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        優(yōu)化精煉工藝改善X60Si2MnA彈簧鋼夾雜物實(shí)踐

        2023-08-04 10:16:08陳濤
        中國(guó)冶金文摘 2023年2期
        關(guān)鍵詞:爐次彈簧鋼鋁酸鹽

        陳濤

        摘要:為研究精煉渣對(duì)彈簧鋼X60Si2MnA夾雜物數(shù)量和尺寸的影響,通過(guò)優(yōu)化精煉渣堿度,對(duì)精煉渣樣分析、全氧分析、夾雜物分析評(píng)價(jià)夾雜物的控制水平,以確定合適的精煉工藝參數(shù)。

        關(guān)鍵詞:彈簧鋼X60Si2MnA;精煉渣;堿度;夾雜物

        0 前言

        X60Si2MnA彈簧鋼廣泛應(yīng)用于各類運(yùn)輸工具和工程機(jī)械設(shè)備中的減震板簧、螺旋彈簧和止回閥簧。彈簧多在動(dòng)載荷環(huán)境條件下工作,所以對(duì)其抗震性、抗疲勞性和抗彈減性有較高要求。疲勞破環(huán)是導(dǎo)致彈簧失效的重要原因[1],而引起彈簧疲勞失效的主要原因是鋼中非金屬夾雜物。彈簧鋼服役過(guò)程所受應(yīng)力與鑲嵌力疊加,使夾雜物周圍應(yīng)力超過(guò)鋼的屈服極限,導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生,形成疲勞源[2]。許多研究表明:夾雜物形態(tài)、尺寸、數(shù)量與變形能力是影響彈簧鋼疲勞強(qiáng)度的主要因素。疲勞強(qiáng)度與夾雜物尺寸的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系:夾雜物尺寸越大,疲勞強(qiáng)度越低[3]。因此控制鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量和尺寸與變形能力是冶煉彈簧鋼的關(guān)鍵。

        我廠生產(chǎn)的彈簧鋼在廠內(nèi)夾雜物檢測(cè)時(shí)尺寸有超標(biāo)情況,且客戶反饋在拉拔或繞簧過(guò)程發(fā)生斷裂如圖1所示,因此我廠從優(yōu)化精煉工藝出發(fā),通過(guò)減少鋼中夾雜物數(shù)量和降低夾雜物尺寸,進(jìn)一步提高鋼水純凈度,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

        1 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)鋼種為X60Si2MnA彈簧鋼,主要化學(xué)成分控制范圍如表1,其生產(chǎn)流程為L(zhǎng)D-LF-VD-4#CC。

        本試驗(yàn)共生產(chǎn)X60Si2MnA彈簧鋼1爐,通過(guò)LF調(diào)整石灰加入量?jī)?yōu)化精煉渣堿度至設(shè)定目標(biāo)1.6,并保證合適的軟吹流量。對(duì)非試驗(yàn)爐次VD出站、試驗(yàn)爐次關(guān)鍵流程取渣樣做成份分析和鋼樣做全氧、夾雜物進(jìn)行對(duì)比分析,確定合適的精煉工藝,提高鋼水純凈度。

        2 試驗(yàn)結(jié)果

        2.1 精煉渣樣成分

        試驗(yàn)爐次與非試驗(yàn)爐次過(guò)程渣樣如表2所示。

        2.2 夾雜物數(shù)量和尺寸

        試驗(yàn)爐次LF進(jìn)站夾雜物數(shù)量和尺寸分布如圖2所示,其主要為MnS和含Al量40%的夾雜物,尺寸主要在2~5 um,有部分在5~10 um。

        試驗(yàn)爐次LF出站雜物數(shù)量和尺寸分布如圖3所示,其主要為鈣鋁酸鹽和MnS夾雜物,尺寸主要在2~5 um,有部分在5~10 um。

        試驗(yàn)爐次VD出站夾雜物數(shù)量和尺寸分布如圖4所示,其主要為鈣鋁酸鹽和MnS夾雜物,尺寸主要在2~5 um、少量在5~10 um。

        非試驗(yàn)爐次VD出站夾雜物數(shù)量和尺寸分布如圖5所示,其主要為鈣鋁酸鹽和含Ti夾雜物,尺寸主要在2~5 um。

        通過(guò)對(duì)試驗(yàn)爐次關(guān)鍵流程夾雜物分析,LF進(jìn)站至VD出站夾雜物主要種類由MnS和含Al量40%的夾雜物變化為鈣鋁酸鹽和MnS夾雜物,從試驗(yàn)爐次(圖4)和非試驗(yàn)爐次(圖5)的夾雜物數(shù)量和尺寸對(duì)比得出:試驗(yàn)爐次夾雜物數(shù)量減少,夾雜物尺寸降低。

        2.3 全氧含量

        非試驗(yàn)爐次和試驗(yàn)爐次過(guò)程全氧如表3所示,試驗(yàn)爐次全氧比非試驗(yàn)爐次低3ppm。

        3 結(jié)論

        1)優(yōu)化后精煉渣堿度(R:1.6)有利于鋼中夾雜物數(shù)量的減少、尺寸的降低,進(jìn)一步提高鋼水純凈度。

        2)優(yōu)化后精煉渣堿度(R:1.6)有利于降低鋼中全氧含量。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 孟耀星,鄭永瑞,趙昊坤.汽車用鋼彈簧鋼線材夾雜物的控制[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào).2015,27(8):1-6.

        [2] 孟耀星,鄭永瑞,趙昊坤.汽車用鋼彈簧鋼線材夾雜物的控制[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào).2015,27(8):1-6.

        [3] 吳超,孫宜強(qiáng),羅德信,魯修宇.不同堿度精煉渣系對(duì)彈簧鋼夾雜物的影響[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào).2013,36(4):254-257.

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