耐腐蚀钢筋的制备方法与流程

1.本发明涉及钢铁铸造领域，具体地，涉及一种耐腐蚀钢筋的制备方法。


背景技术：

2.钢筋广泛应用于各类建筑中，虽然混凝土对钢筋具有保护作用，但在实际应用过程中，特别是在苛刻的腐蚀环境中，钢筋将受到腐蚀，并因此降低建筑物的使用寿命，给国民经济带来巨大损失。因此，耐蚀钢筋越来越受到国内外建筑业、冶金业的重视，耐腐蚀钢筋的研究正悄然兴起。
3.越来越多的基础设施将在海洋、高原等极端气候中进行实施，如海洋环境下的钢筋混凝土结构中，应用普通钢筋在耐腐蚀性能方面显然无法胜任，因此关于耐腐蚀钢筋的研究与开发十分迫切，适应海洋环境。耐腐蚀钢筋也具有广阔的应用前景。
4.美国：耐候钢-百年历史。强度已超过960mpa，强韧性、焊接性与耐蚀性兼具，大量投入到海洋建设中，正向更高强度的耐候钢发展。日本紧随其后，在耐候钢产业进行了大量的研究，取得了系统化的进展。我国：由于腐蚀的瓶颈没有解决，我国至今无真正意义上的高品质海洋低合金结构用钢。既无成套技术，也无国标牌号。
5.例如海洋工程结构钢主流中厚板的强度部分只达到690mpa，而焊接性与耐蚀性都较差，存在较大差距。
6.因此，急需提供一种耐腐蚀钢筋的制备方法来解决上述技术难题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种耐腐蚀钢筋的制备方法，该制备方法成本低，同时制备得到的耐腐蚀钢筋具有良好的耐腐蚀性能，克服了传统耐腐蚀钢筋综合力学性能较差且成本高的问题。
8.为了实现上述目的，本发明提供了一种耐腐蚀钢筋的制备方法，包括以下步骤：
9.1)将钢水经ld转炉进行吹炼，吹炼后的钢水中c的含量＜0.05重量％，p的含量≤0.045重量％，进行出钢；
10.2)将吹炼后的钢水吊至精炼工序，进行lf炉外精炼，钢水进站后加入白灰和硅铁粉进行精炼化渣；
11.3)进行成分调整操作，喂入稀土合金线调整铈和镧的含量，进行软吹；
12.4)lf精炼后的钢水吊运至ccm连铸工序进行全程保护浇铸；
13.其中，在步骤1)中，所述钢水在熔炼前的成分控制要求：c的含量为0.05-0.10重量％，si的含量为0.60-0.70重量％，p的含量为0.050-0.060重量％，mn的含量为1.35-1.45重量％，cr的含量为0.40～0.50重量％，s的含量为≤0.020重量％，cu的含量为0.30-0.38重量％，v的含量为0.030-0.040重量％。
14.优选的，在步骤1)中，所述吹炼采用高拉补吹方式进行吹炼。
15.优选的，在步骤1)中，所述出钢的温度为1620-1650℃。
16.优选的，在步骤1)中，所述出钢还包括在出钢前添加物料。
17.优选的，加入物料的顺序为：脱氧剂、稀土合金线、白灰、化渣剂。
18.优选的，所述脱氧剂选自硅铁粉、锰铁粉和硅锰粉中的至少一者。
19.优选的，所述脱氧剂为硅铁粉。
20.优选的，在步骤2)中，所述白灰的用量为2.0-2.5kg/t，所述脱氧剂的用量为0.40-0.50kg/t。
21.优选的，在步骤3)中，所述稀土合金线的用量为0.5-0.6kg/t。
22.优选的，在步骤3)中，所述铈和镧的含量为0.008-0.020％。
23.优选的，在步骤3)中，所述软吹时间为10-15min。
24.优选的，在步骤4)中，所述连铸保护浇注采用大包套管吹氩保护及整体水口浇铸，中包过热度20-25℃。
25.优选的，在步骤4)中，所述连铸还包括电磁搅拌。
26.优选的，所述电磁搅拌采用结晶器电磁搅拌与末端电磁搅拌相结合的方式进行搅拌。
27.根据上述技术方案，通过优化ld转炉、lf精炼操作工艺，冶炼过程加入白灰和硅铁粉进行黄白渣操作以实现o、s成分的精确控制；炉外精炼提高钢水洁净度，ccm连铸通过调整大包浇注方法，控制中包温度，采用结晶器电磁搅拌与末端电磁搅拌相结合的方式进行搅拌解决连铸坯内部质量和偏析问题，克服了传统制备方法制得的耐腐蚀钢筋综合力学性能较差且成本高的问题，使制备得到的耐腐蚀钢筋具有高耐腐蚀性能且制造成本低的优点。
28.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
29.以下结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
30.本发明提供了一种耐腐蚀钢筋的制备方法，包括以下步骤：
31.1)将钢水经ld转炉进行吹炼，吹炼后的钢水中c的含量＜0.05重量％，p的含量≤0.045重量％，进行出钢；
32.2)将吹炼后的钢水吊至精炼工序，进行lf炉外精炼，钢水进站后加入白灰和硅铁粉进行精炼化渣；
33.3)进行成分调整操作，喂入稀土合金线调整铈和镧的含量，进行软吹；
34.4)lf精炼后的钢水吊运至ccm连铸工序进行全程保护浇铸；
35.其中，在步骤1)中，所述钢水的在熔炼前的成分控制要求：c的含量为0.05-0.10重量％，si的含量为0.60-0.70重量％，p的含量为0.050-0.060重量％，mn的含量为1.35-1.45重量％，cr的含量为0.40～0.50重量％，s的含量为≤0.020重量％，cu的含量为0.30-0.38重量％，v的含量为0.030-0.040重量％。
36.c元素起到固溶强化作用，能够提高钢材强度，同时还能够提高强屈比，但是含量过高影响焊接性能，降低塑性，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的c元素的含量为0.05-0.10重量％，目标含量为＜0.05重量％。
37.si元素起固溶强化作用，能够提高钢材强度，但是含量过高会降低钢材韧性和塑性，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的si的含量为0.60-0.70重量％。
38.p元素在一般情况下，是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的p元素的含量为0.050-0.060重量％，目标含量为≤0.045重量％。
39.mn元素起到固溶强化作用，显著提高钢材强度及淬透性，提高珠光体含量，提高强屈比，但提高mn元素会造成生产成本的增加，同时促进晶粒粗大；因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的mn元素含量为1.35-1.45重量％。
40.cr元素在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性但同时降低塑性和韧性，铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性是不锈钢，耐热钢的重要合金元素，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的cr元素含量为0.40-0.50重量％。
41.s元素在通常情况下也是有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的s元素含量为≤0.020重量％。
42.cu元素铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能，缺点是在热加工时容易产生热脆，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的cu元素的含量为0.30-0.38重量％。
43.v元素是主要强化元素，形成的v(c，n)化合物对晶界及位错有强烈的钉扎作用，能够细化晶粒，能显著提高强度，但v(c，n)易沿晶界析出，形成铸坯表面裂纹不利于轧钢轧制，因此本发明中，步骤1)中，熔炼前钢水的v元素的含量为0.030-0.040重量％。
44.通过对ld转炉和lf精炼进行优化实现对o、p、s成分的精确控制，加入微合金化元素cu、v、cr、稀土元素铈和镧，提高耐腐蚀性能控制钢中主要化学元素cu、v、cr和稀土元素成分。
45.在本发明一种优选的实施方式中，为了控制铁元素的损耗，除去钢中的氧元素和夹杂物，提高合金的收率，同时节省增碳剂的使用，在步骤1)中，所述吹炼采用高拉补吹方式进行吹炼。
46.在本发明一种优选的实施方式中，为了控制钢水中的氧含量，并提高合金收率，在步骤1)中，所述出钢的温度为1620-1650℃。
47.在本发明一种优选的实施方式中，为了使得到的钢水成分更为纯净，控制钢水中氧元素和硫元素的含量，在步骤1)中，所述出钢还包括在出钢前添加物料进行造渣。
48.在本发明一种优选的实施方式中，为了避免其他副反应的发生和材料的浪费，并使钢水中的各种成分趋于目标值，加入物料的顺序为：脱氧剂、稀土合金线、白灰、化渣剂。
49.在本发明一种优选的实施方式中，为了更好的控制o元素的含量且不引入其他杂质，所述脱氧剂选自硅铁粉和或碳化硅。
50.在本发明一种优选的实施方式中，为了更好的控制o元素的含量且不引入其他杂质，所述脱氧剂为硅铁粉。
51.在本发明一种优选的实施方式中，为了提高脱磷反应的进行，控制p含量，同时，阻止钢水中形成碳化物，在步骤2)中，所述白灰的用量为2.0-2.5kg/t，所述脱氧剂的用量为0.40-0.50kg/t。
52.在本发明一种优选的实施方式中，为了控制钢水中稀土元素的含量，在步骤3)中，
所述稀土合金线的用量为0.5-0.6kg/t。
53.在本发明一种优选的实施方式中，为了控制钢水中硫的含量，并改变钢水中夹杂物的形状与分布情况，从而改善值得的钢材的质量，在步骤3)中，所述铈和镧的含量为0.008-0.020％。
54.在本发明一种优选的实施方式中，为了控制夹杂物行为，促进夹杂物充分上浮被炉渣吸附，在步骤3)中，所述软吹时间为10-15min。
55.在本发明一种优选的实施方式中，为了解决连铸坯内部质量和偏析问题，在步骤4)中，所述连铸保护浇注采用大包套管吹氩保护及整体水口浇铸，中包过热度20-25℃。
56.在本发明一种优选的实施方式中，为了解决连铸坯内部质量和偏析问题，在步骤4)中，所述连铸还包括电磁搅拌。
57.在本发明一种优选的实施方式中，为了解决连铸坯内部质量和偏析问题，所述电磁搅拌采用结晶器电磁搅拌与末端电磁搅拌相结合的方式进行搅拌。
58.以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
59.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
60.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种耐腐蚀钢筋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钢水经ld转炉进行吹炼，吹炼后的钢水中c的含量＜0.05重量％，p的含量≤0.045重量％，进行出钢；2)将吹炼后的钢水吊至精炼工序，进行lf炉外精炼，钢水进站后加入白灰和硅铁粉进行精炼化渣；3)进行成分调整操作，喂入稀土合金线调整铈和镧的含量，进行软吹；4)lf精炼后的钢水吊运至ccm连铸工序进行全程保护浇铸；其中，在步骤1)中，所述钢水在熔炼前的成分控制要求：c的含量为0.05-0.10重量％，si的含量为0.60-0.70重量％，p的含量为0.050-0.060重量％，mn的含量为1.35-1.45重量％，cr的含量为0.40-0.50重量％，s的含量为≤0.020重量％，cu的含量为0.30-0.38重量％，v的含量为0.030-0.040重量％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述吹炼采用高拉补吹方式进行吹炼。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述出钢的温度为1620-1650℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述出钢还包括在出钢前添加物料；优选地，加入物料的顺序为：脱氧剂、稀土合金线、白灰、化渣剂；更优选地，所述脱氧剂选自硅铁粉和或碳化硅；优选为硅铁粉。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述白灰的用量为2.0-2.5kg/t，所述脱氧剂的用量为0.40-0.50kg/t。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述稀土合金线的用量为0.5-0.6kg/t。7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述铈和镧的含量为0.008-0.020％。8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述软吹时间为10-15min。9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤4)中，所述连铸保护浇注采用大包套管吹氩保护及整体水口浇铸，中包过热度20-25℃。10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤4)中，所述连铸还包括电磁搅拌；优选地，所述电磁搅拌采用结晶器电磁搅拌与末端电磁搅拌相结合的方式进行搅拌。

技术总结
本发明公开钢铁铸造领域的一种耐腐蚀钢筋的制备方法，包括以下步骤：1)将钢水经LD转炉进行吹炼，吹炼后的钢水中C的含量＜0.05重量％，P的含量≤0.045重量％，进行出钢；2)将吹炼后的钢水吊至精炼工序，进行LF炉外精炼，钢水进站后加入白灰和硅铁粉进行精炼化渣；3)进行成分调整操作，喂入稀土合金线调整铈和镧的含量，进行软吹；4)LF精炼后的钢水吊运至CCM连铸工序进行全程保护浇铸，该制备方法成本低，同时制备得到的耐腐蚀钢筋具有良好的耐腐蚀性能，克服了传统耐腐蚀钢筋综合力学性能较差且成本高的问题。且成本高的问题。


技术研发人员：李海 王吾磊 左小坦 杨伟勇 介瑞华
受保护的技术使用者：芜湖新兴铸管有限责任公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/8/24