[发明专利]一种高耐候、低成本耐海水腐蚀钢筋及生产工艺

说明书

本发明提供了一种高耐候、低成本耐海水腐蚀钢筋及生产工艺，所述钢筋按重量比元素成分如下：C：0.04％～0.10％，Si：0.10％～0.50％，Mn：0.5％～1.6％，P：≤0.03％，S：≤0.02％，Cr：2％～4％，Cu：0.3％～0.5％，Ni：0.2％～0.6％其余为Fe及不可避免的杂质。所述钢筋力学性能满足耐腐蚀钢筋的要求，时效应变低，腐蚀速率低于普通钢筋的70％。本发明所述工艺技术路线包括70吨超高功率电炉—LF钢包精炼—出钢脱氧合金化—吹氩处理—4机4流165方坯连铸—蓄热式步进加热炉—18架无扭连轧机组—控轧控冷冷却—精整—打包—入库。

技术领域

本发明属于铁的冶金领域，具体涉及一种高耐候、低成本耐海水腐蚀钢筋及生产工艺。

背景技术

钢筋作为一种重要的建筑材料，被广泛应用在现代工程建设中，在使用过程中不仅要求钢筋要具有一定的强度以承受各种力的作用，还要求其具有一定的耐腐蚀性能。尤其是在以氯盐为介质的腐蚀环境中，氯离子会渗透到混凝土内部，破坏钢筋表面钝化膜，导致钢筋腐蚀，并引起混凝土开裂剥落，降低钢筋混凝土结构的使用寿命当前国内一些沿海地区通过向钢筋混凝土结构中加入阻锈液延迟-渗透腐蚀钢筋基体，但阻锈液的化学成分会造成混凝土寿命降低。港珠澳大桥在桥墩表面使用了少量的2205双相不锈钢钢筋，因为造价高昂，并未大面积推广使用。还有一些沿海工程，采用镀锌工艺和环氧树脂工艺，但这两种工艺均会发生局部点蚀，当发生局部点蚀时危害性更大。因此，开发一种高耐候、低成本耐海水腐蚀的钢筋及其生产工艺迫在眉睫。

耐腐蚀钢筋的基本技术条件应该包括以下几个方面：(1)较高的耐海水腐蚀能力；(2)无应变时效脆化；(3)满足疲劳性能的要求；(4)良好的焊接性能；(5)适当强度塑性配比。合理的化学成分对钢筋性能起着重要的作用，综合考虑各元素在钢中作用，使钢筋不仅能够满足强度和塑性的要求，还需达到耐腐蚀性能的要求。另外合适的工艺路线有助于钢筋获得理想的金相组织，细化晶粒，提高耐腐蚀性，从而获得满意的产品质量性能指标。但目前的各生产厂商所用合金配比各不相同，钢铁冶炼、铸造、及热处理工艺也缺乏一定的合理性。

如中国发明专利201310496370.4公开了一种低成本高性能耐腐蚀钢筋及其制造方法，具有下述质量含量的化学成分C:0.06～1.10wt％、Cr:3～8wt％、Cu:0.5～1wt％、Mn:0.5～1.5wt％、N:0.01～0.02wt％、P≤0.03wt％、S≤0.035wt％、Si:0.2～0.5wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。其制造方法包括铁水脱硫预处理、电炉或顶底复吹转炉冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯加热、轧制以及冷床空冷。该发明称其公开的钢筋耐腐蚀性能优良、成本低、力学性能、疲劳性能以及焊接性能良好。但未对钢筋的时效性能进行研究，在连铸时采用堆垛自然冷却无法合理控制铸坯凝固组织，轧制完成后冷床空冷无法获得理想的金相组织和晶粒度匹配。

又如中国发明专利201710565939.6公开了一种高强耐热蚀热轧钢板及其炼铸方法和轧制方法。所述的高强耐热蚀热轧钢板的重量份组份包括C:≤0.12％、Si:≤0.75％、Mn:≤1.5％、P:≤0.02％、S:≤0.008％、Cu:0.20％～0.55％、Cr:0.30％～1.25％、Ni:0.12％～0.65％、V:≤0.10％、Nb:≤0.10％、Al:0.15％～0.50％、Sb:0.03％～0.40％，其余为Fe及不可避免的杂质。所述铸炼方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、RH精炼、钢坯连铸，所述轧制方法包括热轧、冷却、卷取几个步骤。但未对其耐腐蚀性能、强度、时效性能进行研究，且钢坯冷却未堆垛缓冷，并且对热轧过程进行工艺参数的优化，以获得理想的金相组织和晶粒度匹配。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种高耐候、低成本耐海水腐蚀钢筋，合理设计其合金成分。研发一种合适的炼钢，连铸工艺实现精确、稳定的化学成分和高纯净度控制，采用合理的热轧工艺以达到理想的金相组织和晶粒度匹配。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：