弹簧钢LF精炼过程夹杂物演变研究

毛乃旭 江野 嵇立磊 郑宏伟

南京钢铁联合有限公司 江苏南京 210035

弹簧是制造业的基础零件，也是汽车、轨道交通等的核心零件[1-5]。随着国家快速发展、制造业转型，对弹簧钢的品质要求越来越高，尤其是对疲劳寿命的要求，而影响疲劳寿命除了夹杂物和脱碳，最主要的就是钢中硬质不变形夹杂物[6-7]，本文对南钢弹簧钢54SiCr6进行LF精炼过程进行夹杂物行为研究。

1 取样方案

进行两次取样，两次取样均是在LF进站、LF出站，取样状态为小提桶样，进行夹杂物的表征。

2 第一次LF精炼过程夹杂物的变化

LF进站、出站时钢液中夹杂物的尺寸、类型、数量如下表1、表2所示。

表1 LF进站夹杂物尺寸、类型、数量

表2 LF出站夹杂物尺寸、类型、数量

LF进站时，夹杂物主要是脱氧产物，尺寸偏小，夹杂物的类型以SiO2-Al2O3-CaO为主，随着精炼的进行，LF出站时，夹杂物以SiO2类为主，复合有Al2O3、CaO、MnO等，同时LF出站时，夹杂物中CaO、Al2O3含量升高，到大尺寸（>20μm）的夹杂物，成分与相应的精炼渣类似，是由于精炼渣进入钢液未能上浮所致。

LF精炼过程夹杂物的典型形貌如下图1，夹杂物成分如下图2所示。

图1 LF精炼过程夹杂物典型形貌

图2 LF精炼过程夹杂物成分

3 第二次LF精炼过程夹杂物的变化

LF进站、出站时钢液中夹杂物的尺寸、类型、数量如下表3、表4所示。

表3 LF进站夹杂物尺寸、类型、数量

表4 LF出站夹杂物尺寸、类型、数量

LF精炼过程夹杂物的典型形貌如下图3，夹杂物成分如下图4所示。

图3 LF精炼过程夹杂物典型形貌

图4 LF精炼过程夹杂物成分

通过两次试验发现，LF精炼前期钢中夹杂物都是内生脱氧产物，夹杂物尺寸偏小，夹杂物类型以SiO2系为主，随着精炼的进行，钢液中夹杂物类型和尺寸均发生变化，夹杂物中Al2O3、CaO逐渐增加，推测该可能与合金加入有关，同时，夹杂物数量密度、大颗粒夹杂物也在增加，推测可能与氩气流量调节和精炼渣卷入有关。

4 结语

（1）LF精炼前期钢中夹杂物都是内生脱氧产物，夹杂物尺寸偏小，夹杂物类型以SiO2系为主。

（2）随着精炼的进行，钢液中夹杂物类型和尺寸均发生变化，夹杂物中Al2O3、CaO逐渐增加，推测该可能与合金加入有关，须控制合金中Al、Ca的含量

（3）夹杂物数量密度、大颗粒夹杂物也在增加，推测可能与氩气流量调节和精炼渣卷入有关，需进行氩气流量的精细化调节。