彈簧鋼LF精煉過程夾雜物演變研究

毛乃旭 江野 嵇立磊 鄭宏偉

南京鋼鐵聯合有限公司 江蘇南京 210035

彈簧是制造業的基礎零件，也是汽車、軌道交通等的核心零件[1-5]。隨著國家快速發展、制造業轉型，對彈簧鋼的品質要求越來越高，尤其是對疲勞壽命的要求，而影響疲勞壽命除了夾雜物和脫碳，最主要的就是鋼中硬質不變形夾雜物[6-7]，本文對南鋼彈簧鋼54SiCr6進行LF精煉過程進行夾雜物行為研究。

1 取樣方案

進行兩次取樣，兩次取樣均是在LF進站、LF出站，取樣狀態為小提桶樣，進行夾雜物的表征。

2 第一次LF精煉過程夾雜物的變化

LF進站、出站時鋼液中夾雜物的尺寸、類型、數量如下表1、表2所示。

表1 LF進站夾雜物尺寸、類型、數量

表2 LF出站夾雜物尺寸、類型、數量

LF進站時，夾雜物主要是脫氧產物，尺寸偏小，夾雜物的類型以SiO2-Al2O3-CaO為主，隨著精煉的進行，LF出站時，夾雜物以SiO2類為主，復合有Al2O3、CaO、MnO等，同時LF出站時，夾雜物中CaO、Al2O3含量升高，到大尺寸（>20μm）的夾雜物，成分與相應的精煉渣類似，是由于精煉渣進入鋼液未能上浮所致。

LF精煉過程夾雜物的典型形貌如下圖1，夾雜物成分如下圖2所示。

圖1 LF精煉過程夾雜物典型形貌

圖2 LF精煉過程夾雜物成分

3 第二次LF精煉過程夾雜物的變化

LF進站、出站時鋼液中夾雜物的尺寸、類型、數量如下表3、表4所示。

表3 LF進站夾雜物尺寸、類型、數量

表4 LF出站夾雜物尺寸、類型、數量

LF精煉過程夾雜物的典型形貌如下圖3，夾雜物成分如下圖4所示。

圖3 LF精煉過程夾雜物典型形貌

圖4 LF精煉過程夾雜物成分

通過兩次試驗發現，LF精煉前期鋼中夾雜物都是內生脫氧產物，夾雜物尺寸偏小，夾雜物類型以SiO2系為主，隨著精煉的進行，鋼液中夾雜物類型和尺寸均發生變化，夾雜物中Al2O3、CaO逐漸增加，推測該可能與合金加入有關，同時，夾雜物數量密度、大顆粒夾雜物也在增加，推測可能與氬氣流量調節和精煉渣卷入有關。

4 結語

（1）LF精煉前期鋼中夾雜物都是內生脫氧產物，夾雜物尺寸偏小，夾雜物類型以SiO2系為主。

（2）隨著精煉的進行，鋼液中夾雜物類型和尺寸均發生變化，夾雜物中Al2O3、CaO逐漸增加，推測該可能與合金加入有關，須控制合金中Al、Ca的含量

（3）夾雜物數量密度、大顆粒夾雜物也在增加，推測可能與氬氣流量調節和精煉渣卷入有關，需進行氬氣流量的精細化調節。