[发明专利]一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法

说明书

本发明公开了一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法，其工艺生产步骤为：采用转炉吹炼→LF钢包精炼→RH真空处理→弧形连铸机浇铸。转炉出钢过程中钢水进行铝强脱氧、增碳、合金化及造渣；精炼过程升温、成分微调，分阶段底吹搅拌控制、渣面脱氧、钢水沉淀脱氧，控制过程铝含量在0.030%～0.045%；钢水经过RH真空处理，真空≤100pa状态下保持20～30min；钢水静置软吹；弧形连铸机保护浇铸。本发明通过钢水初期铝强脱氧，精炼过程扩散和沉淀脱氧，钢水高铝含量，造高碱度精炼炉渣，钢水RH高真空循环处理，可获得高纯净度60Si2Mn弹簧钢，且该生产步骤少，使用单一沉淀脱氧方式，生产成本低。

技术领域

本发明属于合金钢冶炼技术领域，涉及合金钢中弹簧钢的冶炼，特别涉及一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法。

背景技术

随着弹簧高应力化发展，弹簧钢将在更高硬度水平下使用，非金属夹杂物对弹簧钢疲劳性能的影响更加突出。且弹簧钢的强度越高，非金属夹杂物对疲劳性能的影响越敏感，因此在弹簧钢冶炼过程中，需严格控制夹杂物的数量、尺寸。

国内外开展了许多弹簧钢夹杂物控制工艺的研究：

公开号为CN 107747060 A的中国专利提供一种高强度高疲劳寿命弹簧钢的生产方法，该方法采用LF-VD生产工序，先造高碱度再造低碱度精炼渣系进行冶炼。该方法造渣工艺繁琐，生产成本高；

公开号为CN 101748243 A的中国专利提供一种制备弹簧钢的方法，冶炼过程要采用碳化物氧剂、铝线脱氧等三种脱氧方式，精炼过程不再加铝，脱氧剂使用多样繁杂；

论文《Characteristics analysis of inclusion of 60Si2Mn–Cr springsteel viaexperiments and thermodynamic calculations》、《超低氧弹簧钢60Si2MnA精炼过程夹杂物的研究》等，均采用硅、锰和铝复合脱氧同时钙处理生产弹簧钢，最终钢中全氧含量10ppm左右。

上述公布的生产方法可以看出，弹簧钢基本采用铁水脱硫+转炉+LF+VD生产工艺路线，进行硅、铝复合脱氧，造低碱度精炼渣工艺，或者铝脱氧，造碱度1~4的精炼渣和钙处理工艺。生产的弹簧钢，钢中全氧含量高（9ppm），钢中为钙铝硅系或者不可变形的钙铝夹杂物含量高，夹杂物平均尺寸偏大，钢水洁净度偏低，影响弹簧局部区域的疲劳性能；这些生产控制方法工艺路线多，脱氧造渣制度多样，使用价格昂贵的特殊合金，导致生产控制不稳定，最终产品质量波动大，以及生产成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法，本发明的制备方法采用单一铝强脱氧，电石渣面脱氧，生产初期石灰和预熔精炼渣一次造渣，精炼过程不再补加渣料二次造渣，无钙处理，生产工艺简单、不复杂，杜绝钢水二次污染，保证钢水纯净度和低生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低成本高纯净60Si2Mn弹簧钢的冶炼方法，包括以下步骤：

1）使用较低硫铁水和普通废钢作为原料，采用顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中钢水进行脱氧、增碳、合金化及造渣；

2）钢水精炼过程升温、合金化，分阶段控制底吹搅拌，不补加渣料，仅采用渣面脱氧，使用铝脱氧剂进行钢水沉淀脱氧，控制过程w([Al])= 0.030%～0.045%，精炼终点w([S])0.005%；

3）钢水经过RH真空处理，真空≤100pa状态下保持20 min～30min，RH破空后直接进行软吹，软吹时间在15 min～30min；

4）软吹结束，钢水吊运到连铸进行连续浇铸成坯。