CN115094334A - 一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢筋加工领域，尤其是一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法。本发明钢筋生产方法包括如下步骤：S1、转炉冶炼；S2、LF炉精炼；S3、小方坯连铸；S4、加热炉加热；S5、棒材控轧控冷轧制。本发明通过各组分的优化配比并结合控轧控冷工艺，使得制备的钢筋强度级别达到635MPa级的技术要求，且耐蚀性能是HRB400普通钢筋的1倍及以上，可以满足我国重点混凝土工程建设的需要。

Description

一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法
技术领域
本发明属于钢筋加工领域，尤其涉及一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋及其生产方法。
背景技术
目前，我国大量的钢筋混凝土结构应用于以氯盐为主要腐蚀介质的环境，如海洋岛礁、盐碱地等自然氯盐腐蚀环境以及撒化冰盐的道路、桥梁等人为氯盐腐蚀环境，由于氯盐中的氯离子能渗透到混凝土内部，破坏钢筋表面钝化膜，导致钢筋腐蚀并引起混凝土顺筋开裂，降低钢筋混凝土结构的使用寿命。为了解决混凝土结构中钢筋腐蚀的问题，国内外陆续出现了钢筋阻锈剂、涂层钢筋、高性能混凝土、混凝土表面涂层、阴极保护法等防腐技术，虽在一定程度上起到了延缓钢筋腐蚀的作用，但存在防腐蚀效果不可确定、施工困难、成本高等问题；而不锈钢钢筋，因其耐蚀合金Cr含量在12％以上、Cr+Ni总含量在20％左右，造成生产工艺复杂及生产成本昂贵，从而限制了大量应用。
中国专利公开号CN201810399267.0的专利文献公开了“一种海洋混凝土结构用高强耐蚀铁素体/贝氏体双相钢筋及其制备方法”，钢筋具有铁素体/贝氏体双相显微组织，其中贝氏体所占比例为50％-60％，钢筋的化学成分重量百分比含量为：C：0.015％～0.020％，Si：0.45％～0.55％，Mn：1.1％～1.5％， Cr：10.5％～11.2％，Ni：1.0％～1.5％，Mo：0.8％～0.95％，V：0.03％～ 0.06％。钢筋具有优异的耐海洋氯离子侵蚀的高耐蚀性，可在严酷海洋侵蚀环境的混凝土结构中实现长寿命服役，但较多的贝氏体含量影响钢筋的延伸性能，不宜在工程中推广应用。
中国专利公开号CN201710954676.8的专利文献公开了“一种海洋建筑结构用500MPa级带肋不锈钢筋的生产方法”，所制得的不锈钢筋的屈服强度在500MPa 以上，PREN值范围分别为32～35，耐氯离子腐蚀能力强，屈强比≥1.2。采用 2205钢坯，依次经过修磨—加热—轧制—在线固溶—酸洗钝化等工艺获得的不锈钢筋具有优良的耐腐蚀能力，满足海洋工程结构用钢需要，但其生产工艺复杂，国内大多钢厂不具备在线固溶—酸洗钝化等生产设备，不利于批量推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，采用加入Ti、Mn 的成分设计，提供一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法。
本发明要解决的另一个技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋，该钢筋钢筋的屈服强度ReL≥635MPa、抗拉强度Rm≥795MPa、断后伸长率A≥15％，满足市场对635MPa级钢筋的需求。
为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量≥0.06％，P和S的重量含量均≤0.020％、温度1640-1660℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在钢包内加入脱氧剂及合金；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣，当氧含量≤25ppm时，加入Ti线，随后加入增氮剂，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1550-1570℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110-130m3/h，二次冷却水比水量0.9-1.3L/kg，连铸成合格钢坯；
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1120-1220℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1020-1080℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为 880-930℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋。
优选的，步骤S3中所述钢坯的化学成分按重量计为：C：0.20-0.30％；Si： 0.40-0.60％；Mn：1.20-1.60％；P：≤0.030％；S：≤0.030％；Ti：0.010-0.030％；Nb：0.030-0.050％；Cr：1.2-2.0％；N：0.008％-0.012％；其余为Fe和不可避免的杂质元素。
优选的，步骤S2中钢水设定成分中各组分含量满足Ti/C≥0.03，Mn/S≥40， Cr/N≥100的要求。
优选的，步骤S1中所述将炼钢原料冶炼成粗钢液的设备为转炉，炼钢原料为废钢和铁水，加入的顺序为：先把废钢装入炼钢炉内，然后倒入铁水，且废钢和铁水的重量比为1∶4。
优选的，所述步骤S1在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，顺序为：脱氧剂→ FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧。
优选的，步骤S2所述精炼炉为LF炉，所述步骤S2中钢包全程底吹氩，调节氩气流量，可均匀钢水成分、使得夹杂上浮并去除。
优选的，增氮剂中氮含量为28％-32％。
优选的，步骤S3中所述铸坯断面为140-170mm2。
为了解决本发明的另一个技术问题，所采取的技术方案为，一种由上述任一制备方法制得的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过各组分的优化配比并结合控轧控冷工艺，使得制备的钢筋强度级别达到635MPa级的技术要求，且耐蚀性能是HRB400普通钢筋的1倍及以上，可以满足我国重点混凝土工程建设的需要；另外，本发明钢筋的生产成本低、生产工艺可行，便于大规模生产及推广应用，具有良好的市场前景。
(2)本发明中合金元素的作用如下：
C：C是重要的、廉价的强化元素，能显著提高钢的强度，但随C含量的增加会降低Cr的耐蚀作用，因此本发明中C含量控制在0.20-0.30％。
Si：有利于提高钢的耐坑蚀能力，但也会降低钢的延性指标，本发明中Si 含量控制在0.40-0.60％。
Mn：能改善钢中的S引起的热脆性能，但含量较高时钢筋会形成马氏体，从而影响其韧性，本发明中Mn含量控制在1.20-1.60％。
P：对耐大气腐蚀有一定的好处，但对耐氯盐腐蚀的效果不明显，本发明中P含量控制在≤0.030％。
S：是有害元素，但由于本发明中加入一定的Mn，故本发明中S含量控制在≤0.030％。
Ti：Ti的氮碳化物的析出，起到析出强化和细晶强化的作用，同时降低C 对Cr耐蚀作用的影响，本发明中Ti含量控制在0.010-0.030％。
Nb：在钢中生成NbN、NbC等第二相粒子，起到细晶强化的作用，在不降低延性指标的前提下提高强度指标，同时有利于保证耐蚀性能，一般钢中Nb含量宜控制在0.05％以内，超过0.05％时的强化作用并不无明显，且增加了生产成本，因此，本发明中Nb含量控制在0.030-0.050％。
Cr：Cr是一种重要的提高钢耐蚀性能的元素，它可以在钢表面形成一层致密、均匀、完整的保护膜，有效阻止氯离子的侵入，大大提高混凝土结构中钢筋的耐蚀性能，本发明中Cr含量控制在1.2％-2.0％。
N：N主要是与钢中的Nb元素形成细小的第二相粒子，一方面提高钢的强韧性能，一方面提高钢的耐蚀性能。但过多的N会产生时效现象，造成强度大幅上升，而延性大幅下降。本发明N含量控制在0.008％-0.012％。
本发明钢种需按上述成分范围，采用转炉冶炼、LF炉精炼、小方坯连铸、加热炉加热、棒材控轧控冷轧制，即可生产出高强耐氯盐腐蚀钢筋，其力学性能达到：屈服强度ReL≥635MPa，抗拉强度Rm≥795MPa，断后伸长率A≥15％。
(3)本发明采用C加Ti的成分设计，且保证一定的Ti/C比，一方面发挥廉价C的固溶强化作用，一定的Ti/C比，可以形成TiC，使得析出进一步强化，同时避免形成Cr的碳化物，提高Cr的固溶量，保证耐蚀性能；且降低了成本，有利于本发明的推广使用。
(4)本发明采用加入Mn的成分设计，且保证一定的Mn/S比，以控制S在结晶时在晶界的析出，从而降低钢坯在热轧时的热脆敏感性，提高耐蚀性能，同时减少脱硫的生产成本；适量添加Nb微合金化元素，利用其细晶强化、固溶强化的作用，在不降低延性指标的前提下，提高强度指标；添加适量的Cr，且保证Cr/N比，利用廉价N形成氮化铬薄膜，提高耐蚀性能，同时减少或不加价格昂贵Ni、Mo等耐蚀合金元素，降低生产成本。
(5)采用控轧控冷工艺，充分发挥各元素的组合作用，提高强度及耐蚀性能；钢坯采用较高的加热温度促进Nb元素的固溶，发挥其细晶强化作用，轧后采用较慢的冷却速度，避免大量马氏体组织的产生，保证钢的强韧性能；同时，本发明的关键之处在于将各成分进行组合优化，并与炼钢、轧钢质量控制有机地结合起来，在获得高强韧性能的同时，获得优异的耐氯盐腐蚀的性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合和实施例，对本发明进行进一步详细说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.20％；Si：0.60％；Mn：1.20％；P：0.020％； S：0.030％；Ti：0.030％；Nb：0.050％；Cr：1.2％；N：0.012％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.15，Mn/S＝40，Cr/N＝100；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.06％，P和S的重量含量均为0.020％、温度1640℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中，在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为20ppm时，加入Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1550℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110m3/h，二次冷却水比水量1.3L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1220℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1080℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为930℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋1。
实施例2
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.25％；Si：0.50％；Mn：1.40％；P：0.025％； S：0.025％；Ti：0.020％；Nb：0.040％；Cr：1.6％；N：0.010％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.08，Mn/S＝56，Cr/N＝160；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.09％，P的重量含量为0.015％，S的重量含量为0.017％、温度1644℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉钢包开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为15ppm时，加入 Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1553℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量130m3/h，二次冷却水比水量0.9L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1120℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1030℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为880℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋2。
实施例3
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.30％；Si：0.40％；Mn：1.60％；P：0.030％； S：0.020％；Ti：0.010％；Nb：0.030％；Cr：2.0％；N：0.008％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.03，Mn/S＝80，Cr/N＝250；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.08％，P的重量含量为0.014％，S的重量含量为0.012％、温度1648℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉钢包开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为16ppm时，加入 Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1558℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量115m3/h，二次冷却水比水量1.2L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1180℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1050℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为920℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋3。
实施例4
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.22％；Si：0.55％；Mn：1.30％；P：0.021％；S：0.028％；Ti：0.026％；Nb：0.045％；Cr：1.4％；N：0.011％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.12，Mn/S＝46，Cr/N＝127；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.07％，P的重量含量为0.018％，S的重量含量为0.015％、温度1653℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉钢包开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为10ppm时，加入 Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1562℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110m3/h，二次冷却水比水量1.1L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1200℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1060℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为900℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋4。
实施例5
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.26％；Si：0.48％；Mn：1.48％；P：0.018％； S：0.022％；Ti：0.021％；Nb：0.041％；Cr：1.7％；N：0.009％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.08，Mn/S＝67，Cr/N＝189；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.09％，P的重量含量为0.019％，S的重量含量为0.016％、温度1656℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉钢包开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为13ppm时，加入 Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1567℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量120m3/h，二次冷却水比水量1.2L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1160℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1040℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为910℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋5。
实施例6
本实施例提供了一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
钢的化学成分按重量计为：C：0.28％；Si：0.44％；Mn：1.55％；P：0.026％； S：0.024％；Ti：0.015％；Nb：0.034％；Cr：1.9％；N：0.010％；其余为Fe和不可避免的杂质元素；Ti/C＝0.05，Mn/S＝65，Cr/N＝190；
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量为0.08％，P和S的重量含量均为0.017％、温度1660℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，添加量满足钢坯的化学成分的要求(若添加量过多则重新回炉冶炼)，添加顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉钢包开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣(氧化钙，来源于石灰)，当氧含量为11ppm时，加入 Ti线，随后加入增氮剂(氮含量为28％-32％，每吨钢当中加入0.4kg)，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1570℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量125m3/h，二次冷却水比水量1.3L/kg，连铸成合格钢坯。
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1150℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1030℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为905℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋6。
以上实施例1-实施例6中，炼钢原料为废钢和铁水，且废钢和铁水的重量比为1∶4，任意废钢均可。
对比例1
选取HRB400钢筋作为对比例。
本发明实施例1-6及对比例1的熔炼化学成分见表1。
表1实施例的熔炼化学成分(％)
实施例 C Si Mn P S Cr Ti Nb N Ti/C Mn/S Cr/N
1 0.20 0.60 1.20 0.020 0.030 1.2 0.030 0.050 0.012 0.15 40 100
2 0.25 0.50 1.40 0.025 0.025 1.6 0.020 0.040 0.010 0.08 56 160
3 0.30 0.40 1.60 0.030 0.020 2.0 0.010 0.030 0.008 0.03 80 250
4 0.22 0.55 1.30 0.021 0.028 1.4 0.026 0.045 0.011 0.12 46 127
5 0.26 0.48 1.48 0.018 0.022 1.7 0.021 0.041 0.009 0.08 67 189
6 0.28 0.44 1.55 0.026 0.024 1.9 0.015 0.034 0.010 0.05 65 190
对比例1 0.23 0.45 1.42 0.027 0.021 / / 0.035 0.006 / 69 /
本发明实施例1-6及对比例1的炼钢工艺见表2。
表2实施例的炼钢工艺
Figure RE-GDA0003790213910000111
本发明实施例1-6及对比例1的轧钢工艺见表3。
表3实施例的轧钢工艺
Figure RE-GDA0003790213910000112
Figure RE-GDA0003790213910000121
本发明实施例1-6制得的钢筋及对比例1钢筋的力学性能见表4。根据GB/T 28900对钢筋力学性能进行检验，其中：ReL为屈服强度；Rm为抗拉强度；A为5d 标距下的断后延伸率(d为钢筋公称直径)。
表4实施例的力学性能
实施例 R<sub>eL</sub>(MPa) R<sub>m</sub>(MPa) A(％)
1 670 845 17
2 675 840 18
3 660 840 18
4 665 835 17
5 660 835 19
6 665 840 18
对比例1 475 660 19
由上表4可知，实施例1-6制得的钢筋的屈服强度ReL大于660MPa，满足市场对635MPa级钢筋的需求，而对比例1(即普通HRB400钢筋)制得的钢筋的屈服强度ReL为470MPa，只能达到400MPa级。
本发明实施例1-6及对比例1的耐蚀性能见表5(采用周浸腐蚀试验评价耐蚀性能)。
周浸腐蚀试验的试验溶液为3.5％的NaCl溶液，溶液温度为35±2℃，干燥温度为45±2℃，湿度为30±2℃。每一循环周期为60±5min，其中浸润12±2℃，暴露48±2℃。试验周期为：2、3、7、10天；每个周期内取平行试样6组。
耐蚀钢筋的相对腐蚀率为45.04～49.79％，耐蚀性能是普通HRB400钢筋的 1倍及以上。
相对腐蚀率＝耐蚀钢筋的腐蚀率/对比钢筋(HRB400)的腐蚀率×100％。
表5实施例的耐蚀性能
Figure RE-GDA0003790213910000122
Figure RE-GDA0003790213910000131
由上表5可知，实施例1-6制得的钢筋在耐蚀性能的试验周期到10天时，实施例1-6的腐蚀率均小于2.65g/m2·h；对比例1(即普通HRB400钢筋)在耐蚀性能的试验周期到10天时的腐蚀率为5.44g/m2·h，因此，本发明制备的钢筋的腐蚀率远小于普通HRB400钢筋；同时，与对比例1相比，本发明钢筋的相对腐蚀率≤50％，耐蚀能力提高1倍及以上。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、转炉冶炼：将炼钢原料冶炼成粗钢液，采用顶吹氧枪进行吹炼，当粗钢液中C的重量含量≥0.06％，P和S的重量含量均≤0.020％、温度1640-1660℃时结束冶炼，粗钢液出钢，出钢过程中在钢包内加入脱氧剂及合金；
S2、LF炉精炼：钢包进入精炼炉，精炼炉开启底吹惰性气体，使得钢水能吹动，但钢水不能喷溅出钢包，随后调小惰性气体流量并开启电极加热升温，加入造渣料造白渣，当氧含量≤25ppm时，加入Ti线，随后加入增氮剂，出站前检验化学成分，根据检验结果，补加碳粉及合金，当钢水成分达到设定目标、钢水温度达到1550-1570℃时，停止精炼；
S3、小方坯连铸：钢包吊运至连铸台，浇筑成钢坯，浇筑过程中钢包采用全程保护浇铸，一次冷却水流量110-130m3/h，二次冷却水比水量0.9-1.3L/kg，连铸成合格钢坯；
S4、加热炉加热：浇注的钢坯进入加热炉，在加热炉内加热到1120-1220℃，轧制成所需规格的钢筋；
S5、棒材控轧控冷轧制：将轧制钢筋用钢坯降温至1020-1080℃，然后开轧，经粗轧、中轧、终轧后轧制成所需规格，终轧后通过控制冷却，上冷床温度为880-930℃，制得耐氯盐腐蚀钢筋。
2.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S3中所述钢坯的化学成分按重量计为：C：0.20-0.30％；Si：0.40-0.60％；Mn：1.20-1.60％；P：≤0.030％；S：≤0.030％；Ti：0.010-0.030％；Nb：0.030-0.050％；Cr：1.2-2.0％；N：0.008％-0.012％；其余为Fe和不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S2中钢水设定成分中各组分含量满足Ti/C≥0.03，Mn/S≥40，Cr/N≥100的要求。
4.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S1中所述将炼钢原料冶炼成粗钢液的设备为转炉，炼钢原料为废钢和铁水，且废钢和铁水的重量比为1∶4。
5.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：所述步骤S1在出钢1/3时加入脱氧剂和合金，顺序为：脱氧剂→FeSi→SiMn→CrFe→NbFe→脱氧剂，在出钢3/4时，加入铝饼进一步脱氧。
6.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S2所述精炼炉为LF炉，所述步骤S2中钢包全程底吹氩，调节氩气流量。
7.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S2所述增氮剂中氮含量为28％-32％。
8.根据权利要求1所述的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于：步骤S3中所述铸坯断面为140-170mm2。
9.一种权利要求1-8任意一项的生产方法制得的混凝土结构用高强耐氯盐腐蚀钢筋。
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