CN1487099A - 汽车用弹簧扁钢的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于：弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺制成。本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：1.用转炉炼扁钢，主要采用铁水为原料，铁水中有害元素较少，生产出的扁钢质量好。2.由于成品率高，耗电量少，每吨成本比电炉下降约200元。3.钢水直接铸成小方坯，省略了开坯工序，降低了成本。4.连铸小方坯定尺率高，能保证扁钢定尺率，满足用户的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造汽车用弹簧扁钢的工艺方法，具体地说是对现有的方法的改进。
背景技术
弹簧扁钢主要用于汽车等机动车的减震弹簧，由于减震弹簧是在动载荷下，受往复振动、冲击等条件下使用，因而对其要求其具有较高的强度、疲劳极限和冲击韧性。其主要牌号为60Si2Mn、50CrV等。现有的汽车用弹簧扁钢的工艺采用电炉工艺，其工艺流程大致如下，电炉→注钢锭→开坯→轧成扁钢。经过长期实践发现该工艺存在以下缺陷：电炉采用原料为废钢，而废钢中有大量的有害元素，对扁钢的质量产生不良的影响。2、钢锭开坯成坯率达不到90％，加上加热钢锭消耗重油、轧制过程的水、电、轧辊、导卫消耗、工人工资、设备折旧等费用，增加成本200元/吨以上。3、开坯定尺率差，用不定尺坯生产的扁钢定尺率差，不能满足用户需求。为此，许多汽车制造商和用户不断反馈意见，希望一种能够制造优质扁钢的新方法尽快产生。
发明内容
本发明是要解决现有的弹簧扁钢存在的质量差、钢锭开坯成坯率达不到90％以及开坯定尺率差等问题。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于：弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺制成。
此外，本发明中还包括以下技术方法：所述的弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺按如下工序进行：
装料工序→吹炼工序→脱氧化合金化→连铸小钢坯→轧成扁钢；
(1)、所述的装料工序的主要原料是铁水85-90％、废钢10-15％；
(2)、所述的吹炼工序采用拉碳法；
(3)、在脱氧合金化工序中，采用低硅铝铁，铝含量应控制在≤0.2％。
此外，本发明中还包括以下技术方法，连铸小钢坯工序包括如下方法：
用一台R5m的弧形小方坯连铸机将经过精炼的钢水浇铸成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；
结晶器液面自动控制：采用Cs137型液面检测仪检测钢水液面，并控制拉速，使液面稳定，减少因钢液面波动造成的表面缺陷，
(1)保护浇注：从大包到中间包、中间包到结晶器的两个环节，采用长水口和浸入式水口对钢冰进行密闭浇注，防止浇注过程二次氧化。
(2)结晶器电磁搅拌：在结晶器内装有电磁线圈，产生旋转的电磁力，注入结晶器的钢水在电磁力的作用下，产生旋转运动；
(3)选用结晶器振动参数
振幅：±3mm、振频：200-240次/分；
(4)采用水雾化喷嘴进行二次冷却
采用气水雾化喷嘴，使冷却水高效雾化，并均匀的喷在铸坯表面，使铸坯均匀冷却。
此外，本发明中还包括以下技术方法：在脱氧化合金化中采用LF炉精炼，并通过
①低吹氩：氩气从钢包底部吹入钢水，搅拌钢水，达到均匀成分、均匀温度的目的，同时促进夹杂物上浮；
②在精炼包内造还原性白渣，以进一步脱氧、脱硫及吸附脱氧产物。
此外，本发明中还包括以下技术方法：所述的拉碳法是根据装炉铁水的初始含碳量和所炼钢种目标含碳量，计算出所需氧量，然后根据所需氧量控制供氧时间。同时通过合理控制过程枪位、脱碳速度和炉渣氧化性，快速去除P、S等杂质，在钢中碳含量和钢水温度符合钢种要求后，P、S也达到了要求，停止吹炼。
本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：1、用转炉炼扁钢，主要采用铁水为原料，铁水中有害元素较少，生产出的扁钢质量好。2、由于成品率高，耗电量少，每吨成本比电炉下降约200元。3、钢水直接铸成小方坯，省略了开坯工序，降低了成本。4、连铸小方坯定尺率高，能保证扁钢定尺率，满足用户的需求。5、吹炼工序中采用拉碳法，其优点是：终渣氧化铁含量低，金属收得率高；终点氧、氮、氢含量低，且不加增碳剂，钢水中非金属夹杂少；节约了氧气、增碳剂和合金，降低了炼钢成本。6、合金化时，关键是采用合适的合金，本发明采用低铝硅铁(铝含量小于0.2％)，解决了连铸时由于钢水酸溶铝偏高而引起的锈水口问题。7、为了克服经脱氧合金化的钢水存在温度成分不均匀性，生成的脱氧产物留在钢水中，易形成钢中夹杂物等问题，因此，应对钢水采用精炼工艺，从而有效地解决上述缺陷。8、通过结晶器液面自动控制，并控制拉速，使液面稳定，减少因钢液面波动造成的表面缺陷；采用保护浇注，从大包到中间包、中间包到结晶器的两个环节，采用长水口和浸入式水口对钢水进行密闭浇注，防止浇注过程二次氧化；通过结晶器电磁搅拌，产生如下功能和作用，由于钢水和杂质密度的不同及离心作用，使杂质向中心富集并上浮，使钢水凝固组织夹杂物减少。铸坯表面质量提高；由于钢水的搅拌作用，减少了钢水温度剃度，降低了过热度，使铸坯凝固组织缺陷(如缩孔、裂纹等)大为减少；选用合理的结晶器振动参数，结晶器振动有利于凝固坯壳与结晶器壁的脱离(脱模)，减少拉坯阻力，从而有效地避免了造成较深的振痕，并在振痕处产生裂纹的现象；若二次冷却不均匀，会造成铸坯表面凹陷(局部过冷收缩)，并产生内部裂纹。通过采用气水雾化喷嘴，使冷却水形成高效雾状，并均匀的喷在铸坯表面，使铸坯充分均匀冷却，从而有效地解决了连铸坯表面凹陷问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行详细地描述。
图1是本发明采用30吨氧气顶吹转炉的示意图；
图1中1、氧枪；2、30tLD转炉；3、钢水包；4、渣盆；
图2是本发明LF钢包精炼炉的结构示意图；
5、电极；6、合金料斗；7、低吹氩透气砖；8、滑动水口；
图3是本发明R5m小方坯连铸机结构示意图。
9、钢包；10、中间包；11、结晶器；12、液面检测；13、电磁搅拌线圈；14、气雾喷嘴；15、连铸坯；16、拉矫机；17、拉速检测；18、剪切。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，被冶炼的弹簧扁钢的牌号为60Si2Mn，采用转炉冶炼工艺制成。
所述的弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺按如下工序进行：
装料工序→吹炼工序→脱氧化合金化→连铸小钢坯→轧成扁钢；
(1)、所述的装料工序的主要原料是铁水85-90％、废钢10-15％；
(2)、所述的吹炼工序采用拉碳法，拉碳法是根据装炉铁水的初始含碳量和所炼钢种目标含碳量，计算出所需氧量，然后根据所需氧量控制供氧时间。同时通过合理控制过程枪位、脱碳速度和炉渣氧化性，快速去除P、S等杂质，在钢中碳含量和钢水温度符合钢种要求后，P、S也达到了要求，停止吹炼。
(3)、在脱氧合金化工序中，采用低硅铝铁，铝含量应控制在≤0.2％。
采用LF炉精炼，并通过：
低吹氩：氩气从钢包底部吹入钢水，搅拌钢水，达到均匀成分、均匀温度的目的，同时促进夹杂物上浮；
在精炼包内造还原性白渣，以进一步脱氧、脱硫及吸附脱氧产物。
(4)、连铸小钢坯工序包括如下方法：
用一台R5m的弧形小方坯连铸机将经过精炼的钢水浇铸成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；
结晶器液面自动控制：采用Cs137型液面检测仪检测钢水液面，并控制拉速，使液面稳定，减少因钢液面波动造成的表面缺陷，
①、保护浇注：从大包到中间包、中间包到结晶器的两个环节，采用长水口和浸入式水口对钢水进行密闭浇注，防止浇注过程二次氧化。
②、结晶器电磁搅拌：在结晶器内装有电磁线圈，产生旋转的电磁力，注入结晶器的钢水在电磁力的作用下，产生旋转运动；
③、选用结晶器振动参数，振幅：±3mm、振频：200-240次/分；
④、采用水雾化喷嘴进行二次冷却。
采用气水雾化喷嘴，使冷却水高效雾化，并均匀的喷在铸坯表面，使铸坯均匀冷却。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1、一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于：弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺制成。
2、根据权利要求1所述的一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于所述的弹簧扁钢采用转炉冶炼工艺按如下工序进行：
装料工序→吹炼工序→脱氧化合金化→连铸小钢坯→轧成扁钢；
(1)、所述的装料工序的主要原料是铁水85-90％、废钢10-15％；
(2)、所述的吹炼工序采用拉碳法；
(3)、在脱氧合金化工序中，采用低硅铝铁，铝含量应控制在≤0.2％。
3、根据权利要求2所述的一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于连铸小钢坯工序包括如下方法：
用一台R5m的弧形小方坯连铸机将经过精炼的钢水浇铸成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；
结晶器液面自动控制：采用Cs137型液面检测仪检测钢水液面，并控制拉速，使液面稳定，减少因钢液面波动造成的表面缺陷，
(1)保护浇注：从大包到中间包、中间包到结晶器的两个环节，采用长水口和浸入式水口对钢水进行密闭浇注，防止浇注过程二次氧化。
(2)结晶器电磁搅拌：在结晶器内装有电磁线圈，产生旋转的电磁力，注入结晶器的钢水在电磁力的作用下，产生旋转运动；
(3)选用结晶器振动参数
振幅：±3mm、振频：200-240次/分；
(4)采用水雾化喷嘴进行二次冷却
采用气水雾化喷嘴，使冷却水高效雾化，并均匀的喷在铸坯表面，使铸坯均匀冷却。
4、根据权利要求3所述的一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于在脱氧化合金化中采用LF炉精炼，并通过
①低吹氩：氩气从钢包底部吹入钢水，搅拌钢水，达到均匀成分、均匀温度的目的，同时促进夹杂物上浮；
②在精炼包内造还原性白渣，以进一步脱氧、脱硫及吸附脱氧产物。
5、根据权利要求4所述的一种汽车用弹簧扁钢的工艺方法，其特征在于：所述的拉碳法是根据装炉铁水的初始含碳量和所炼钢种目标含碳量，计算出所需氧量，然后根据所需氧量控制供氧时间。同时通过合理控制过程枪位、脱碳速度和炉渣氧化性，快速去除P、S等杂质，在钢中碳含量和钢水温度符合钢种要求后，P、S也达到了要求，停止吹炼。
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