專利名稱：汽車用彈簧扁鋼的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，具體地說是對現(xiàn)有的方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
彈簧扁鋼主要用于汽車等機(jī)動(dòng)車的減震彈簧，由于減震彈簧是在動(dòng)載荷下，受往復(fù)振動(dòng)、沖擊等條件下使用，因而對其要求其具有較高的強(qiáng)度、疲勞極限和沖擊韌性。其主要牌號(hào)為60Si2Mn、50CrV等?，F(xiàn)有的汽車用彈簧扁鋼的工藝采用電爐工藝，其工藝流程大致如下，電爐→注鋼錠→開坯→軋成扁鋼。經(jīng)過長期實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該工藝存在以下缺陷電爐采用原料為廢鋼，而廢鋼中有大量的有害元素，對扁鋼的質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。2、鋼錠開坯成坯率達(dá)不到90％，加上加熱鋼錠消耗重油、軋制過程的水、電、軋輥、導(dǎo)衛(wèi)消耗、工人工資、設(shè)備折舊等費(fèi)用，增加成本200元/噸以上。3、開坯定尺率差，用不定尺坯生產(chǎn)的扁鋼定尺率差，不能滿足用戶需求。為此，許多汽車制造商和用戶不斷反饋意見，希望一種能夠制造優(yōu)質(zhì)扁鋼的新方法盡快產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的彈簧扁鋼存在的質(zhì)量差、鋼錠開坯成坯率達(dá)不到90％以及開坯定尺率差等問題。
為了達(dá)到解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝制成。
此外，本發(fā)明中還包括以下技術(shù)方法所述的彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝按如下工序進(jìn)行裝料工序→吹煉工序→脫氧化合金化→連鑄小鋼坯→軋成扁鋼；(1)、所述的裝料工序的主要原料是鐵水85-90％、廢鋼10-15％；(2)、所述的吹煉工序采用拉碳法；(3)、在脫氧合金化工序中，采用低硅鋁鐵，鋁含量應(yīng)控制在≤0.2％。
此外，本發(fā)明中還包括以下技術(shù)方法，連鑄小鋼坯工序包括如下方法用一臺(tái)R5m的弧形小方坯連鑄機(jī)將經(jīng)過精煉的鋼水澆鑄成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；結(jié)晶器液面自動(dòng)控制采用Cs137型液面檢測儀檢測鋼水液面，并控制拉速，使液面穩(wěn)定，減少因鋼液面波動(dòng)造成的表面缺陷，(1)保護(hù)澆注從大包到中間包、中間包到結(jié)晶器的兩個(gè)環(huán)節(jié)，采用長水口和浸入式水口對鋼冰進(jìn)行密閉澆注，防止?jié)沧⑦^程二次氧化。
(2)結(jié)晶器電磁攪拌在結(jié)晶器內(nèi)裝有電磁線圈，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電磁力，注入結(jié)晶器的鋼水在電磁力的作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；(3)選用結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)振幅±3mm、振頻200-240次/分；(4)采用水霧化噴嘴進(jìn)行二次冷卻采用氣水霧化噴嘴，使冷卻水高效霧化，并均勻的噴在鑄坯表面，使鑄坯均勻冷卻。
此外，本發(fā)明中還包括以下技術(shù)方法在脫氧化合金化中采用LF爐精煉，并通過①低吹氬氬氣從鋼包底部吹入鋼水，攪拌鋼水，達(dá)到均勻成分、均勻溫度的目的，同時(shí)促進(jìn)夾雜物上浮；②在精煉包內(nèi)造還原性白渣，以進(jìn)一步脫氧、脫硫及吸附脫氧產(chǎn)物。
此外，本發(fā)明中還包括以下技術(shù)方法所述的拉碳法是根據(jù)裝爐鐵水的初始含碳量和所煉鋼種目標(biāo)含碳量，計(jì)算出所需氧量，然后根據(jù)所需氧量控制供氧時(shí)間。同時(shí)通過合理控制過程槍位、脫碳速度和爐渣氧化性，快速去除P、S等雜質(zhì)，在鋼中碳含量和鋼水溫度符合鋼種要求后，P、S也達(dá)到了要求，停止吹煉。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、用轉(zhuǎn)爐煉扁鋼，主要采用鐵水為原料，鐵水中有害元素較少，生產(chǎn)出的扁鋼質(zhì)量好。2、由于成品率高，耗電量少，每噸成本比電爐下降約200元。3、鋼水直接鑄成小方坯，省略了開坯工序，降低了成本。4、連鑄小方坯定尺率高，能保證扁鋼定尺率，滿足用戶的需求。5、吹煉工序中采用拉碳法，其優(yōu)點(diǎn)是終渣氧化鐵含量低，金屬收得率高；終點(diǎn)氧、氮、氫含量低，且不加增碳劑，鋼水中非金屬夾雜少；節(jié)約了氧氣、增碳劑和合金，降低了煉鋼成本。6、合金化時(shí)，關(guān)鍵是采用合適的合金，本發(fā)明采用低鋁硅鐵(鋁含量小于0.2％)，解決了連鑄時(shí)由于鋼水酸溶鋁偏高而引起的銹水口問題。7、為了克服經(jīng)脫氧合金化的鋼水存在溫度成分不均勻性，生成的脫氧產(chǎn)物留在鋼水中，易形成鋼中夾雜物等問題，因此，應(yīng)對鋼水采用精煉工藝，從而有效地解決上述缺陷。8、通過結(jié)晶器液面自動(dòng)控制，并控制拉速，使液面穩(wěn)定，減少因鋼液面波動(dòng)造成的表面缺陷；采用保護(hù)澆注，從大包到中間包、中間包到結(jié)晶器的兩個(gè)環(huán)節(jié)，采用長水口和浸入式水口對鋼水進(jìn)行密閉澆注，防止?jié)沧⑦^程二次氧化；通過結(jié)晶器電磁攪拌，產(chǎn)生如下功能和作用，由于鋼水和雜質(zhì)密度的不同及離心作用，使雜質(zhì)向中心富集并上浮，使鋼水凝固組織夾雜物減少。鑄坯表面質(zhì)量提高；由于鋼水的攪拌作用，減少了鋼水溫度剃度，降低了過熱度，使鑄坯凝固組織缺陷(如縮孔、裂紋等)大為減少；選用合理的結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)，結(jié)晶器振動(dòng)有利于凝固坯殼與結(jié)晶器壁的脫離(脫模)，減少拉坯阻力，從而有效地避免了造成較深的振痕，并在振痕處產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象；若二次冷卻不均勻，會(huì)造成鑄坯表面凹陷(局部過冷收縮)，并產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。通過采用氣水霧化噴嘴，使冷卻水形成高效霧狀，并均勻的噴在鑄坯表面，使鑄坯充分均勻冷卻，從而有效地解決了連鑄坯表面凹陷問題。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。
圖1是本發(fā)明采用30噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的示意圖；圖1中1、氧槍；2、30tLD轉(zhuǎn)爐；3、鋼水包；4、渣盆；圖2是本發(fā)明LF鋼包精煉爐的結(jié)構(gòu)示意圖；5、電極；6、合金料斗；7、低吹氬透氣磚；8、滑動(dòng)水口；圖3是本發(fā)明R5m小方坯連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
9、鋼包；10、中間包；11、結(jié)晶器；12、液面檢測；13、電磁攪拌線圈；14、氣霧噴嘴；15、連鑄坯；16、拉矯機(jī)；17、拉速檢測；18、剪切。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2和圖3，被冶煉的彈簧扁鋼的牌號(hào)為60Si2Mn，采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝制成。
所述的彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝按如下工序進(jìn)行裝料工序→吹煉工序→脫氧化合金化→連鑄小鋼坯→軋成扁鋼；(1)、所述的裝料工序的主要原料是鐵水85-90％、廢鋼10-15％；(2)、所述的吹煉工序采用拉碳法，拉碳法是根據(jù)裝爐鐵水的初始含碳量和所煉鋼種目標(biāo)含碳量，計(jì)算出所需氧量，然后根據(jù)所需氧量控制供氧時(shí)間。同時(shí)通過合理控制過程槍位、脫碳速度和爐渣氧化性，快速去除P、S等雜質(zhì)，在鋼中碳含量和鋼水溫度符合鋼種要求后，P、S也達(dá)到了要求，停止吹煉。
(3)、在脫氧合金化工序中，采用低硅鋁鐵，鋁含量應(yīng)控制在≤0.2％。
采用LF爐精煉，并通過低吹氬氬氣從鋼包底部吹入鋼水，攪拌鋼水，達(dá)到均勻成分、均勻溫度的目的，同時(shí)促進(jìn)夾雜物上??；在精煉包內(nèi)造還原性白渣，以進(jìn)一步脫氧、脫硫及吸附脫氧產(chǎn)物。
(4)、連鑄小鋼坯工序包括如下方法用一臺(tái)R5m的弧形小方坯連鑄機(jī)將經(jīng)過精煉的鋼水澆鑄成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；結(jié)晶器液面自動(dòng)控制采用Cs137型液面檢測儀檢測鋼水液面，并控制拉速，使液面穩(wěn)定，減少因鋼液面波動(dòng)造成的表面缺陷，①、保護(hù)澆注從大包到中間包、中間包到結(jié)晶器的兩個(gè)環(huán)節(jié)，采用長水口和浸入式水口對鋼水進(jìn)行密閉澆注，防止?jié)沧⑦^程二次氧化。
②、結(jié)晶器電磁攪拌在結(jié)晶器內(nèi)裝有電磁線圈，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電磁力，注入結(jié)晶器的鋼水在電磁力的作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；③、選用結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)，振幅±3mm、振頻200-240次/分；④、采用水霧化噴嘴進(jìn)行二次冷卻。
采用氣水霧化噴嘴，使冷卻水高效霧化，并均勻的噴在鑄坯表面，使鑄坯均勻冷卻。
上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于所述的彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝按如下工序進(jìn)行裝料工序→吹煉工序→脫氧化合金化→連鑄小鋼坯→軋成扁鋼；(1)、所述的裝料工序的主要原料是鐵水85-90％、廢鋼10-15％；(2)、所述的吹煉工序采用拉碳法；(3)、在脫氧合金化工序中，采用低硅鋁鐵，鋁含量應(yīng)控制在≤0.2％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于連鑄小鋼坯工序包括如下方法用一臺(tái)R5m的弧形小方坯連鑄機(jī)將經(jīng)過精煉的鋼水澆鑄成120mm×120mm或150mm×150mm的方坯；結(jié)晶器液面自動(dòng)控制采用Cs137型液面檢測儀檢測鋼水液面，并控制拉速，使液面穩(wěn)定，減少因鋼液面波動(dòng)造成的表面缺陷，(1)保護(hù)澆注從大包到中間包、中間包到結(jié)晶器的兩個(gè)環(huán)節(jié)，采用長水口和浸入式水口對鋼水進(jìn)行密閉澆注，防止?jié)沧⑦^程二次氧化。(2)結(jié)晶器電磁攪拌在結(jié)晶器內(nèi)裝有電磁線圈，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電磁力，注入結(jié)晶器的鋼水在電磁力的作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；(3)選用結(jié)晶器振動(dòng)參數(shù)振幅±3mm、振頻200-240次/分；(4)采用水霧化噴嘴進(jìn)行二次冷卻采用氣水霧化噴嘴，使冷卻水高效霧化，并均勻的噴在鑄坯表面，使鑄坯均勻冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于在脫氧化合金化中采用LF爐精煉，并通過①低吹氬氬氣從鋼包底部吹入鋼水，攪拌鋼水，達(dá)到均勻成分、均勻溫度的目的，同時(shí)促進(jìn)夾雜物上??；②在精煉包內(nèi)造還原性白渣，以進(jìn)一步脫氧、脫硫及吸附脫氧產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于所述的拉碳法是根據(jù)裝爐鐵水的初始含碳量和所煉鋼種目標(biāo)含碳量，計(jì)算出所需氧量，然后根據(jù)所需氧量控制供氧時(shí)間。同時(shí)通過合理控制過程槍位、脫碳速度和爐渣氧化性，快速去除P、S等雜質(zhì)，在鋼中碳含量和鋼水溫度符合鋼種要求后，P、S也達(dá)到了要求，停止吹煉。
全文摘要
本發(fā)明是一種汽車用彈簧扁鋼的工藝方法，其特征在于彈簧扁鋼采用轉(zhuǎn)爐冶煉工藝制成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.用轉(zhuǎn)爐煉扁鋼，主要采用鐵水為原料，鐵水中有害元素較少，生產(chǎn)出的扁鋼質(zhì)量好。2.由于成品率高，耗電量少，每噸成本比電爐下降約200元。3.鋼水直接鑄成小方坯，省略了開坯工序，降低了成本。4.連鑄小方坯定尺率高，能保證扁鋼定尺率，滿足用戶的需求。
文檔編號(hào)B22D11/11GK1487099SQ0313893
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者王玉科, 楊家景 申請人:青島鋼鐵控股集團(tuán)有限責(zé)任公司