一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法技术

本发明专利技术属于钢筋加工领域，尤其是一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法。本发明专利技术钢筋生产方法包括如下步骤：S1、转炉冶炼；S2、LF炉精炼；S3、小方坯连铸；S4、加热炉加热；S5、棒材控轧控冷轧制。本发明专利技术通过各组分的优化配比并结合控轧控冷工艺，使得制备的钢筋强度级别达到635MPa级的技术要求，且耐蚀性能是HRB400普通钢筋的1倍及以上，可以满足我国重点混凝土工程建设的需要。点混凝土工程建设的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法


[0001]本专利技术属于钢筋加工领域，尤其涉及一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法。

技术介绍

[0002]目前，我国大量的钢筋混凝土结构应用于以氯盐为主要腐蚀介质的环境，如海洋岛礁、盐碱地等自然氯盐腐蚀环境以及撒化冰盐的道路、桥梁等人为氯盐腐蚀环境，由于氯盐中的氯离子能渗透到混凝土内部，破坏钢筋表面钝化膜，导致钢筋腐蚀并引起混凝土顺筋开裂，降低钢筋混凝土结构的使用寿命。为了解决混凝土结构中钢筋腐蚀的问题，国内外陆续出现了钢筋阻锈剂、涂层钢筋、高性能混凝土、混凝土表面涂层、阴极保护法等防腐技术，虽在一定程度上起到了延缓钢筋腐蚀的作用，但存在防腐蚀效果不可确定、施工困难、成本高等问题；而不锈钢钢筋，因其耐蚀合金Cr含量在12％以上、Cr+Ni总含量在20％左右，造成生产工艺复杂及生产成本昂贵，从而限制了大量应用。
[0003]中国专利公开号CN201810399267.0的专利文献公开了“一种海洋混凝土结构用高强耐蚀铁素体/贝氏体双相钢筋及其制备方法”，钢筋具有铁素体/贝氏体双相显微组织，其中贝氏体所占比例为50％
‑
60％，钢筋的化学成分重量百分比含量为：C：0.015％～0.020％，Si：0.45％～0.55％，Mn：1.1％～1.5％， Cr：10.5％～11.2％，Ni：1.0％～1.5％，Mo：0.8％～0.95％，V：0.03％～ 0.06％。钢筋具有优异的耐海洋氯离子侵蚀的高耐蚀性，可在严酷海洋侵蚀环境的混凝土结构中实现长寿命服役，但较多的贝氏体含量影响钢筋的延伸性能，不宜在工程中推广应用。
[0004]中国专利公开号CN201710954676.8的专利文献公开了“一种海洋建筑结构用500MPa级带肋不锈钢筋的生产方法”，所制得的不锈钢筋的屈服强度在500MPa 以上，PREN值范围分别为32～35，耐氯离子腐蚀能力强，屈强比≥1.2。采用 2205钢坯，依次经过修磨—加热—轧制—在线固溶—酸洗钝化等工艺获得的不锈钢筋具有优良的耐腐蚀能力，满足海洋工程结构用钢需要，但其生产工艺复杂，国内大多钢厂不具备在线固溶—酸洗钝化等生产设备，不利于批量推广应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，采用加入Ti、Mn 的成分设计，提供一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法。
[0006]本专利技术要解决的另一个技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋，该钢筋钢筋的屈服强度R
eL
≥635MPa、抗拉强度R
m
≥795MPa、断后伸长率A≥15％，满足市场对635MPa级钢筋的需求。
[0007]为了解决本专利技术的技术问题，所采取的技术方案为，一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
[0008]S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的
重量含量≥0.06％，P和S的重量含量均≤0.020％、温度1640
‑
1660℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在钢包内加入脱氧剂及合金；
[0009]S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣，当氧含量≤25ppm时，加入Ti线，随后加入增氮剂，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1550
‑
1570℃时，停止精炼；
[0010]S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110
‑
130m3/h，二次冷却水比水量0.9
‑
1.3L/kg，连铸成合格钢坯；
[0011]S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1120
‑
1220℃，轧制成所需规格的钢筋；
[0012]S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1020
‑
1080℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为 880
‑
930℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋。
[0013]优选的，步骤S3中所述钢坯的化学成分按重量计为：C：0.20
‑
0.30％；Si： 0.40
‑
0.60％；Mn：1.20
‑
1.60％；P：≤0.030％；S：≤0.030％；Ti：0.010
‑
0.030％；Nb：0.030
‑
0.050％；Cr：1.2
‑
2.0％；N：0.008％
‑
0.012％；其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0014]优选的，步骤S2中钢水设定成分中各组分含量满足Ti/C≥0.03，Mn/S≥40， Cr/N≥100的要求。
[0015]优选的，步骤S1中所述将炼钢原料冶炼成粗钢液的设备为转炉，炼钢原料为废钢和铁水，加入的顺序为：先把废钢装入炼钢炉内，然后倒入铁水，且废钢和铁水的重量比为1∶4。
[0016]优选的，所述步骤S1在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，顺序为：脱氧剂
→ꢀ
FeSi
→
SiMn
→
CrFe
→
NbFe
→
脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧。
[0017]优选的，步骤S2所述精炼炉为LF炉，所述步骤S2中钢包全程底吹氩，调节氩气流量，可均匀钢水成分、使得夹杂上浮并去除。
[0018]优选的，增氮剂中氮含量为28％
‑
32％。
[0019]优选的，步骤S3中所述铸坯断面为140
‑
170mm2。
[0020]为了解决本专利技术的另一个技术问题，所采取的技术方案为，一种由上述任一制备方法制得的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋。
[0021]本专利技术的优点在于：
[0022](1)本专利技术通过各组分的优化配比并结合控轧控冷工艺，使得制备的钢筋强度级别达到635MPa级的技术要求，且耐蚀性能是HRB400普通钢筋的1倍及以上，可以满足我国重点混凝土工程建设的需要；另外，本专利技术钢筋的生产成本低、生产工艺可行，便于大规模生产及推广应用，具有良好的市场前景。
[0023](2)本专利技术中合金元素的作用如下：
[0024]C：C是重要的、廉价的强化元素，能显著提高钢的强度，但随C含量的增加会降低Cr的耐蚀作用，因此本专利技术中C含量控制在0.20
‑
0.30％。
[0025]Si：有利于提高钢的耐坑蚀能力，但也会降低钢的延性指标，本专利技术中Si 含量控制在0.40
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量≥0.06％，P和S的重量含量均≤0.020％、温度1640
‑
1660℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在钢包内加入脱氧剂及合金；S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣，当氧含量≤25ppm时，加入Ti线，随后加入增氮剂，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1550
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1570℃时，停止精炼；S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110
‑
130m3/h，二次冷却水比水量0.9
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1.3L/kg，连铸成合格钢坯；S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1120
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1220℃，轧制成所需规格的钢筋；S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1020
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1080℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为880
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930℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋。2.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S3中所述钢坯的化学成分按重量计为：C：0.20
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0.30％；Si：0.40
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0.60％；Mn：1.20
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1.60％；P：≤0.030％...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏滔锴，黄华，
申请(专利权)人：安徽吾兴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：