CN113699303B - 一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法 - Google Patents

一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法 Download PDF

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Abstract

一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，属于金属冶炼技术领域。该方法包括严格控制加渣工艺，分三步实施；第一步造渣，转炉出钢加入石灰2.87kg/吨钢～3.27kg/吨钢进行炉渣高碱度控制；第二步造渣，LF精炼升温前，加入石灰1.40kg/吨钢～1.60kg/吨钢、低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢造高碱度渣；第三步造渣，LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢，降低炉渣碱度至0.86～1.14进行夹杂物塑性改性。该方法实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在轧制过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。

Description

一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法
技术领域
本申请涉及金属冶炼技术领域，具体而言，涉及一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法。
背景技术
汽车悬架用钢，代表钢种为55SiCr，用于制作汽车悬架弹簧。弹簧对钢的疲劳性能要求严格，钢中夹杂物控制思路主要有两种：
(1)第一种思路：夹杂物数量尽可能少，即钢中氧含量低，一般采用Al脱氧比Si-Mn脱氧得到的氧含量更低，所以一般采用Al脱氧、高的炉渣碱度，走高洁净度路线；
对应的，弹簧钢冶炼方式主要有：采用高碱度(R为4～5)精炼渣加铝脱氧的钢水洁净化工艺(简称洁净钢工艺)，将钢中全氧含量降至(9～10)×10-6以下，以减少夹杂物数量和尺寸，诸如现有技术一：一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法，所述合金化结束后，钢水出钢结束前，使用石灰和预熔精炼渣按照1:1比例进行造渣，石灰用量5.0～7.0kg/t，使精炼初期炉渣w(CaO)/w(SiO2)＝4.0～6.0、w(Al2O3)＝23％～27％。精炼终渣高碱度渣系，精炼终渣中w(CaO)/w(SiO2)＝4.5～6.5、w(CaO)/w(MgO)＝7.5～9.5、w(Al2O3)＝25％～30％、w(TFe+MnO)≤1.0％。
但是钢中往往是高熔点、不易变形的夹杂物，数量虽然少，但是每个夹杂物危害都很大。
第二种思路：控制夹杂物的塑性，这样轧制过程在夹杂物周围不产生应力裂纹，即控制夹杂物的危害性，研究表明CaO-SiO2-Al2O3三元夹杂物(其中10％≤wt(Al2O3)≤35％)熔点最低，塑性最好，最有益。
对应的，弹簧钢冶炼方式主要有：采用低碱度(R≤2)加硅脱氧的夹杂物塑性化工艺(简称塑性化工艺)，将钢液中酸溶铝含量控制在20×10-6(0.0020％)以下，并通过低碱度合成渣精炼工艺将夹杂物成分控制在低熔点塑性变形区。全氧含量一般在6-12ppm，钢中夹杂物数量多，但是单个夹杂物危害小。诸如现有技术二：一种用于控制夹杂物的弹簧钢线材生产工艺，通过采用Si/Mn脱氧冶炼工艺，尽量控制钢中的Al、Ca含量，增加夹杂物中MgO含量，获得低熔点CaO·SiO2·Al2O3系夹杂物；在冶炼过程中，通过脱氧控制、二次精炼工艺，得到夹杂物的目标控制范围为SiO2：40～70％，Al2O3：10～25％，CaO：20～50％；CaO与SiO2含量的比值为0.2～1.0，此时夹杂物的尺寸大部分可控制在5μm以下。该方法中出钢终渣碱度控制目标R≥2.5，LF碱度控制在0.7～2.0。但是，该方法中未给出渣量控制、碱度范围过大，渣料未严格要求，钢液成分Ti含量、N含量等未做要求，导致钢液纯净度不高，夹杂物塑性尺寸大小不一，尺寸总体偏大，钢液氧含量偏高，夹杂物易聚集，在轧制过程中夹杂物宽度较大，影响钢材质量。
根据以上存在问题，针对汽车悬架弹簧用钢冶炼方法亟待改进，以实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在轧制过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，可实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在轧制过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。
本申请是这样实现的：
本申请的示例提供了一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、大方坯连铸；严格控制加渣工艺，分三步实施；
第一步造渣，转炉出钢加入石灰2.87kg/吨钢～3.27kg/吨钢进行炉渣高碱度控制；
第二步造渣，LF精炼升温前，加入石灰1.40kg/吨钢～1.60kg/吨钢、低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢造高碱度渣；
第三步造渣，LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢，降低炉渣碱度至0.86～1.14进行夹杂物塑性改性。
一些示例中，转炉出钢加入石灰后炉渣碱度控制在3.0～4.0，LF精炼升温前，加入石灰、低碱度合成渣造高碱度渣，渣碱度控制在2.1～2.6。
一些示例中，所述低碱度合成渣组分以质量百分数计为：CaO 31.5±2％，Al2O3≤3.0％，MgO≤1.5％，SiO2 61±2％。
一些示例中，LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 40％～48％，SiO2 35％～45％，A12O3 3％～8％，MgO 3％～10％，TFe 1.0％～1.8％。
一些示例中，LF精炼过程石灰和低碱度合成渣按照1:7～1:9配比加入，总渣量控制15kg/吨钢～19kg/吨钢，采用不含铝脱氧剂扩散脱氧、造渣。
一些示例中，转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳≥0.15wt％，留钢4.5吨～5.5吨，出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量85％～90％的高纯硅铁17kg/吨钢～21kg/吨钢、低钛高碳铬铁5.95kg/吨钢～6.35kg/吨钢、低碳锰铁5.43kg/吨钢～5.83kg/吨钢、低氮增碳剂2.25kg/吨钢～2.65kg/吨钢进行脱氧合金化。
一些示例中，第二步造渣，LF精炼工序中，到站测温，加入石灰1.40kg/吨钢～1.60kg/吨钢化渣，开大氩气搅拌，流量控制25m3/h～45m3/h，送电2.7min～3.3min后，加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢造高碱度渣，加入高纯硅铁、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；第三步造渣，LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制10m3/h～25m3/h；其中高纯硅铁中Al2O3含量≤0.03wt％、TiO2含量≤0.02wt％、低钛高碳铬铁中TiO2含量≤0.03wt％，低氮增碳剂中N含量≤0.50wt％。
一些示例中，RH精炼处理后钢液的Als≤0.0015wt％，0.0005wt％≤Ti≤0.0015wt％，0.0025wt％≤N≤0.0045wt％，0.0030wt％≤Ti+N≤0.0060wt％。
一些示例中，铁水预处理中先进行脱S预处理，处理后S含量≤0.0030wt％，且捞渣干净，废钢与铁水比例：0.25:1～0.30:1。
一些示例中，所述汽车悬架用钢冶炼用钢包，冶炼前循环使用的钢包，控制前一炉钢包中炉渣成分以质量百分比计为：CaO 52％～60％，SiO2 6％～10％，Al2O3 22％～30％，MgO 3％～7％；炉渣熔点控制范围1340℃～1370℃，粘度控制范围0.30Pa·s～0.50Pa·s，钢包倒渣后残渣量控制在0.80kg/吨钢～1.60kg/吨钢；所述汽车悬架用钢冶炼第一炉钢后，炉内留渣量3吨～5吨，控制炉渣组分中S含量在0.06wt％～0.10wt％，生产第二炉所述汽车悬架用钢开始转炉不留渣。
本申请的有益效果包括：
严格控制加渣工艺，分三步实施，前两步造渣采用高碱度渣，合理地造渣渣量控制，可合理控制碱度，可实现合理分配转炉、LF精炼过程去除夹杂作用，都是为了去除钢液中的夹杂物、降低钢水中的溶解氧，最大努力保证钢水的洁净度。第三步造渣，在LF精炼过程中尽量早的将渣控制到低碱度渣范围，并严格控制加渣量，主要作用是充分改性钢中的夹杂物，使钢中夹杂物的成分正好落到低熔点塑性区，实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在轧制过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。
进一步地，转炉出钢、LF精炼升温前的碱度控制到合适范围，充分降低转炉出钢过程产生的夹杂物，提高LF精炼前期吸附夹杂物能力，保证渣的流动性；进一步地，LF精炼工序中精炼终渣成分控制，可实现氧含量稳定控制及夹杂物充分变性，提高钢液纯净度。进一步地，转炉出钢与精炼过程中硅铁合理分配可充分降低氧含量，脱氧合金化物料Al、Ti、N以及钢液成分Al、Ti、N、Ti+N等控制，可进一步细化夹杂物，避免有害夹杂物的产生以及尺寸变大；进一步地，汽车悬架弹簧用钢冶炼用循环使用的钢包中渣成分、熔点、粘度、残渣量等控制，可保证汽车悬架弹簧用钢冶炼过程中炉渣成分稳定、钢中Als含量在目标范围内。
具体实施方式
汽车悬架用钢，以下以汽车用弹簧钢55SiCr(成分参见表1)为示例提供冶炼工艺流程为：铁水预处理-130t转炉冶炼-LF精炼-RH真空处理-大方坯(425mm*320mm)连铸。
表1弹簧钢55SiCr成分(wt％)
Figure BDA0003244202610000061
下面对本申请实施例的冶炼方法的步骤进行详细说明。
1)铁水预处理工序：铁水入炉前先进行脱S预处理，处理后S含量≤0.003wt％，且捞渣干净，使用低硫低铝低钛优质废钢，按照废钢与铁水比例：0.25:1～0.30:1(示例地，0.25:1、0.26:1、0.27:1、0.28:1、0.29:1、0.30:1等)加入废钢和铁水，保证转炉终点S含量满足要求。弹簧钢对钢中S含量有较高要求，后续精炼由于采用低碱度低Al工艺，几乎没有脱S功能，所以要从源头开始控制，不仅要铁水预处理脱S，对废钢都有S含量要求。低硫低铝低钛优质废钢成分要求：S≤0.003wt％，Als≤0.01wt％，Ti≤0.001wt％。
2)转炉冶炼工序：
转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳≥0.15wt％，优选地，0.15wt％≤终点碳≤0.19wt％；留钢4.5吨～5.5吨，优选的，留钢量5吨，防止转炉炉渣进入钢中，提高钢液洁净度；出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量85wt％～90wt％(示例地，可选为等85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％等)的高纯硅铁17kg/吨钢～21kg/吨钢，可选为17kg/吨钢、18kg/吨钢、19kg/吨钢、20kg/吨钢、21kg/吨钢等。出钢过程加入大部分硅铁，可进一步降低出钢氧含量，也可作为调整出钢碱度的部分原料来源。
加入低钛高碳铬铁5.95kg/吨钢～6.35kg/吨钢，可选为5.95kg/吨钢、6.13kg/吨钢、6.24kg/吨钢、6.35kg/吨钢等；加入低碳锰铁5.43kg/吨钢～5.83kg/吨钢，可选为5.43kg/吨钢、5.54kg/吨钢、5.66kg/吨钢、5.77kg/吨钢、5.83kg/吨钢等；加入低氮增碳剂2.25kg/吨钢～2.65kg/吨钢，可选为2.25kg/吨钢、2.34kg/吨钢、2.45kg/吨钢、2.55kg/吨钢、2.65kg/吨钢等；上述物料加入后进行脱氧合金化。
之后转炉出钢加入石灰2.87kg/吨钢～3.27kg/吨钢(可选为2.87kg/吨钢、2.93kg/吨钢、3.14kg/吨钢、3.27kg/吨钢等)进行炉渣高碱度控制，炉渣碱度控制在3.0～4.0，可选为3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0；优选地为3.7～3.9。出钢石灰加入量进行控制，加上钢包残余的炉渣、合金氧化生成的渣料，可易于实现炉渣的碱度控制在3.0～4.0左右，此时渣具有比较高的碱度，吸附转炉出钢过程产生的夹杂物效果更好，钢液更为纯净(出钢过程加入大部分合金，此时产生大量夹杂物)；出钢石灰加入量低于上述范围，总体渣量低，夹杂残留大，钢液纯净度不够，影响后续调节效果，出钢石灰加入量高于上述范围，渣量过大，总体原料消耗大，成本升高。
上述加入原料中，其中高纯硅铁中Al2O3含量≤0.03wt％、TiO2含量≤0.02wt％、低钛高碳铬铁中TiO2含量≤0.03wt％，低氮增碳剂中N含量≤0.50wt％。通过严格限定原料成分，使用低Al、低Ti、低N的合金及增碳剂来避免高熔点不变形夹杂物的生成。
某些钢厂为了减少上一炉钢包内炉渣的不利影响，采用专用钢包连续生产，但是这种生产方法不够灵活，绝大部分钢厂也没有条件提供专用钢包。一些具体实施例中，如果钢包内存在上一炉残余炉渣，对该钢种炉渣成分控制影响较大，汽车悬架用钢冶炼用钢包需要限定使用钢包的条件。例如，控制冶炼前循环使用的前一炉钢包的炉渣成分以质量百分比计为：CaO 52％～60％(示例地，可选为52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％等)，SiO2 6％～10％(示例地，可选为6％、7％、8％、9％、10％等)，Al2O3 22％～30％(示例地，可选为22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％等)，MgO 3％～7％(示例地，可选为3％、4％、5％、6％、7％等)；炉渣熔点控制范围1340℃～1370℃(示例地，可选为1340℃、1345℃、1350℃、1355℃、1360℃、1365℃、1370℃等)，粘度控制范围0.30Pa·s～0.50Pa·s(示例地，可选为0.30Pa·s、0.40Pa·s、0.50Pa·s等)，钢包倒渣后残渣量控制在0.80kg/吨钢～1.60kg/吨钢(示例地，可选为0.80kg/吨钢、0.90kg/吨钢、1.0kg/吨钢、1.10kg/吨钢、1.20kg/吨钢、1.30kg/吨钢、1.40kg/吨钢、1.50kg/吨钢、1.60kg/吨钢等)；该钢包可为承装过冶炼其他钢种的钢包，如冶炼同系列弹簧钢的钢包、中高碳合金结构钢种的钢包、中高碳碳素钢钢种的钢包(如冶炼完45钢的钢包)。上述钢种炉渣熔点很低，流动性好，冶炼完倒渣后钢包特别干净，残渣量占比少(9.45％及以下)，最适合下一炉切换为冶炼该钢种钢的过渡用钢包，钢包中渣残存对后续该钢种的炉渣Al2O3含量等成分、碱度的影响可影响很小。
汽车悬架弹簧用钢冶炼第一炉钢后，炉内留渣量3吨～5吨，控制炉渣组分中S含量在0.06wt％～0.1wt％，目的是为了降低上一炉炉渣中S进入钢水中对钢中S含量(终点S≤0.01％)的影响。生产第二炉所述汽车悬架弹簧用钢开始转炉不留渣。汽车悬架弹簧用钢冶炼用钢包的渣成分、熔点、粘度、残渣量以及第一炉钢留渣量、渣成分等控制，可保证汽车悬架弹簧用钢冶炼过程中炉渣成分稳定、钢中Als含量在目标范围内。
3)LF精炼工序：
LF精炼到站测温，LF精炼升温前，加入石灰1.40kg/吨钢～1.60kg/吨钢(可选为1.40kg/吨钢、1.50kg/吨钢、1.60kg/吨钢等)化渣，开大氩气搅拌，流量控制25m3/h～45m3/h(可选为25m3/h、27m3/h、31m3/h、34m3/h、38m3/h、40m3/h、42m3/h、45m3/h等)，送电2.7min～3.3min(可选为2.7min、3.0min、3.3min等)后，加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢(可选为5.60kg/吨钢、5.70kg/吨钢、5.80kg/吨钢等)造高碱度渣，渣碱度控制在2.1～2.6(可选为2.1、2.2、2.3、2.5、2.6等)。LF精炼升温前，加入石灰的加入量低于上述范围，总体渣量低，夹杂残留大，钢液纯净度不够，影响后续调节效果，加入量高于上述范围，渣量过大，总体原料消耗大，成本升高。此外，上述渣碱度控制在上述范围存在一定吸附夹杂物能力，此时渣量能保证尽量降低夹杂物，渣熔点低，LF稍微升温就可以尽快保证渣的流动性和吸附夹杂物的能力。
之后，加入高纯硅铁，转炉出钢与精炼过程中硅铁合理分配可充分降低氧含量。
加入低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢(可选为5.60kg/吨钢、5.70kg/吨钢、5.80kg/吨钢等)降低炉渣碱至0.86～1.14(可选为0.86、0.89、0.93、0.94、0.95、0.98、1.03、1.05、1.07、1.09、1.10、1.13、1.14等)进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制10m3/h～25m3/h(可选为10m3/h、16m3/h、17m3/h、19m3/h、21m3/h、23m3/h、25m3/h等)；优选地，降低炉渣碱至0.94～1.14。
LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 40％～48％，SiO2 35％～45％，A12O3 3％～8％，MgO 3％～10％，TFe 1.0％～1.8％。LF精炼工序中精炼终渣成分控制，可实现氧含量稳定控制及夹杂物充分变性，提高钢液纯净度。
严格控制加渣工艺，分三步实施，前两步造渣采用高碱度渣，合理地造渣渣量控制，可合理控制碱度，可实现合理分配转炉、LF精炼过程去除夹杂作用，都是为了去除钢液中的夹杂物、降低钢水中的溶解氧，最大努力保证钢水的洁净度。第三步造渣，在LF精炼过程中尽量早的将渣控制到低碱度渣范围，并严格控制加渣量，主要作用是充分改性钢中的夹杂物，使钢中夹杂物的成分正好落到低熔点塑性区，实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在拉拔过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。LF精炼时分两次加低碱度合成渣，第2次加低碱度合成渣为LF冶炼20分钟-25分钟，保证了LF冶炼前期炉渣碱度较高，对夹杂物吸附有好处，后期变形夹杂时间长，变性效果好。
LF精炼过程石灰和低碱度合成渣按照1:7～1:9(可选为1.7、1.8、1.9等)配比加入，总渣量控制15kg/吨钢～19kg/吨钢(可选为15kg/吨钢、16kg/吨钢、17kg/吨钢、18kg/吨钢、19kg/吨钢等)，采用不含铝脱氧剂(碳化硅及碳粉)扩散脱氧、造渣。总渣量控制，130吨转炉，一般钢种加入渣量控制在11～13kg/吨钢，而该钢种加入渣量控制在上述范围，可降低上一炉钢包残渣对该钢种炉渣成分影响。
成分上，加入的渣料中Al2O3尽可能低，要求低碱度渣中Al2O3含量要≤3.0wt％，石灰中的Al2O3含量要≤1.0wt％。示例地，低碱度合成渣组分以质量百分数计为：CaO 31.5±2％，Al2O3≤3.0％，MgO≤1.5％，SiO2 61±2％。上述渣成分可迅速调配渣碱度，化渣快，杂质少，利于净化钢液、以及钢液氧含量控制。
4)RH真空处理：
不得使用本钢种洗槽，防止上炉生产含Al含Ti含S钢残余成分进入该钢中。真空度≤266Pa，高真空处理时间≥25min，纯脱气时间≥8min，采用氩气环流，降低钢中氮含量，严禁钙处理，软吹时间控制30min以上，氩气流量控制5～10m3/h，以不吹破渣面且渣面略微波动为准，严禁钢水裸露。上述控制可进一步去除夹杂物。
当Ti≥0.002％，N≥0.005％，钢中TiN夹杂尺寸能够达到10μm以上。RH精炼处理后钢液的Als≤0.0015wt％，0.0005wt％≤Ti≤0.0015wt％，0.0025wt％≤N≤0.0045wt％，0.0030wt％≤Ti+N≤0.0060wt％。出于合金成本考虑，Ti+N控制上述范围最具经济性，可满足夹杂物控制要求，钢液成分中控制钢液成分Al、Ti、N、Ti+N等控制，可进一步细化夹杂物，避免有害夹杂物的产生以及尺寸变大。
5)大方坯连铸：
钢水上回转台后，待浇过程继续软吹，时间控制在3-10min，控制要求与RH软吹一致。大包长水口采用内外双氩封，压力控制0.5～0.55MPa，流量控制110～130m3/h，防止钢水吸气。每炉钢包浇铸结束前留钢5-7吨，防止钢包残渣进入中间包。中间包保持高液位≥48吨(满包52吨)浇铸，保证钢中夹杂物充分聚集上浮。中间包开浇先加入镁质覆盖剂100-150kg，再加入碳化谷壳50-80kg，防止钢水裸露。连铸采用0.62m/min恒拉速，保证液面稳定，防止钢水卷渣。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例一
一种55SiCr弹簧钢冶炼方法，铁水入炉前脱S预处理S含量0.002wt％，低硫低铝低钛优质废钢按照废钢与铁水比例0.26:1加入，保证转炉终点S含量满足要求。转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳0.16wt％；留钢5吨；出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量85wt％的高纯硅铁18kg/吨钢、低钛高碳铬铁5.95kg/吨钢、低碳锰铁5.43kg/吨钢、低氮增碳剂2.25kg/吨钢进行脱氧合金化。之后转炉出钢加入石灰3.17kg/吨钢，炉渣碱度3.7。转炉出钢中采取留钢操作，禁止转炉下渣。LF精炼到站测温，LF精炼升温前，加入石灰1.40kg/吨钢化渣，开大氩气搅拌，流量控制30m3/h，送电3.1min后，加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢造高碱度渣，渣碱度控制在2.2。之后，加入高纯硅铁、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.70kg/吨钢降低炉渣碱至0.94进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制17m3/h；LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 43％，SiO2 45％，A12O3 5.42％，MgO 8.64％，TFe 1.35％。RH真空处理，大方坯连铸过程控制按照前述方法进行控制。RH精炼处理后钢液的Als 0.0012wt％，Ti0.0014wt％，N0.0035wt％，Ti+N 0.0049wt％。钢中成品成分Als控制0.0013wt％，全氧控制0.0012wt％。钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到97％。
实施例二
一种55SiCr弹簧钢冶炼方法，铁水入炉前脱S预处理S含量0.002wt％，低硫低铝低钛优质废钢按照废钢与铁水比例0.27:1加入，保证转炉终点S含量满足要求。转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳0.15wt％；留钢4.5吨；出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量86wt％的高纯硅铁18kg/吨钢、低钛高碳铬铁6.35kg/吨钢、低碳锰铁5.83kg/吨钢、低氮增碳剂2.25kg/吨钢进行脱氧合金化。之后转炉出钢加入石灰3.17kg/吨钢炉渣碱度控制在3.8。转炉出钢中采取留钢操作，禁止转炉下渣。LF精炼到站测温，LF精炼升温前，加入石灰1.50kg/吨钢，开大氩气搅拌，流量控制40m3/h，送电3min后，加入低碱度合成渣5.70kg/吨钢造高碱度渣，渣碱度控制在2.3。之后，加入高纯硅铁、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.70kg/吨钢降低炉渣碱至1.04进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制19m3/h；LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 46％，SiO2 45％，A12O3 6.34％，MgO 9.62％，TFe 1.18％。LF精炼过程石灰和低碱度渣按照1:7.6配比加入，总渣量控制19kg/吨钢，采用不含铝脱氧剂(碳化硅及碳粉)扩散脱氧、造渣。RH真空处理，大方坯连铸过程控制按照前述方法进行控制。RH精炼处理后钢液的Als 0.0009wt％，Ti 0.0012wt％，N 0.0036wt％，Ti+N 0.0048wt％。钢中成品成分Als控制0.0010wt％，全氧控制0.0014wt％。钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到95％。
实施例三
一种55SiCr弹簧钢冶炼方法，铁水入炉前脱S预处理S含量0.003wt％，低硫低铝低钛优质废钢按照废钢与铁水比例0.29:1加入，保证转炉终点S含量满足要求。转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳0.17wt％；留钢5吨；出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量90wt％的高纯硅铁21kg/吨钢、低钛高碳铬铁6.13kg/吨钢、低碳锰铁5.54kg/吨钢、低氮增碳剂2.45kg/吨钢进行脱氧合金化。之后转炉出钢加入石灰2.97kg/吨钢将炉渣碱度控制在3.9。转炉出钢中采取留钢操作，禁止转炉下渣。LF精炼到站测温，LF精炼升温前，加入石灰1.60kg/吨钢化渣，开大氩气搅拌，流量控制41m3/h，送电3min后，加入低碱度合成渣5.80kg/吨钢造高碱度渣，渣碱度控制在2.5。之后，加入高纯硅铁、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.80kg/吨钢降低炉渣碱至1.06进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制15m3/h；LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 42％，SiO2 41％，A12O3 4.28％，MgO 9.83％，TFe 1.42％。LF精炼过程石灰和低碱度渣按照1:7.25配比加入，总渣量控制17kg/吨钢，采用不含铝脱氧剂(碳化硅及碳粉)扩散脱氧、造渣。RH真空处理，大方坯连铸过程控制按照前述方法进行控制。RH精炼处理后钢液的Als 0.0015wt％，Ti 0.0008wt％，N 0.0038wt％，Ti+N 0.0046wt％。钢中成品成分Als控制0.0014wt％，全氧控制0.0013wt％。钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到93％。
对比例一
一种55SiCr弹簧钢冶炼方法，主要冶炼工艺控制参见实施例1，主要区别在于：转炉出钢加入石灰2.67kg/吨钢，LF精炼升温前，加入石灰1.30kg/吨钢、低碱度渣5.50kg/吨钢造高碱度渣，LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度渣5.50kg/吨钢降低炉渣碱至1.15进行夹杂物塑性改性。RH精炼处理后钢液的Als 0.0016wt％，Ti 0.0016wt％，N 0.0046wt％，Ti+N0.0062wt％。钢中成品成分Als 0.0019wt％，全氧控制0.0016wt％。钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到83％。
对比例二
一种55SiCr弹簧钢冶炼方法，主要冶炼工艺控制参见实施例1，主要区别在于：汽车悬架用钢冶炼用钢包，冶炼前循环使用的钢包控制钢包中炉渣成分以质量百分比计为：CaO 50％，SiO2 14％，Al2O3 34％，MgO 2％；炉渣熔点控制范围1376℃，粘度控制范围0.60Pa·s，钢包倒渣后残渣量1.80kg/吨钢。
RH精炼处理后钢液的Als 0.0019wt％，Ti 0.0017wt％，N 0.0048wt％，Ti+N0.0065wt％。钢中成品成分Als 0.0023wt％，全氧控制0.0020wt％。钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到71％。
通过上述汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，可实现减小塑性夹杂物尺寸，防止夹杂物聚集，提高钢液纯净度，在轧制过程中夹杂物容易变形成细长条状，宽度较小。钢中成品成分Als控制0.0010wt％～0.0018wt％，全氧控制0.0006wt％～0.0015wt％。弹簧钢盘条Ds类夹杂物宽度≤15μm比例达到90％以上。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以上内容对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以上对提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、大方坯连铸；其特征在于，严格控制加渣工艺，分三步实施；
第一步造渣，转炉出钢加入石灰2.87kg/吨钢～3.27kg/吨钢进行炉渣高碱度控制；
第二步造渣，LF精炼升温前，到站测温，加入石灰1.40kg/吨钢～1.60kg/吨钢化渣，开大氩气搅拌，流量控制25m3/h～45m3/h，送电2.7min～3.3min后，加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80 kg/吨钢造高碱度渣，加入高纯硅铁、低钛高碳铬铁、低碳锰铁、低氮增碳剂微调钢中成分；
第三步造渣，LF精炼1/3阶段取样后加入低碱度合成渣5.60kg/吨钢～5.80kg/吨钢，降低炉渣碱度至0.86～1.14进行夹杂物塑性改性，精炼过程中开氩气搅拌，流量控制10m3/h～25m3/h；其中高纯硅铁中Al2O3含量≤0.03wt%、TiO2含量≤0.02wt%、低钛高碳铬铁中TiO2含量≤0.03wt%，低氮增碳剂中N含量≤0.50wt%。
2.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，转炉出钢加入石灰后炉渣碱度控制在3.0～4.0，LF精炼升温前，加入石灰、低碱度合成渣造高碱度渣，渣碱度控制在2.1～2.6。
3.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，LF精炼工序中精炼终渣成分以质量百分数计为：CaO 40%～48%，SiO2 35%～45%，A12O3 3%～8%，MgO 3%～10%，TFe 1.0%～1.8%。
4.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，LF精炼过程石灰和低碱度合成渣按照1:7～1:9配比加入，总渣量控制15kg/吨钢～19kg/吨钢，采用不含铝脱氧剂扩散脱氧、造渣。
5.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，转炉冶炼采用双渣冶炼，终点碳≥0.15wt%，留钢4.5吨～5.5吨，出钢过程加入占冶炼加入总硅铁量85%～90%的高纯硅铁17kg/吨钢～21kg/吨钢、低钛高碳铬铁5.95kg/吨钢～6.35kg/吨钢、低碳锰铁5.43kg/吨钢～5.83kg/吨钢、低氮增碳剂2.25kg/吨钢～2.65kg/吨钢进行脱氧合金化。
6.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，RH精炼处理后钢液的Als≤0.0015wt%，0.0005wt%≤Ti≤0.0015wt%，0.0025wt%≤N≤0.0045wt%，0.0030wt%≤Ti+N≤0.0060wt%。
7.根据权利要求6所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，铁水预处理中先进行脱S预处理，处理后S含量≤0.0030wt%，且捞渣干净，废钢与铁水比例：0.25:1～0.30:1。
8.根据权利要求1所述的汽车悬架弹簧用钢冶炼方法，其特征在于，所述汽车悬架弹簧用钢冶炼用钢包，冶炼前循环使用的钢包，控制前一炉钢包中炉渣成分以质量百分比计为：CaO 53%～60%，SiO2 6%～10%，Al2O3 23%～30%，MgO 3%～7%；炉渣熔点控制范围1340℃～1370℃，粘度控制范围0.30Pa·s～0.50Pa·s，钢包倒渣后残渣量控制在0.80kg/吨钢～1.60kg/吨钢；所述汽车悬架弹簧用钢转炉冶炼第一炉钢后，炉内留渣量3吨～5吨，控制炉渣组分中S含量在0.06wt%～0.10wt%，生产第二炉所述汽车悬架弹簧用钢开始转炉不留渣。
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