汽车用弹簧钢冶炼技术

节能、环保、安全已成为汽车设计的首要考虑因素，汽车用弹簧钢正在向轻量化、高应力、高可靠度方向发展，因此，对弹簧钢的性能要求也越来越高。汽车用弹簧钢尤以悬架弹簧和气门弹簧为典型代表，其冶炼工艺也有所区别。

1

弹簧钢冶炼过程中采用RH工艺，与VD工艺相比，处理夹杂物效率要更好，更有利于生产。日本在弹簧钢生产技术方面一直走在世界前列，如新日铁住金公司，其悬架弹簧线材生产工艺流程：270 t转炉冶炼→RH-SCS处理→350 mm×560 mm大方坯连铸（中间包等离子加热+结晶器电磁搅拌+二冷区电磁搅拌+凸台辊轻压下）→连轧开坯→钢坯清理→线材轧制。该生产技术生产的悬架弹簧强度高、抗弹减性能好、疲劳性能优越，广泛运用于世界各种高档汽车。

除新日铁住金外，其他先进企业如日本大同特殊钢知多钢厂、爱知钢厂、德国克虏伯等均采用LF+RH冶炼技术生产汽车悬架弹簧钢。

国内生产弹簧钢技术日趋成熟，生产企业借鉴工业发达国家的经验，逐渐采用RH真空处理冶炼工艺替代VD，生产出来的弹簧钢也开始广泛应用于国内汽车等行业中。

近几年，兴澄特钢生产弹簧钢的原料采用澳大利亚进口优质矿石，含铁量高，有害杂质少，从源头上控制产品的质量。整个生产工艺流程：铁水KR→BOF→LF→RH→CC大方坯→开坯→表面处理（内部检验）→线材加热→控轧控冷→在线探伤→盘条成品。良好的生产工艺使弹簧钢强度、韧性等性能得到了很好的提升，其弹簧钢质量在国内被用户广泛认可。

宝钢弹簧钢盘条根据市场要求，质量不断提高。生产的弹簧钢盘条牌号：65Mn、60Si2MnA、60Si2CrA、50CrVA、60Si2CrVAT、B55SiCr和B55SiCr V等7类，盘条规格涵盖国内用户所需品种。高级弹簧钢盘条所占比例逐年提高。

宝钢弹簧钢盘条现有2条生产工艺路线：

1） 脱硫铁水→300t转炉→精炼（LF+RH）→模铸→均热炉加热→初轧机开坯→6VH连轧机轧成142 mm×142 mm钢坯→钢坯表面全剥皮处理→加热炉钢坯加热→高速线材轧机轧制→斯太尔摩控冷线冷却→成品检验→包装入库

2） 废钢+铁水→150t电炉→精炼（LF+VD）→连铸160 mm×160 mm→钢坯表面全剥皮处理→加热炉钢坯加热→高速线材轧机轧制→斯太尔摩控冷线冷却→成品检验→包装入库。

2

气门弹簧的性能要求比悬架弹簧高得多，生产难度也相对较大。气门弹簧“无寿命”，直到汽车使用报废，弹簧仍然不失效。与工业发达国家不断推出新工艺和新钢种相比，我国气门弹簧钢的生产、研发水平还比较落后。

目前，国内发动机气门弹簧几乎全靠进口，无法合格稳定生产。世界上生产气门弹簧钢最好的企业是日本神户制钢，其生产的气门弹簧份额约占全世界的50%。

神户制钢气门弹簧用线材生产工艺流程：转炉冶炼→钢包除渣→ASEA-SKF →300mm×430mm大方坯连铸（中间包电磁感应加热+结晶器电磁搅拌+重压下）→钢坯清理→初轧→轧制。转炉出钢采用硅铁脱氧，以避免产生富含Al2O3的夹杂物，SKF炉中加入低碱度造渣料，并依靠电磁搅拌和真空脱气促使夹杂物变性处理和上浮去除。用此工艺冶炼的SAE9254氧的质量分数在20×10-6左右，而采用铝脱氧方式氧含量一般小于10×10-6，由此可以看出，神户制钢气门弹簧采用了夹杂物塑性化冶炼工艺。

除神户制钢外，新日铁住金气门弹簧也广泛用于各种汽车，其线材生产工艺流程：270t转炉冶炼→LF精炼→350 mm×560 mm大方坯连铸→连轧开坯→钢坯清理→线材轧制。可以看出，新日铁住金气门弹簧生产工艺同神户制钢有相同之处，即均采用了夹杂物塑性化工艺。