CN104745940A - 一种抗锈蚀热轧带肋钢筋及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗锈蚀热轧带肋钢筋及其生产工艺，带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.20%-0.25%，Si：0.40%-0.60%，Mn：0.90%-1.10%，V：0.010%-0.020%，Cr：0.15%-0.25%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质，其生产工艺主要包括以下几个步骤：（1）高炉铁水的准备；（2）顶吹转炉冶炼；（3）LF炉钢水精炼；（4）连铸生产；（5）轧钢生产；（6）冷却处理。本发明的优点在于，优化了钢筋的化学成分，调整了合金元素的加入量，合金成本大幅降低，减小了轧后的冷却强度，既保证了钢筋的力学性能，又避免了轧后强穿水冷却工艺对钢筋表面氧化铁皮层的破坏，保证了钢筋的抗锈蚀性能。

Description

一种抗锈蚀热轧带肋钢筋及其生产工艺

技术领域

本发明属于冶金及金属材料制造领域，具体涉及一种抗锈蚀热轧带肋钢筋及其生产工艺。

背景技术

国内钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（俗称热轧螺纹钢筋）一直使用的是热轧后自然冷却的生产工艺，该工艺生产的带肋钢筋抗锈蚀性较好，且同一地理区域内不同生产厂家的产品锈蚀情况没有显著差异。通过轧后强穿水冷却提高钢筋强度从而降低热轧带肋钢筋合金成本的轧制工艺被许多生产企业广泛采用，采用轧后强穿水冷却工艺能在保证钢筋性能的前提下使热轧螺纹钢筋合金成本降低50-100元/吨。

目前国内热轧带肋钢筋的生产工艺基本分为两个类型，一个是传统的热轧后自然冷却生产工艺，另一个是热轧后强穿水冷却工艺，前者需要在钢筋中添加一定量的强化合金元素，其带肋钢筋的抗锈蚀性较好，后一种工艺生产的钢筋中合金添加量可大幅减少节约合金成本，其带肋钢筋的抗锈蚀差，但是目前国内生产热轧带肋钢筋的两种工艺分别存在各自的不足，传统的热轧后自然冷却工艺的不足是：完全依靠添加强化合金元素保证钢筋的力学性能，钢筋合金成本较高，未对钢的温度参数做有效控制从而合理发挥轧制温度对钢筋性能的影响作用；热轧后强穿水冷却工艺的不足是：通过热轧后强穿水冷却保证钢筋的性能，虽然能降低钢筋的合金成本，但其最大的问题是生产的钢筋在大气中锈蚀速度和锈蚀程度要远远高于传统工艺生产的钢筋，另外钢筋容易产生国家标准不允许存在的有害金相组织。

因此需要对现有热轧带肋钢筋的两种轧制工艺进行优化和改进，充分发挥两种工艺的优势，规避各自的劣势，以最合理的合金成分，充分发挥轧制工艺对钢筋的强化效果，同时保证钢筋良好的抗锈蚀能力。

针对困扰企业的热轧带肋钢筋轧后强穿水后的锈蚀问题，国内一些企业积极的探索研究在线或离线对钢筋表面喷涂防锈剂的技术，这些技术由于不成熟、不实用、投入改造成本高或造成环境污染等原因没有被行业认可和推广使用。所以许多企业只能放弃热轧钢筋轧后强穿水冷却工艺，重新利用传统的热轧后自然冷却工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗锈蚀热轧带肋钢筋及其生产工艺，以解决现有技术中热轧后自然冷却工艺完全依靠添加强化合金元素保证钢筋的力学性能，导致钢筋合金成本高，对轧制的温度控制不合理的问题，以及热轧钢筋轧后强穿水冷却工艺虽然能降低钢筋的合金成本，但利用其工艺生产的钢筋在大气中的锈蚀速度和锈蚀程度严重的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种抗锈蚀热轧带肋钢筋，带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.20%-0.25%，Si：0.40%-0.60%，Mn：0.90%-1.10%，V：0.010%-0.020%，Cr：0.15%-0.25%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

一种抗锈蚀热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：

（1）高炉铁水的准备，以重量百分比计，所述高炉铁水包括以下化学成分：P≤0.120%，S≤0.070%，Si≤1.20%；

（2）顶吹转炉冶炼，以重量百分比计，所述入转炉铁水的化学成分控制在P≤0.120%，S≤0.060%，Si：0.20%-0.80%，转炉冶炼及脱氧合金化后的钢水出钢温度在1600℃-1660℃，出钢后的钢水化学成分为：C：0.05%-0.15%，P≤0.025%，S≤0.040%；

（3）LF炉钢水精炼，精炼时间为25-45min，精炼开始时的钢水温度为1535℃-1565℃，精炼结束时的钢水温度为1560℃-1590℃；

（4）连铸生产，连铸浇铸温度为1510℃-1530℃，带肋钢筋在连铸机中的拉速为2.2m/min-3.2 m/min；

（5）轧钢生产，钢坯加热温度为1050℃-1100℃，钢坯出炉温度为950℃-1000℃，开轧温度为900℃-950℃，终轧温度为850℃-900℃；

（6）冷却处理，轧后进行弱穿水冷却处理，带肋钢筋上冷床温度为750℃-800℃。

本发明的优点在于：在原有热轧带肋钢筋轧后强穿水冷却工艺的基础上，优化了化学成分，调整了C、Si、Mn、V合金元素的加入量，大幅减少了Mn、V合金元素的加入量，同时加入少量的Cr合金，合金成本大幅降低，通过控制和降低轧制过程和冷却过程中的温度，减小了轧后的冷却强度，既保证了带肋钢筋的力学性能，又避免了轧后强穿水冷却工艺对钢筋表面氧化铁皮层的破坏，保证了带肋钢筋的抗锈蚀性能。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明做进一步说明。

实施例1。

一种抗锈蚀热轧带肋钢筋，其特征在于：所述带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.23 %，Si：0.50%，Mn：1.00%，V：0.015%，Cr：0.20%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

实施例1中的抗锈蚀热轧带肋钢筋的生产工艺包括以下步骤：（1）高炉铁水的准备，以重量百分比计，高炉铁水包括以下化学成分：P≤0.120%，S≤0.070%，Si≤1.20%；（2）顶吹转炉冶炼，以重量百分比计，入转炉铁水的化学成分控制在P≤0.120%，S≤0.060%，Si：0.50%，转炉冶炼及脱氧合金化后的钢水出钢温度在1630℃，出钢后的钢水化学成分为：C：0.10%，P≤0.025%，S≤0.040%；（3）LF炉钢水精炼，精炼时间为35min，精炼开始时的钢水温度为1550℃，精炼结束时的钢水温度为1575℃；（4）连铸生产，连铸浇铸温度为1520℃，带肋钢筋在连铸机中的拉速为2.7m/min；（5）轧钢生产，钢坯加热温度为1075℃，钢坯出炉温度为975℃，开轧温度为925℃，终轧温度为875℃；（6）冷却处理，轧后进行弱穿水冷却处理，带肋钢筋上冷床温度为775℃。

实施例2。

一种抗锈蚀热轧带肋钢筋，其特征在于：所述带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.20%，Si：0.40%，Mn：0.90%，V：0.010%，Cr：0.15%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

实施例2中的抗锈蚀热轧带肋钢筋的生产工艺包括以下步骤：（1）高炉铁水的准备，以重量百分比计，高炉铁水包括以下化学成分：P≤0.120%，S≤0.070%，Si≤1.20%；（2）顶吹转炉冶炼，以重量百分比计，入转炉铁水的化学成分控制在P≤0.120%，S≤0.060%，Si：0.20%，转炉冶炼及脱氧合金化后的钢水出钢温度在1600℃，出钢后的钢水化学成分为：C：0.05%，P≤0.025%，S≤0.040%；（3）LF炉钢水精炼，精炼时间为25min，精炼开始时的钢水温度为1535℃，精炼结束时的钢水温度为1560℃；（4）连铸生产，连铸浇铸温度为1510℃，带肋钢筋在连铸机中的拉速为2.2m/min；（5）轧钢生产，钢坯加热温度为1050℃，钢坯出炉温度为950℃，开轧温度为900℃，终轧温度为850℃；（6）冷却处理，轧后进行弱穿水冷却处理，带肋钢筋上冷床温度为750℃。

实施例3。

一种抗锈蚀热轧带肋钢筋，其特征在于：所述带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.25%，Si：0.60%，Mn：1.10%，V：0.020%，Cr：0.25%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

实施例3中的抗锈蚀热轧带肋钢筋的生产工艺包括以下步骤：（1）高炉铁水的准备，以重量百分比计，高炉铁水包括以下化学成分：P≤0.120%，S≤0.070%，Si≤1.20%；（2）顶吹转炉冶炼，以重量百分比计，入转炉铁水的化学成分控制在P≤0.120%，S≤0.060%，Si：0.80%，转炉冶炼及脱氧合金化后的钢水出钢温度在1660℃，出钢后的钢水化学成分为：C：0.15%，P≤0.025%，S≤0.040%；（3）LF炉钢水精炼，精炼时间为45min，精炼开始时的钢水温度为1565℃，精炼结束时的钢水温度为1590℃；（4）连铸生产，连铸浇铸温度为1530℃，带肋钢筋在连铸机中的拉速为3.2 m/min；（5）轧钢生产，钢坯加热温度为1100℃，钢坯出炉温度为1000℃，开轧温度为950℃，终轧温度为900℃；（6）冷却处理，轧后进行弱穿水冷却处理，带肋钢筋上冷床温度为800℃。

对比例1。

对比例1的抗锈蚀带肋钢筋及其生产工艺与实施例1相同，不同之处是在轧制过程和冷却处理上模拟热轧后强穿水冷却工艺，采用高温终轧，轧后强穿水冷却，关键工艺参数是钢坯加热温度为1160℃，终轧温度为1050℃，带肋钢筋上冷床温度为720℃。

对比例2。

对比例2的抗锈蚀带肋钢筋及其生产工艺与实施例1相同，不同之处是在轧制过程和冷却处理上模拟传统的热轧后自然冷却生产工艺，采用高温终轧，轧后弱穿水冷却，关键工艺参数是钢坯加热温度为1160℃，终轧温度为1050℃，带肋钢筋上冷床温度为930℃。

为了证明本发明生产的抗锈蚀带肋钢筋的抗锈蚀能力，通过实施例1、对比例1和对比例2生产出的钢筋做中性盐雾（NSS）试验。首先从实施例1、对比例1和对比例2生产出的带肋钢筋上分别截取3个试样，截取长度相同，分别对3个试样做盐雾试验，试液为NaCl溶液，浓度为50g/L，pH值为6.9，试验时间为24h，3个试样采用不同的终轧温度和冷却处理，第一个试样采用低温终轧，轧后弱穿水，即实施例1所生产的带肋钢筋，降低了钢筋的终轧温度和冷却强度，有效的保证了带肋钢筋表面的氧化铁皮层，带肋钢筋的抗锈蚀能力显著，锈蚀面积占试样总面积25%；第二个试样采用高温终轧，轧后强穿水，即对比例1所生产的带肋钢筋，由于其冷却强度太大，导致表面的氧化铁皮层被破坏，在做完盐雾试验后钢筋锈蚀严重，锈蚀面积占试样总面积的90%；第三个试样采用传统的自然冷却工艺，高温终轧，轧后弱穿水，即对比例2所生产的带肋钢筋，抗锈蚀能力与第一个试样的抗锈蚀能力相当，但是它的缺点生产过程中合金加入量多，导致其生产成本增高，给企业带来不必要的合金资源浪费。由实验可知，利用本发明的生产工艺生产的带肋钢筋，不仅抗锈蚀能力好，而且合金成本低，优化了化学成分，通过控制和降低轧制过程和冷却过程中的温度，减小了轧后的冷却强度，既保证了带肋钢筋的力学性能，又避免了轧后强穿水冷却工艺对钢筋表面氧化铁皮层的破坏，保证了带肋钢筋的抗锈蚀性能。

以上所述的仅是本发明的较佳实例，本发明的技术方案并不受此限制，应当指出对于本领域普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其他等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种抗锈蚀热轧带肋钢筋，其特征在于：所述带肋钢筋的化学成分包括有C、Si、Mn、V、Cr、P、S，其中化学成分的重量百分比为：C：0.20%-0.25%，Si：0.40%-0.60%，Mn：0.90%-1.10%，V：0.010%-0.020%，Cr：0.15%-0.25%，P≤0.042%，S≤0.040%，其余为铁及不可避免的杂质。

2.一种抗锈蚀热轧带肋钢筋的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：

（1）高炉铁水的准备，以重量百分比计，所述高炉铁水包括以下化学成分：P≤0.120%，S≤0.070%，Si≤1.20%；

（2）顶吹转炉冶炼，以重量百分比计，所述入转炉铁水的化学成分控制在P≤0.120%，S≤0.060%，Si：0.20%-0.80%，转炉冶炼及脱氧合金化后的钢水出钢温度在1600℃-1660℃，出钢后的钢水化学成分为：C：0.05%-0.15%，P≤0.025%，S≤0.040%；

（3）LF炉钢水精炼，精炼时间为25-45min，精炼开始时的钢水温度为1535℃-1565℃，精炼结束时的钢水温度为1560℃-1590℃；

（4）连铸生产，连铸浇铸温度为1510℃-1530℃，带肋钢筋在连铸机中的拉速为2.2m/min-3.2 m/min；

（5）轧钢生产，钢坯加热温度为1050℃-1100℃，钢坯出炉温度为950℃-1000℃，开轧温度为900℃-950℃，终轧温度为850℃-900℃；

（6）冷却处理，轧后进行弱穿水冷却处理，带肋钢筋上冷床温度为750℃-800℃。