CN105907919B - 一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺 - Google Patents

一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，包括：1)电炉初炼；2)吹氩；3)LF炉精炼；4)VD炉精炼；5)连铸；电炉初炼出钢过程中采用Si/Mn无铝脱氧工艺进行预脱氧，并同时采用活性石灰、复合剂和精炼渣；LF炉精炼前期采用Si/Mn无铝脱氧工艺和活性石灰，控制炉渣碱度在1.5～2.5；LF炉精炼中期加入精炼渣，随后继续采用Si/Mn无铝脱氧工艺，继续脱氧脱硫，确保炉渣碱度控制在0.7～1.4；LF炉精炼全程底吹氩。本发明采用无铝脱氧工艺和低碱度炉渣的脱硫工艺，并结合特定的脱氧剂等，能对弹簧钢中的夹杂物很好地控制，从而提高弹簧钢的抗疲劳性能。

Description

一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺。
背景技术
弹簧钢是用来制造弹簧和弹性零件的一个专用钢种。随着车辆的轻型化和节能，车用弹簧自身重量提出了更高的要求；铁路客货车的高速与重载，大大增加弹簧的工作负荷，这对弹簧的设计应力也提出了更高的要求。在高应力条件下，由于非金属夹杂物的存在破坏了基体的连续性，造成金属组织的不均匀，成为了疲劳的裂纹源，使金属的力学性能特别是金属的疲劳极限下降，最终导致弹簧的断裂。发生在2006年美国瑞马仕公司的汽车制动器弹簧断裂事故、在2009年印度桥梁倒塌事故、在2009年上海嘉闵高架桥支架断裂事故等，都造成了严重的后果。因此，要提高弹簧的疲劳性能就必须控制好钢中的非金属夹杂物，钢中的非金属夹杂物的控制已成为提高弹簧疲劳性能的重要研究方向。
目前，国内外弹簧钢生产的主要企业有国内的宝钢、兴澄特钢和南钢；国外的神户钢铁公司、大同特殊钢、Thyssen公司和Ipanema公司。其采用弹簧钢夹杂物控制的冶炼流程基本都为：初炼炉(转炉或电炉)→精炼炉(LF+真空处理)→连铸或模铸。其中精炼工艺的脱氧大多是铝脱氧工艺，采用无铝脱氧工艺的较少；脱硫工艺中大多是单一的高碱度炉渣，采用低碱度炉渣的较少。铝脱氧工艺虽然能有效地将钢的总氧量降到了15×10-6以下，但是在局部富铝区域容易形成较大颗粒脱氧产物。钢中残存的高硬度脆性夹杂物刚玉(Al2O3)和铝酸钙(mCaO·nAl2O3)在钢坯加工时由于不能随钢基体一起流变将形成微裂纹，弹簧在交变应力的作用下产生微裂纹扩展，对其疲劳性能影响很大，例如文献《一种Cr-Mn系列弹簧钢冶炼工艺》(申请号：CN201510137575.2)，采用铝脱氧工艺。相反，无铝脱氧工艺能够在有效降低钢中氧含量，避免铝脱氧工艺产生的高硬度脆性夹杂物。采用高碱度炉渣的脱硫工艺，虽然能有效地降低钢中的硫含量，但是不能对夹杂物的塑性化进行很好地控制，如文献《60Si2Mn弹簧钢盘条的开发》。相反，采用低碱度炉渣进行钢水的精炼，能够有效地对夹杂物进行塑性化控制，同时也可降低钢中的硫含量。因此，无铝脱氧工艺和低碱度炉渣的脱硫工艺已成为弹簧钢非金属夹杂物控制的重点研究领域，但是国内外的相关的报道还很少。例如文献《Si-KILLED STEEL WIRE ROD AND SPRING SUPERING IN FATIGUECHARECTERISTIC》(申请号：JP2006356308、JP2006356309、JP2006356310、JP2006356312、JP2006356313)公开了一种耐疲劳特性优异的弹簧用硅镇静钢，以及由这种线材得到的优异耐疲劳特性的弹簧。但其仅对特殊成分及线材中的氧化物系夹杂物的成分含量控制范围进行了确定，并未涉及到夹杂物控制的生产工艺。
申请公布号为CN 104056871A(申请号为201310681980.1)的中国发明专利申请公开了一种用于控制夹杂物的弹簧钢线材生产工艺，包括如下步骤：1)按无铝脱氧工艺进行冶炼；2)转炉顶底复合吹炼；3)Ar站吹氩处理；4)LF钢包吹氩精炼；5)真空处理；6)浇注成方坯，经高线轧制工艺成线材。所述步骤1)中，采用Si/Mn冶炼弹簧钢55SiCr的无铝脱氧工艺，控制钢液中的W[Al]＜47×10-6、a[Ca]＜1.5×10-9；所述步骤2)中采用专用硅铁，钢中控制Als＜0.0020％；加入轻烧镁球，每吨钢的加入量为0.5-2kg；出钢碳控制目标0.06～0.20wt％；终渣碱度控制目标R≥2.5。虽然上述通过无铝脱氧工艺，但是采用高碱度炉渣的脱硫工艺，虽然能有效地降低钢中的硫含量，但是不能对夹杂物的塑性化进行很好地控制。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，采用无铝脱氧工艺和低碱度炉渣的脱硫工艺，并结合特定的脱氧剂等，能对弹簧钢中的夹杂物很好地控制，从而提高弹簧钢的抗疲劳性能。
一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，包括以下步骤：
1)电炉初炼；2)吹氩；3)LF炉精炼；4)VD炉精炼；5)连铸；
步骤1)中，电炉初炼出钢过程中采用Si/Mn无铝脱氧工艺进行预脱氧，并同时采用活性石灰、复合剂和精炼渣；
步骤3)中，LF炉精炼前期采用Si/Mn无铝脱氧工艺和活性石灰，控制炉渣碱度在1.5～2.5；LF炉精炼中期加入精炼渣，随后继续采用Si/Mn无铝脱氧工艺，继续脱氧脱硫，确保炉渣碱度控制在0.7～1.4；LF炉精炼全程底吹氩。
以下作为本发明技术方案的进一步优选：
步骤1)和步骤3)中，采用Si/Mn无铝脱氧工艺是指采用硅铁和锰铁进行脱氧，采用沉淀脱氧的方式。
步骤1)中，所述的活性石灰由以下重量百分含量的组分构成：
活性度≥180；
所述的复合剂由以下重量百分含量的组分构成：
所述的精炼渣由以下重量百分含量的组分构成：
步骤1)中，电炉初炼采用以下重量百分含量的原料：35％～70％的铁水(低硫铁水)和30％～65％的废钢。
以每100吨原料计，所述的活性石灰的加入量为200～400kg，所述的复合剂的加入量为150～350kg，所述的精炼渣的加入量为200～400kg。
电炉初炼的终点碳含量控制在0.15％以上。
电炉出钢温度控制在1620～1700℃。
电炉采用EBT电炉，采用留钢、留渣操作工艺，严禁出钢过程下渣，电炉出钢时的留钢工艺中，控制留钢的重量百分含量为4％～10％。
步骤2)中，等待位吹氩站采用底吹氩搅拌，选择合适的氩气压力和氩气流量，以钢水不裸露为准。
步骤3)中，所述的活性石灰由以下重量百分含量的组分构成：
活性度≥180。
LF炉精炼全程底吹氩，LF炉精炼前期采用大氩气流量400～600L/min，LF炉精炼中后期采用小氩气流量100～200L/min，LF炉精炼时间40～60min。
步骤4)中，VD处理工艺真空度低于67Pa，高真空保持10min以上(10min～20min，进一步优选10min～15min)，真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，底吹氩时间≥20min(20min～40min)。
步骤5)中，浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间大于3小时；全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，保证大包残余钢水量1.5吨/炉，最后1包铸余量大于10吨浇成尾坯，作报废处理；一个中间包连浇炉数不大于10炉；连铸拉速稳定在1.8～2.4m/min，首包钢水过热度≤40℃；续包过热度≤30℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
所述的弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，可有效地控制非金属夹杂物的塑性，减少钢水中的非金属夹杂物含量，夹杂物的尺寸大部分可控制在5μm以下。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
一、基于不同钢种对夹杂物相的性质、成分、数量和分布有不同的要求，本发明针对弹簧钢55SiCrA特殊的高Si、高Mn特点，通过控制脱氧工艺、LF精炼工艺，最终使弹簧钢夹杂物得到了很好地控制。
二、采用Si/Mn脱氧冶炼工艺，控制钢中的Al、Ca含量，整个精炼过程不使用含铝材料，减少了钢水中Al2O3等难熔难上浮夹杂的来源，可获得低熔点CaO·SiO2·Al2O3·MgO系塑性夹杂物，避免了弹簧钢线材中形成硬性有害夹杂物，严格控制弹簧钢中夹杂物的大小、数量和分布等，使夹杂物呈细小、弥散状态分布，夹杂物形态有利于弹簧钢线材后续加工中的拉拔、绕簧等；同时夹杂物的尺寸大部分可控制在5μm以下，可提高弹簧钢的拉拔性能、增加弹簧的疲劳极限。
三、电炉以铁水加优质废钢为金属料进行冶炼，不仅吸取了“转炉冶炼良好的去气去夹杂效果”的优点，同时由于采用偏心底电炉进行留钢出钢，克服了转炉冶炼出钢时容易下渣的缺点；此外LF精炼过程采用双渣操作：前期造较高碱度渣，加大脱O、脱S力度，同时能有效的将成品S含量控制在0.010％以下，减少了钢水中非金属夹杂物的来源，中后期造低碱度渣，从而提高了中后期炉渣的流动性，为钢水中夹杂物上浮提供了良好的动力学条件。因此采用此工艺不仅可以省去铁水预处理工艺，降低了生产成本、提高了生产效率同时也减少了钢水中的非金属夹杂物含量。
具体实施方式
以下实施例中，无特别说明的情况下，百分数均为质量百分数。
实施例1
以弹簧钢55CrSiA生产为例说明：
炼钢工艺流程：铁水+优质废钢-100吨偏心底电炉(EBT)-等待位吹氩站-100吨LF精炼炉-VD炉-连铸(6机6流)。
1、电炉冶炼工艺
1)出钢前加强对钢包的烘烤，保证钢包内衬的红热状态；
2)电炉冶炼钢铁料采用40％的低硫铁水与60％的优质废钢，100吨；
3)电炉终点碳含量控制在0.15％以上，电炉出钢温度控制在1640℃，EBT电炉出钢采用留钢操作，留钢量为6％，严禁出钢过程下渣；
4)电炉出钢进行Si/Mn无铝脱氧工艺，加入脱氧剂(硅铁和锰铁)进行预脱氧，尽可能减少炉渣、包衬、合金等带入的Al及Al2O3；出钢过程中加入活性石灰使用量300kg/炉，复合剂使用量210kg/炉，精炼渣使用量350kg/炉；其中活性石灰：CaO 90％，S 0.03％，SiO23％，杂质6.97％，活性度190；复合剂：SiC 19％，CaO 20％，SiO2 12％，TC 34％，MgO 15％；精炼渣：CaO 40％，SiO2 46％，A12O3 3％，MgO 4％，杂质7％。
2、等待位吹氩站
采用底吹氩处理，氩气压力和流量以渣面不裸露为准，避免二次氧化和吸收气体。
3、LF精炼炉工艺
1)精炼前期加入脱氧剂(硅铁和锰铁)和活性石灰，造较高碱度白渣进行钢水的快速脱O与脱S，控制成品S≤0.010％，精炼前期炉渣碱度在1.5；
2)精炼中期加入精炼渣，随后补加脱氧剂进行炉渣的维护，降低炉渣碱度，继续脱氧脱硫，精炼后期炉渣碱度在1.2；
3)氩气控制：全程底吹氩操作，前期增C、加合金后采用大氩流量500L/min，压力0.65～0.75Mpa；后期成分调整到位，去除夹杂物时使用中小氩气流量150L/min，压力0.20～0.25Mpa。
4)精炼时间50min。
4、VD工艺
1)VD真空处理时真空度低于67Pa，高真空保持12min；
2)VD破空后禁止再进行成分的调整；真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，时间25min。
5、连铸工艺
1)浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间4小时；
2)全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；
3)连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，大包残余钢水量1.7吨/炉，最后1包铸余量11吨浇成尾坯，作报废处理；中间包连浇炉数10炉；
4)连铸拉速稳定在2.0m/min；
5)首包过热度36℃；续包过热度25℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
实施例2
以弹簧钢55CrSiA生产为例说明：
炼钢工艺流程：铁水+优质废钢-100吨偏心底电炉(EBT)-等待位吹氩站-100吨LF精炼炉-VD炉-连铸(6机6流)。
1、电炉冶炼工艺
1)出钢前加强对钢包的烘烤，保证钢包内衬的红热状态；
2)电炉冶炼钢铁料采用45％的低硫铁水与55％的优质废钢，100吨；
3)电炉终点碳含量控制在0.15％以上，电炉出钢温度控制在1660℃，EBT电炉出钢采用留钢操作，留钢量为8％，严禁出钢过程下渣；
4)电炉出钢进行Si/Mn无铝脱氧工艺，加入脱氧剂进行预脱氧，尽可能减少炉渣、包衬、合金等带入的Al及Al2O3；出钢过程中加入活性石灰使用量270kg/炉，复合剂使用量230kg/炉，精炼渣使用量340kg/炉。其中活性石灰：CaO 92％，S 0.06％，SiO2 2％，杂质5.94％，活性度190；复合剂：SiC 21％，CaO 21％，SiO2 11％，TC 33％，MgO 14％；精炼渣：CaO 39％，SiO2 47％，A12O3 4％，MgO 3％，杂质7％。
2、等待位吹氩站
采用底吹氩处理，氩气压力和流量以渣面不裸露为准，避免二次氧化和吸收气体。
3、LF精炼炉工艺
1)精炼前期加入脱氧剂和活性石灰，造较高碱度白渣进行钢水的快速脱O与脱S，控制成品S≤0.010％，精炼前期炉渣碱度在2.3；
2)精炼中期加入精炼渣，随后补加脱氧剂进行炉渣的维护，降低炉渣碱度，继续脱氧脱硫，精炼后期炉渣碱度在1.4；
3)氩气控制：全程底吹氩操作，前期增C、加合金后采用大氩流量550L/min，压力0.65～0.80Mpa；后期成分调整到位，去除夹杂物时使用中小氩气流量125L/min，压力0.20～0.30Mpa。
4)精炼时间45min。
4、VD工艺
1)VD真空处理时真空度低于67Pa，高真空保持14min；
2)VD破空后禁止再进行成分的调整；真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，时间28min。
5、连铸工艺
1)浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间大于3小时；
2)全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；
3)连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，大包残余钢水量1.8吨/炉，最后1包铸余量13吨浇成尾坯，作报废处理；中间包连浇炉数10炉；
4)连铸拉速稳定在2.1m/min；
5)首包过热度35℃；续包过热度30℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
实施例3
以弹簧钢55CrSiA生产为例说明：
炼钢工艺流程：铁水+优质废钢-100吨偏心底电炉(EBT)-等待位吹氩站-100吨LF精炼炉-VD炉-连铸(6机6流)。
1、电炉冶炼工艺
1)出钢前加强对钢包的烘烤，保证钢包内衬的红热状态；
2)电炉冶炼钢铁料采用45％的低硫铁水与55％的优质废钢，100吨；
3)电炉终点碳含量控制在0.15％以上，电炉出钢温度控制在1680℃，EBT电炉出钢采用留钢操作，留钢量为7％，严禁出钢过程下渣；
4)电炉出钢进行Si/Mn无铝脱氧工艺，加入脱氧剂进行预脱氧，尽可能减少炉渣、包衬、合金等带入的Al及Al2O3；出钢过程中加入活性石灰使用量270kg/炉，复合剂使用量280kg/炉，精炼渣使用量240kg/炉。其中活性石灰：CaO 92％，S 0.06％，SiO2 2％，杂质5.94％，活性度190；复合剂：SiC 21％，CaO 21％，SiO2 11％，TC 33％，MgO 14％；精炼渣：CaO 39％，SiO2 47％，A12O3 4％，MgO 3％，杂质7％。
2、等待位吹氩站
采用底吹氩处理，氩气压力和流量以渣面不裸露为准，避免二次氧化和吸收气体。
3、LF精炼炉工艺
1)精炼前期加入脱氧剂和活性石灰，造较高碱度白渣进行钢水的快速脱O与脱S，控制成品S≤0.010％，精炼前期炉渣碱度在1.9；
2)精炼中期加入精炼渣，随后补加脱氧剂进行炉渣的维护，降低炉渣碱度，继续脱氧脱硫，精炼后期炉渣碱度在1.1；
3)氩气控制：全程底吹氩操作，前期增C、加合金后采用大氩流量450L/min，压力0.65～0.75Mpa；后期成分调整到位，去除夹杂物时使用中小氩气流量130L/min，压力0.20～0.25Mpa。
4)精炼时间60min。
4、VD工艺
1)VD真空处理时真空度低于67Pa，高真空保持15min；
2)VD破空后禁止再进行成分的调整；真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，时间35min。
5、连铸工艺
1)浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间大于3小时；
2)全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；
3)连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，大包残余钢水量1.5吨/炉，最后1包铸余量11吨浇成尾坯，作报废处理；中间包连浇炉数10炉；
4)连铸拉速稳定在2.1m/min；
5)首包过热度38℃；续包过热度27℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
实施例4
以弹簧钢55CrSiA生产为例说明：
炼钢工艺流程：铁水+优质废钢-100吨偏心底电炉(EBT)-等待位吹氩站-100吨LF精炼炉-VD炉-连铸(6机6流)。
1、电炉冶炼工艺
1)出钢前加强对钢包的烘烤，保证钢包内衬的红热状态；
2)电炉冶炼钢铁料采用50％的低硫铁水与50％的优质废钢，100吨；
3)电炉终点碳含量控制在0.15％以上，电炉出钢温度控制在1670℃，EBT电炉出钢采用留钢操作，留钢量为8％，严禁出钢过程下渣；
4)电炉出钢进行Si/Mn无铝脱氧工艺，加入脱氧剂进行预脱氧，尽可能减少炉渣、包衬、合金等带入的Al及Al2O3；出钢过程中加入活性石灰使用量290kg/炉，复合剂使用量200kg/炉，精炼渣使用量350kg/炉。其中活性石灰：CaO 90％，S 0.03％，SiO2 3％，杂质6.97％，活性度190；复合剂：SiC 19％，CaO 20％，SiO2 12％，TC 34％，MgO 15％；精炼渣：CaO 40％，SiO2 46％，A12O3 3％，MgO 4％，杂质7％。
2、等待位吹氩站
采用底吹氩处理，氩气压力和流量以渣面不裸露为准，避免二次氧化和吸收气体。
3、LF精炼炉工艺
1)精炼前期加入脱氧剂和活性石灰，造较高碱度白渣进行钢水的快速脱O与脱S，控制成品S≤0.010％，精炼前期炉渣碱度在1.7；
2)精炼中期加入精炼渣，随后补加脱氧剂进行炉渣的维护，降低炉渣碱度，继续脱氧脱硫，精炼后期炉渣碱度在0.9；
3)氩气控制：全程底吹氩操作，前期增C、加合金后采用大氩流量420～450L/min，压力0.6～0.8Mpa；后期成分调整到位，去除夹杂物时使用中小氩气流量110～140L/min，压力0.20～0.30Mpa。
4)精炼时间55min。
4、VD工艺
1)VD真空处理时真空度低于67Pa，高真空保持10min；
2)VD破空后禁止再进行成分的调整；真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，时间33min。
5、连铸工艺
1)浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间大于3小时；
2)全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；
3)连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，大包残余钢水量1.8吨/炉，最后1包铸余量12吨浇成尾坯，作报废处理；中间包连浇炉数10炉；
4)连铸拉速稳定在1.9m/min；
5)首包过热度38℃；续包过热度30℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
实施例5
以弹簧钢55CrSiA生产为例说明：
炼钢工艺流程：铁水+优质废钢-100吨偏心底电炉(EBT)-等待位吹氩站-100吨LF精炼炉-VD炉-连铸(6机6流)。
1、电炉冶炼工艺
1)出钢前加强对钢包的烘烤，保证钢包内衬的红热状态；
2)电炉冶炼钢铁料采用40％的低硫铁水与60％的优质废钢，100吨；
3)电炉终点碳含量控制在0.15％以上，电炉出钢温度控制在1660℃，EBT电炉出钢采用留钢操作，留钢量为8％，严禁出钢过程下渣；
4)电炉出钢进行Si/Mn无铝脱氧工艺，加入脱氧剂进行预脱氧，尽可能减少炉渣、包衬、合金等带入的Al及Al2O3；出钢过程中加入活性石灰使用量360kg/炉，复合剂使用量200kg/炉，精炼渣使用量380kg/炉。其中活性石灰：CaO 92％，S 0.06％，SiO2 2％，杂质5.94％，活性度190；复合剂：SiC 21％，CaO 21％，SiO2 11％，TC 33％，MgO 14％；精炼渣：CaO 39％，SiO2 47％，A12O3 4％，MgO 3％，杂质7％。
2、等待位吹氩站
采用底吹氩处理，氩气压力和流量以渣面不裸露为准，避免二次氧化和吸收气体。
3、LF精炼炉工艺
1)精炼前期加入脱氧剂和活性石灰，造较高碱度白渣进行钢水的快速脱O与脱S，控制成品S≤0.010％，精炼前期炉渣碱度在2.2；
2)精炼中期加入精炼渣，随后补加脱氧剂进行炉渣的维护，降低炉渣碱度，继续脱氧脱硫，精炼后期炉渣碱度在1.1；
3)氩气控制：全程底吹氩操作，前期增C、加合金后采用大氩流量450～480L/min，压力0.6～0.7Mpa；后期成分调整到位，去除夹杂物时使用中小氩气流量160～180L/min，压力0.15～0.28Mpa。
4)精炼时间50min。
4、VD工艺
1)VD真空处理时真空度低于67Pa，高真空保持15min；
2)VD破空后禁止再进行成分的调整；真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，时间33min。
5、连铸工艺
1)浇铸前加强对保护渣、中间包的烘烤，要求中间包烘烤时间大于3小时；
2)全程保护浇注，大包长水口增加密封垫圈，中间包开浇前实施中包吹氩；
3)连铸采用大包、中间包余钢操作，采用大包下渣检测装置，大包残余钢水量1.6吨/炉，最后1包铸余量13吨浇成尾坯，作报废处理；中间包连浇炉数10炉；
4)连铸拉速稳定在2.0m/min；
5)首包过热度33℃；续包过热度24℃，采用结晶器电磁搅拌，严禁中间包水口、拉速及过热度出现较大幅度波动。连铸坯为150×150mm2方坯，经高线轧制工艺成线材。
本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的成品O含量、成品S成分、成品Al含量和成品Ti含量如下表1：
表1
类别 牌号 成品O含量 成品S含量 成品Al含量 成品Ti含量
实施例1 55CrSiA 0.000698％ 0.0049％ 0.0027％ 0.00229％
实施例2 55CrSiA 0.000860％ 0.0041％ 0.0026％ 0.00214％
实施例3 55CrSiA 0.000831％ 0.0046％ 0.0029％ 0.00207％
实施例4 55CrSiA 0.000726％ 0.0048％ 0.0030％ 0.00220％
实施例5 55CrSiA 0.000912％ 0.0037％ 0.0026％ 0.00222％
本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的非金属夹杂物按照国标JB/T10561-1989评级如下表2：
表2
类别 牌号 A(粗) A(细) B(粗) B(细) C(粗) C(细) D(粗) D(细) DS
实施例1 55CrSiA 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
实施例2 55CrSiA 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0
实施例3 55CrSiA 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
实施例4 55CrSiA 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5
实施例5 55CrSiA 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Claims (7)

1.一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，包括以下步骤：1)电炉初炼；2)吹氩；3)LF炉精炼；4)VD炉精炼；5)连铸；
其特征在于，步骤1)中，电炉初炼采用以下重量百分含量的原料：35％～70％的铁水和30％～65％的废钢；电炉初炼出钢过程中采用Si/Mn无铝脱氧工艺进行预脱氧，并同时采用活性石灰、复合剂和精炼渣；
步骤3)中，LF炉精炼前期采用Si/Mn无铝脱氧工艺和活性石灰，控制炉渣碱度在1.5～2.5；LF炉精炼中期加入精炼渣，随后继续采用Si/Mn无铝脱氧工艺，继续脱氧脱硫，确保炉渣碱度控制在0.7～1.4；LF炉精炼全程底吹氩；
步骤1)和步骤3)中，采用Si/Mn无铝脱氧工艺是指采用硅铁和锰铁进行脱氧。
2.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤1)中，所述的活性石灰由以下重量百分含量的组分构成：
所述的复合剂由以下重量百分含量的组分构成：
所述的精炼渣由以下重量百分含量的组分构成：
3.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤1)中，以每100吨原料计，所述的活性石灰的加入量为200～400kg，所述的复合剂的加入量为150～350kg，所述的精炼渣的加入量为200～400kg。
4.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤1)中，电炉出钢温度控制在1620～1700℃。
5.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤1)中，电炉采用EBT电炉，采用留钢、留渣操作工艺，控制留钢的重量百分含量为4％～10％。
6.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤3)中，LF炉精炼全程底吹氩，LF炉先采用大氩气流量400～600L/min，后采用小氩气流量100～200L/min，LF炉精炼时间40～60min。
7.根据权利要求1所述的用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，其特征在于，步骤4)中，VD处理工艺真空度低于67Pa，高真空保持10min～20min，真空处理结束后底吹氩气流量控制以渣面不裸露为准，底吹氩时间20min～40min。
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