[发明专利]一种钢筋表面氧化层生成工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金生产技术领域，特别涉及一种钢筋表面氧化层生成工艺。

背景技术

钢筋锈蚀是钢筋在高温潮湿环境或长期露天存放未经表面防腐处理时出现的不可避免的现象。钢筋的锈蚀对混凝土结构的耐久性带来了巨大的危害。一方面，锈蚀后的钢筋力学性能下降很多，无法满足结构物承载力的需要，另一方面，钢筋锈蚀后，钢筋与混凝土的粘结力大大降低，结构处于危险的状态影响着人民生命财产安全。对于严重锈蚀的钢筋，用户往往提出退货的要求，估计每年因锈蚀而报废的钢铁材料约为金属年产量的1/4～1/3，因此锈蚀问题引起人们高度重视。

一般钢筋在放置过程中产生的锈蚀很大程度上都是因为钢筋表面氧化层的保护作用失效引起的。钢筋在轧制过程以及在之后的空冷过程中，表面会自然形成一层薄的氧化层，这层氧化层松散不致密、存在空洞、裂纹和较薄等导致后续锈蚀严重、甚至剥落，严重影响钢筋的销售和使用。因此在钢筋轧制过程中通过控制致密稳定氧化层的生成，对存放、运输和使用过程中钢筋的抗锈蚀性有着重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明解决了现有技术中钢筋表面的氧化层生成结构不均匀、不致密且厚度不理想的问题，提供了一种钢筋生产过程中控制氧化层产生的工艺，该工艺通过控制轧制过程温度、冷却速度和增氧气流量，使得钢筋在轧制生产过程就能生成一层与基体附着力强，厚度均匀、致密稳定的氧化层。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种钢筋表面氧化层生成工艺，该工艺包括依次对连铸钢坯进行初扎、精扎、穿水冷却和冷床空冷，其特征在于，在进行穿水冷却前和精扎后在通入氧气条件下对钢材表面进行氧化处理。

进一步的，所述的精轧温度为1070～1080℃；所述的氧气为富氧空气，富氧空气的喷施量为25～30m³/min，富氧空气中的含氧量为48％，穿水冷却时间为1.95～2.05s。

更进一步的，所述的冷床空冷前的钢筋表层的温度为848～852℃。

具体的，所述的氧气喷施通过喷气装置进行，喷气装置包括外管层、内管层和进气管，外管层与内管层通过端部连接组成密闭腔体，该密闭腔体与进气管连通，且内管层的侧壁上开有若干通气孔。

更具体的，所述的进气管包括第一进气管和第二进气管，第一进气管和第二进气管对称的与密闭腔体连通。

还有，所述的喷气装置的长度为55～65cm，外管层的直径为Ф35～45cm，内管层的直径为Ф25～35cm，通气孔的孔径为Ф1.5～2.5cm的小孔，相邻通气孔间的距离为1cm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的氧化层生成工艺，对精扎温度、通氧流量和冷却时间进行了精确的控制，不仅将钢筋的氧化层的厚度控制在20μm左右，且为完整连续而致密的Fe₃O₄层；

(2)为了方便生产过程，本发明还给出了进行通氧的装置，该装置能进行通氧量的控制，为精确的控制生成工艺提供了便利。

附图说明

图1为本发明喷氧装置结构示意图；

图2为图1的纵向剖视图；

图3为实施例一中穿水时间1.6s得到的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图4为实施例一中穿水时间1.8s得到的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图5为实施例一中穿水时间2.0s得到的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图6为实施例一中穿水时间2.2s得到的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图7为实施例二中的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图8为实施例二中的钢筋氧化层区成分分析电镜扫描图；

图9为实施例三中的钢筋氧化层区电镜扫描图；

图1、2中标号表示为：1-外管层、2-内管层、201-通气孔、3-第一进气管、4-第二进气管；

图3-9中标号表示为：d1-氧化层总厚度、d2-氧化层外层厚度、A-氧化层与空气接触层、B-氧化层外层、C-氧化层内层；

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。

具体实施方式

本发明的钢筋表面氧化层生成工艺，该工艺包括依次对连铸钢坯进行初扎、精扎、穿水冷却和冷床空冷，在进行穿水冷却前还进行氧气喷施，促进钢筋的冷却并使钢筋表层快速氧化，产生致密的氧化层。