[发明专利]高强度耐腐蚀抗震钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度耐腐蚀抗震钢及其制备方法，属于建筑用钢制造技术领域。

背景技术

随着我国建筑行业的迅猛发展，对建筑用热轧带肋钢筋的质量要求也越来越高。热轧带肋钢筋是混凝土结构的骨架材料，在结构中承载着各种应力，有时还在一定的腐蚀环境下使用，因此不仅要求钢筋具有较高的强度和工艺性能，而且在一定的使用场合下还要求具有较高的功能性，如抗震性能、耐蚀性能等。目前因钢筋锈蚀而使钢筋混凝土结构过早受到破坏的问题，已受到世界各国的普遍关注。根据1998年的调查，美国有57.5万座钢筋混凝土桥，其中有一半以上因为出现钢筋腐蚀而遭到破坏，其中有40%的桥梁出现承载力不足，必须进行修复和加固处理，而对其进行修复的经费预算则高达1550亿美元(为建桥费用的4倍)。欧洲、澳大利亚、海湾国家等，都有以氯盐为主的钢筋腐蚀破坏问题，其中英国修复费为每年50亿英镑。中国地域广阔，许多地方的建筑由于钢筋易受腐蚀，影响了钢筋混凝土的握裹力，降低了使用性能和建筑使用寿命，增加了建筑维护费用。

钢筋腐蚀带来的巨大损失，已经引起各界广泛重视，人们纷纷开展建筑结构的抗腐蚀性能研究。为了解决钢筋腐蚀，国外陆续出现了不锈钢筋、镀锌钢筋、环氧涂层钢筋、阴极保护法、阻锈剂等防腐技术，并制定了相关标准，这在一定程度上延缓了钢筋腐蚀开始的时间，但存在成本高、施工困难或防腐蚀效果不可确定等缺点。

目前中国建筑正向高层、大跨度的方向发展，在注重提高钢筋强度和塑韧性的同时，也更加注重钢筋的抗震性能、耐蚀性能等功能，面对我国可持续发展的需要和资源相对紧缺的现实，开发低成本耐蚀抗震钢就显得尤为重要和迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性强、晶粒细小、强度高、抗震性能好、成本低的高强度耐腐蚀抗震钢及其制备方法。

本发明提供的高强度耐腐蚀抗震钢具有下列质量含量的化学成分：

C： 0.08～0.13wt％        Si：0.30～0.50 wt％

Mn：0.60～0.90 wt％       Cr：0.40～0.70 wt%

V： 0.015～0.025 wt％     Nb：0.008～0.020 wt%

S≤0.040 wt%              P≤0.045 wt%           

其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明提供的高强度耐腐蚀抗震钢的制备方法包括：炼钢、轧钢两个部份，在钢水转炉冶炼后，通过出钢渣洗、浇铸控制，以及轧钢控轧控冷等多项工艺技术的集成、创新，开发出低成本的高强度耐腐蚀抗震钢。其中：在LD炼钢转炉进行常规顶底复合吹炼、造渣等冶炼后，在出钢过程中依次向钢包中加入复合脱氧剂、硅锰合金、硅铁、中碳铬铁、铌铁及钒氮合金，进行脱氧合金化处理，出完钢对钢水软吹氩4～5分钟后，浇铸成钢坯；将钢坯在1080～1120℃温度下加热后，控制开轧温度为960～1010℃，进行粗轧和中轧，中轧后进入精轧前进行控冷，控制终轧温度为870～960℃进行终轧，之后快速水冷使钢材温度降至640～680℃，再自然空冷至室温，即获得高强度耐腐蚀抗震钢。

本发明提供的高强度耐腐蚀抗震钢的生产方法为下列工艺步骤：

A、按常规将铁水、废钢、生铁及造渣剂加入炼钢转炉内，进行常规顶底复合吹炼，并按常规造渣，控制终点碳含量为0.03～0.06 wt%，出钢温度1680℃，并在出钢前，向钢包底部加入石灰、萤石，加入量为石灰2～3 kg/t钢、萤石0.4～0.6 kg/t钢，之后出钢；

B、出钢过程中，当钢包钢水量达到或大于1/5时，进行脱氧合金化处理，即向钢包中依次加入复合脱氧剂、硅锰合金、硅铁、中碳铬铁、铌铁、钒氮合金，并在钢包钢水量达到3/4时加完所述各合金，各合金的加入量为：

复合脱氧剂               0.8～1.0  kg/t钢，

硅锰合金                 9.0～12.5 kg/t钢，

硅铁                     3.0～4.2  kg/t钢，

中碳铬铁                 7.5～8.8  kg/t钢，

钒氮合金                0.15～0.25 kg/t钢，

铌铁                    0.15～0.25 kg/t钢；