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腐蚀螺纹筋及其生产方法

阅读:15发布:2021-05-18

专利汇可以提供腐蚀螺纹筋及其生产方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种耐 腐蚀 螺纹 钢 筋及其生产方法。该螺纹 钢筋 包含如下组分(wt%):基本成分:C 0.18~0.25%、Si 0.40~0.80%、Mn 0.30~1.00%、P0.02~0.04%、S≤0.01%、Cr 0.45~1.00%、Cu 0.05~0.20%;可选择成分:V0.01~0.05%、Nb:0.01~0.04%、Ni:0.01~0.20%、Ti:0.01~0.05%、B 5~30ppm中的任意一种或两种以上的组合;以及余量的 铁 和杂质;其生产工艺包括依次进行的电炉或转炉 冶炼 ,炉外精炼,方坯 连铸 , 热轧 , 冷床 空冷,倍尺剪切及平头工序。本发明钢筋的腐蚀寿命为常规钢筋产品的1.5倍以上,生产成本、 力 学性能、 焊接 性 能、加工性能等与常规产品保持一致。,下面是腐蚀螺纹筋及其生产方法专利的具体信息内容。

1.一种耐腐蚀螺纹筋,其特征在于,它包含按照重量百分比计算的如下组分:C
0.18~0.25%、Si 0.40~0.80%、Mn 0.30~1.00%、P 0.02~0.04%、S≤0.01%、Cr
0.45~1.00%、Cu 0.05~0.20%、V 0.01~0.05%,以及余量的和杂质。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀螺纹钢筋,其特征在于,它还包含按照重量百分比计算的如下组分:Nb 0.01~0.04%、Ni 0.01~0.20%、Ti 0.01~0.05%,以及B 5~
30ppm中的任意一种或两种以上的组合。
3.一种耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,包括依次进行的电炉或转炉冶炼、炉外精炼、连铸热轧冷床空冷、倍尺剪切、平头工序,其特征在于,炉外精炼工序中,向钢液中加入磷铁,将P含量控制在0.020~0.035%,并采用高度渣,终渣的二元碱度控制在3.0~4.0,将S含量控制在0.01wt%以下。
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,其特征在于,电炉或转炉冶炼工序中,在出钢进行到1/4时开始加入铁和硅锰合金,并加入粉和造渣料,出钢过程中氩气搅拌控制在0.5~0.1MPa。
5.根据权利要求3所述的耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,其特征在于,炉外精炼工序中,控制白渣时间在10分钟以上。
6.根据权利要求3所述的耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,其特征在于,炉外精炼工序结束后,软搅拌5分钟以上,再进行连铸工序。
7.根据权利要求3所述的耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,其特征在于,连铸工序采用保护浇铸,拉坯速率稳定在2.6~2.7米/分钟。

说明书全文

腐蚀螺纹筋及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明特别涉及一种耐腐蚀螺纹钢筋及其生产方法,属于钢冶金领域。

背景技术

[0002] 螺纹钢是重要的建筑材料,广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设,我国是螺纹钢生产大国,2010年产量为1.31亿吨,占全球产量的70%以上。目前我国正处于现代化建设的高峰期,房屋和基础设施建设蓬勃发展,有支撑了社会的现代化步伐。然而,大规模的建设中也存在一些不容忽视的问题,目前我国建筑物的平均寿命仅为25~30年,低于国家标准规定的50~60年,更远低于西方发达国家,比如美国的建筑平均寿命为74年,英国的建筑平均寿命为132年。为提高建筑物寿命、减少资源浪费,必须从多个方面入手,提高建筑材料耐久性便是其中的重要一环。
[0003] 作为现代建筑的核心材料之一,钢筋的服役寿命对建筑物的整体寿命起重要作用。在实际使用过程中,腐蚀是造成钢筋失效的主要原因,我国在过去5年中倒塌的桥梁有17座,其中很多都与钢筋腐蚀有关,2010年我国因腐蚀损失1.2万亿元人民币,相当于GDP的3%。由此可见,提高钢材的耐腐蚀性能非常重要。
[0004] 钢筋的防腐措施主要有环涂层、金属层、合金化等,选用其中的一种或多种,可以有效提高钢筋的耐腐蚀能力。其中合金化是最简便、最稳定的一种方法,其核心设计思想是通过添加Cr、Ni、Cu、P、Mo、Ti、Nb、V、Si等合金元素,产生致密的内锈层,阻止的进一步侵入腐蚀,从而提高钢筋本身的耐腐蚀能力。解决钢筋腐蚀的现有方法主要有环氧涂层、金属镀层、不锈钢钢筋等。环氧涂层的主要问题是,镀层在5年后会老化,失去保护效果,在施工过程中容易镀层容易被破坏,反而加剧局部腐蚀,使钢筋提前失效,而且吨钢成本增加2000元左右。金属镀层钢筋在使用一段时间后镀层会被腐蚀掉,使钢筋裸露、腐蚀,而且焊接问题很难解决。不锈钢钢筋会和其它钢筋形成原电池腐蚀,加速其它部分的腐蚀,并减小整体构件的寿命,而且不锈钢钢筋成本过高,很难大量使用。相比之下,采用合金化提高钢筋本身的耐腐蚀能力是最稳定、最经济、最简便的方法,而且能够和其它方法联合使用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种耐腐蚀螺纹钢筋及其生产方法,其腐蚀寿命长,成本和常规产品相当,力学性能、疲劳性能及焊接性能等良好,生产方法简单,从而克服现有技术中的不足。
[0006] 为实现上述发明目的,本发明采用了如下技术方案:
[0007] 一种耐腐蚀螺纹钢筋,包括按照重量百分比计算的如下组分:基本组分为:C0.18~0.25%、Si 0.40~0.80%、Mn 0.30~1.00%、P 0.02~0.04%、S≤0.01%、Cr0.45~1.00%、Cu 0.05~0.20%、V 0.01~0.05%;可选组分为:Nb:0.01~0.04%、Ni:0.01~0.20%、Ti:0.01~0.05%、B 5~30ppm中的任意一种或两种以上的组合;以及余量的铁和杂质。
[0008] 以下具体说明各元素的作用及原理:
[0009] C是钢材中最基本的强化元素,C含量每增加0.01%,钢的抗拉强度约增加10MPa,但过量的C会降低钢筋的塑性和可焊性。本发明中C含量的范围选为0.18~0.25%。
[0010] Si是铁素体强化元素,能够通过固溶强化提高铁素体的强度,Si也是重要的脱氧剂,有助于降低钢中的氧含量,减少夹杂物。在本发明中,Si含量范围选为0.40~0.80%。
[0011] Mn在钢中主要用于增加钢的强度,同时能改变硫化物成分、减小S的有害作用,但如果Mn含量过高会显著增加钢筋的淬透性,容易形成贝氏体等组织,降低钢筋的塑性,因此本发明中,Mn含量控制在0.30~1.00%。
[0012] P可以提高钢筋的耐腐蚀能力,但同时P容易在晶界偏聚,增加钢筋的脆性,因此本发明中,P含量控制在0.02~0.04%。
[0013] S容易引起热脆现象,不利于热轧,此外还会形成长条形的MnS夹杂物,成为腐蚀的起始位置,降低钢筋的腐蚀寿命,因此本发明中,S含量控制在0.01%以内。
[0014] Cr有利于提高钢筋的耐腐蚀能力,同时可以提高强度。Cr的添加提高了奥氏体的稳定性,可以阻止热轧时晶粒的长大。但Cr含量过高容易使铁素体含量增加,引起强度下降,出现淬火组织,不利于组织控制。本发明中,Cr含量控制在0.45~1.00%。
[0015] Cu有助于提高钢筋的耐腐蚀能力,但过多的Cu会引起材料的塑性下降,造成热轧过程中的开裂,本发明中,Cu含量控制在0.05~0.20%。
[0016] V是强化物形成元素,能够抑制热轧时奥氏体和铁素体晶粒的长大,从而提高钢筋的综合力学性能。V含量过高容易出现淬火组织,不利于组织控制,而且会显著增加钢筋的成本。本发明中,V含量控制在0.01~0.05%。
[0017] Nb是强碳化物形成元素,能够抑制热轧时奥氏体晶粒长大,细化组织,提高钢筋的综合力学性能。Nb含量过高容易使析出相粗大,弱化其析出强化效果,而且会显著增加钢筋的成本。本发明中,Nb含量控制在0.01~0.04%。
[0018] Ni有助于提高钢筋的耐腐蚀能力,但过多的Ni会提高淬透性,同时增加材料成本,本发明中,Ni含量控制在0.01~0.20%。
[0019] Ti是强碳氮化物形成元素,能够固定钢中的自由氮,形成Ti(C,N)析出相,抑制热轧时奥氏体晶粒的长大,细化组织,Ti还可以起到脱氧作用。但过多的Ti容易使Ti(C,N)长大,降低材料的塑性,同时容易引起连铸水口结瘤。本发明中,Ti含量控制在0.01~0.05%。
[0020] B可以抑制P在晶界的偏聚,增加盘条的塑性,同时可提高强度。本发明中,B含量控制在5~30ppm。
[0021] 本发明还提供一种耐腐蚀螺纹钢筋的生产方法,包括依次进行的电炉或转炉冶炼、炉外精炼、方坯连铸、热轧、冷床空冷、倍尺剪切、平头,其特征在于:精炼过程中加入磷铁,将P含量控制在0.020~0.035wt%。
[0022] 本发明采用电炉或转炉冶炼,出钢进行到1/4时开始加入铁和硅锰合金脱氧,并加入碳粉和造渣料,出钢时防止大量下渣,出钢过程中氩气搅拌控制在0.5~0.1MPa,根据出钢量逐渐减小。精炼过程中为保证脱硫效果,采用高度渣,终渣的二元碱度控制在3.0~4.0,白渣时间不小于10分钟。精炼过程中加入磷铁,将P含量控制在0.020~
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