每吨钢水中加入2-3kg的铝线，每吨钢水中加入2-2.2kg的CaF2，每吨钢水中加入2.5-3.5kg的石灰，每吨钢水中加入1.2-1.7kg的石英砂，每吨钢水中加入0.8-1.2kg的镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 55-56wt％，Al2O3 18-19wt％，SiO2 11-15wt％，MgO 11-15wt％，CaF2 2-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C0.56-0.59％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc 0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分的弹簧钢进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米的夹杂物占总夹杂物量的90％以上，而总夹杂物占视野面积的15％以内。
进一步：所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：精炼渣组分为CaO 55wt％，Al2O318wt％，SiO2 11wt％，MgO 13.5wt％，CaF2 2wt％，其他。
进一步：所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：精炼渣组分为：CaO 56wt％，Al2O3 19wt％，SiO2 11wt％，MgO 11.5wt％，CaF2 2.3wt％，其他。
进一步：所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.56％、Si 0.3％、Mn 0.5％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7％、Ni 0.1％、Cu 0.1％、Mo 0.05％、Nb 0.05％、V 0.05％、N 0.0035％、Al 0.01％、Sc 0.005％、O0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
进一步：所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.59％、Si 0.4％、Mn 0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.8％、Ni 0.5％、Cu 0.15％、Mo 0.08％、Nb 0.20％、V 0.20％、N 0.0065％、Al 0.015％、Sc 0.01％、O0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
一种弹簧钢，成分以质量比计为含有C 0.3-0.6％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1-1.8％、含有Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo0.05-0.08％中的至少一种，还含有Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％中的至少一种、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1700-1830MPa，抗拉强度为1920-2050MPa，延伸率为15-17％，硬度为550-580HV。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明通过合金化过程来精确控制钢的化学元素的成分；通过转炉冶炼过程中加入脱氧剂、控制转炉出钢碳含量以及LF钢包精炼过程中加入脱氧剂进行扩散脱氧使钢中氧的含量大幅度降低；通过LF钢包精炼过程中对特定渣系的选择，控制精炼渣的碱度，以及通过控制精炼渣的组分来降低钢中非金属夹杂物。与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1)钢中的非金属夹杂物级别：A类0、B类0～0.5、C类0～0.5、D类0～0.5；夹杂物尺寸≤5微米；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分的弹簧钢进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米的夹杂物占总夹杂物量的90％以上，而总夹杂物占视野面积的15％以内。
2)钢中气体含量：[N]≤65ppm，[O]≤20ppm；
3)本发明提供的工艺线路简单，可操作性强，易于控制；同时，生产成本低，合金收得率高，节约资源。
接着，说明本发明的化学成分的限定理由。此处，关于成分的％意味着质量％。
C是保证弹簧钢强度和淬透性所必需的成分，当C含量低于0.56％时弹簧钢强度无法保证，同时不利于微合金元素碳氮化物的析出，但过高的C含量将导致回火过程中碳化物尺寸过大，影响弹簧钢塑韧性，降低疲劳寿命。因此本发明中的所述弹簧钢的C元素含量控制在0.56-0.59％。
Si是一种非碳化物形成元素，主要固溶在铁素体相中起到强化的作用，提高合金硅含量有利于提高材料弹性极限，优化弹簧钢性能，但硅元素含量过高将导致弹簧钢塑性降低较大，使材料成型性能降低，而且硅含量高，不利于后期弹簧的刷漆之后的致密性、紧密程度。因此本发明中的所述弹簧钢的Si元素含量控制在0.3-0.4％。
Mn可有效提高淬透性和强度，并且对弹簧钢的塑性影响不大。Mn元素的添加有利于降低腐蚀速率，同时为保证合金强度及淬透性，但如果Mn含量过高将在弹簧钢的钢坯及盘条生产过程中易于产生过冷组织，引起轧制开裂或断裂。因此本发明中的所述弹簧钢的Mn元素含量控制在0.5-0.55％。
P、S是钢中的杂质，控制P≤0.005％、S≤0.005％。
Cr具有提高弹簧钢淬透性，同时在回火过程中析出合金渗碳体，提高强度，此外在腐蚀环境中还有助于形成致密氧化膜保护层，降低外部对弹簧钢的腐蚀速率，Cr与铁形成连续固溶体，对提高钢的强度和硬度作用非常明显，提高了耐磨性和抗氧化性。在本发明技术方案中为发挥Cr的固溶强化和析出强化作用，同时改善弹簧钢的抗腐蚀性能。本发明中的所述弹簧钢的Cr元素含量控制在1.7-1.8％。
Ni具有提高合金强度及改善韧性的作用，能够与Fe无限固溶，提高淬透性，Ni的添加可以使合金脆性转变温度降低，特别是材料具有高强度前提下。在腐蚀环境中还有助于提高合金抗腐蚀性能，但过高的Ni将导致制造弹簧钢的成本增加。因此本发明中的所述弹簧钢的Ni元素含量控制在Ni 0.1-0.5％。
Cu元素的添加有利于提高弹簧钢的抗腐蚀性能，增加表面腐蚀层与基体组织结合力，有利于降低局部腐蚀的发生，但过高的Cu元素的添加将导致弹簧钢的热成型性能显著降低，极易发生热脆。提高钢的强度，室温冲击韧性，疲劳强度。因此本发明中的所述弹簧钢的Cu元素含量控制在0.1-0.15％。
Mo的添加将有利于降低弹簧钢发生低温回火脆性的风险，同时，Mo的添加还可以细化回火碳化物尺寸，改善高强弹簧钢的塑韧性，此外，Mo的添加还有益于提高弹簧钢的抗点蚀能力。为了发挥Mo的有益效果，其添加量需要高于0.05wt.％，然而从成本控制且适度提高合金淬透性方面来考虑，Mo的添加量需要低于0.08wt.％。因此，在本发明的技术方案中的Mo的添加量为0.05-0.08％。
Nb元素也具有强的氮化物和碳化物形成倾向，提高回火过程碳氮化物析出形核率，细化组织，并且Nb元素的添加有利于提高再结晶温度，同时早期析出的碳氮化物有利于细化弹簧钢的晶体尺寸，提高强度。因此本发明中的所述弹簧钢的Nb元素含量控制在0.05-0.20％。
V元素具有强的氮化物和碳化物形成倾向，提高回火过程碳氮化物析出形核率，细化组织。因此本发明中的所述弹簧钢的V元素含量控制在0.05-0.20％。
N：元素易与V、Nb元素形成细小弥散的析出物，有利于提高强度，但过高的N含量将导致析出物尺寸增大，因此限制弹簧钢的N元素含量在N 0.0035-0.0065％。
Al在冶炼过程中主要起到了脱氧和细化晶粒的作用，在控制合金中V、Nb添加量的同时，当Al加入量低于0.01％时，其细化晶粒效果不明显，但加入量过多时易形成脆性的氧化铝夹杂物，对弹簧钢的韧性有害，特别是弹簧钢的抗腐蚀疲劳寿命，因此控制Al含量在0.015％以下，因此本发明中的所述弹簧钢的Al元素含量控制在0.01-0.015％。
Sc稀土元素的加入有利于改善弹簧钢的抗弹减性和疲劳寿命。稀土元素可以细化材料调质处理前原奥氏体晶粒尺寸，同时达到净化基体并改善钢中夹杂物组成及分布的作用，还能提高加工过程中钢材的抗脱碳能力，因此，本发明中稀土元素的添加量为0.005-0.01％。
O：含量过高将导致材料中夹杂物尺寸过大，数量增多，降低弹簧寿命，因此，本发明所述的弹簧钢的O元素含量需要控制在O 0.0005-0.002％。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；所述铝线、萤石、石灰、石英砂加入量为：每吨钢水中加入2-3kg的铝线，每吨钢水中加入2-2.2kg的CaF2，每吨钢水中加入2.5-3.5kg的石灰，每吨钢水中加入1.2-1.7kg的石英砂，每吨钢水中加入0.8-1.2kg的镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，精炼渣组分为：CaO 30-40wt％，Al2O3 20-30wt％，SiO2 11-15wt％，MgO 11-15wt％，CaF2 8-10wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.56-0.59％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc 0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分的弹簧钢进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米的夹杂物占总夹杂物量的90％以上，而总夹杂物占视野面积的15％以内。将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1900-2000MPa，抗拉强度为2100-2250MPa，延伸率为12-15％，硬度为600-650HV。
对比例1
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 40-45wt％，Al2O3 20-25wt％，SiO2 15-20wt％，MgO 20-25wt％，CaF22-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.56-0.59％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc 0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米夹杂物的占总夹杂物量的40-50％，而总夹杂物占视野面积的20-25％。将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1700-1830MPa，抗拉强度为1920-2050MPa，延伸率为15-17％，硬度为550-580HV。
对比例2
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 60-65wt％，Al2O3 10-15wt％，SiO2 13-15wt％，MgO 13-18wt％，CaF2 2-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.56-0.59％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc 0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米夹杂物的占总夹杂物量的55-65％，而总夹杂物占视野面积的18-20％。将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1750-1900MPa，抗拉强度为1900-2000MPa，延伸率为16-18％，硬度为530-560HV。
对比例3
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 55-56wt％，Al2O3 18-19wt％，SiO2 11-15wt％，MgO 11-15wt％，CaF2 2-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.4-0.5％、Si 0.3-0.4％、Mn0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 0.7-0.8％、Ni 0.1-0.5％、Cu 0.01-0.015％、Mo0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米夹杂物的占总夹杂物量的85％以上，而总夹杂物占视野面积的18％以内。将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1680-1900MPa，抗拉强度为1880-1950MPa，延伸率为16-19％，硬度为540-570HV。
对比例4
一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 55-56wt％，Al2O3 18-19wt％，SiO2 11-15wt％，MgO 11-15wt％，CaF2 2-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.6-0.65％、Si 0.3-0.4％、Mn1.5-1.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo0.05-0.08％、Nb 0.02-0.05％、V 0.02-0.05％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、O0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米夹杂物的占总夹杂物量的88％以上，而总夹杂物占视野面积的20％以内。
将上述成分的钢水进行RH精炼、连铸、轧制、热处理，具体工艺是将连铸后钢坯加热均热段温度：1100-1150℃，加热时间120-130min；开轧温度：1050-1080℃，终轧温度850-880℃；轧制道次9-10；将轧制后的弹簧钢加热至910-915℃保温35-40min后取出油冷淬火，然后在410-420℃进行回火处理；之后取样测量其力学性能，屈服强度为1800-1950MPa，抗拉强度为1950-2050MPa，延伸率为17-19％，硬度为550-570HV。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能，够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，基于生产实践的限制，不适宜对单个元素、单个工艺步骤进行单因素对比试验，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种弹簧钢的LF精炼方法，包括如下步骤：
(1)冶炼：KR铁水预处理脱S，并控制铁水中S≤0.008％，之后进行顶底复吹转炉冶炼，铁水与废钢的质量比是10∶1，先加废钢，后加铁水，转炉终点碱度为4.0-4.2；出钢温度为1600-1620℃；采用留渣操作进行转炉出钢，将钢水流入钢包中；考虑到后续的增碳环节，控制出钢时钢水中碳的含量为0.3～0.35wt％，转炉出钢过程中向钢包中加入脱氧剂，同时加入硅锰合金、硅铬铁，硅锰合金中硅占70wt％、锰占28wt％，其余为C、P、S元素；硅铬铁合金中硅占40wt％、铬占40wt％，铁占18wt％，其余为C、Si、P、S元素；控制钢包中钢水的氧含量≤150ppm；
(2)LF炉精炼：转炉出钢后，将钢包转入LF精炼位加热，向钢包中添加先加入铝线、CaF2、石灰、石英砂、镁砂；所述铝线、萤石、石灰、石英砂加入量为：每吨钢水中加入2-3kg的铝线，每吨钢水中加入2-2.2kg的CaF2，每吨钢水中加入2.5-3.5kg的石灰，每吨钢水中加入1.2-1.7kg的石英砂，每吨钢水中加入0.8-1.2kg的镁砂；控制底吹氩流量当炉渣完全白渣后停止通电；大力搅拌脱硫，控制底吹氩流量在650-680L/min，在此状态下搅拌13-15min，之后控制底吹氩流量在120-140L/min，在此状态下搅拌7-8min，再次通电调整熔池温度便于出钢，软吹停止吹氩，结束LF精炼；所述精炼渣为CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系，高碱度有利于高效脱硫，精炼渣组分为：CaO 55-56wt％，Al2O3 18-19wt％，SiO2 11-15wt％，MgO 11-15wt％，CaF2 2-3wt％，其他；LF炉精炼终点用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C0.56-0.59％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7-1.8％、Ni0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％、Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％、N 0.0035-0.0065％、Al 0.01-0.015％、Sc 0.005-0.01％、O 0.0005-0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质；由于精炼渣的吸附作用，最终以此成分的弹簧钢进行检测并利用SEM观察，以10微米的标尺观察时发现＜3微米的夹杂物占总夹杂物量的90％以上，而总夹杂物占视野面积的15％以内。
2.如权利要求1所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：精炼渣组分为CaO 55wt％，Al2O3 18wt％，SiO2 11wt％，MgO 13.5wt％，CaF2 2wt％，其他。
3.如权利要求1所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：精炼渣组分为：CaO 56wt％，Al2O3 19wt％，SiO2 11wt％，MgO 11.5wt％，CaF2 2.3wt％，其他。
4.如权利要求1-3任一项所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.56％、Si 0.3％、Mn 0.5％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1.7％、Ni 0.1％、Cu 0.1％、Mo 0.05％、Nb 0.05％、V 0.05％、N 0.0035％、Al 0.01％、Sc0.005％、O 0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
5.如权利要求1-3任一项所述弹簧钢的LF精炼方法，其特征在于：用于浇铸弹簧钢的钢水成分以质量比计为：C 0.59％、Si 0.4％、Mn 0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr1.8％、Ni 0.5％、Cu 0.15％、Mo 0.08％、Nb 0.20％、V 0.20％、N 0.0065％、Al 0.015％、Sc 0.01％、O 0.002％、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
6.一种弹簧钢，成分以质量比计为含有C 0.3-0.6％、Si 0.3-0.4％、Mn 0.5-0.55％、P≤0.005％、S≤0.005％、Cr 1-1.8％、含有Ni 0.1-0.5％、Cu 0.1-0.15％、Mo 0.05-0.08％中的至少一种，还含有Nb 0.05-0.20％、V 0.05-0.20％中的至少一种、余量为Fe和其他不可避免的杂质。
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