[发明专利]一种高强度耐火抗震钢筋及其低成本制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度耐火抗震钢筋的低成本制备方法，包括：步骤1.将红土镍矿、海砂矿、煤粉进行干燥，破碎，磨细及筛分，得到混合颗粒；步骤2.向混合颗粒中配入熔剂消石灰和添加剂糖浆，得到待反应物料；步骤3.将所述待反应物料压球处理，得到球团；步骤4.将所述球团进行直接还原‑磁选或熔分处理，得到合金；步骤5.将所述合金以及钼铁或铌铁加入钢水中，经LF炉精炼、连铸、轧制，得到高强耐火抗震钢筋。同时，本发明还公开了一种高强度耐火抗震钢筋。本发明相对于单独使用红土镍矿或海砂矿或铜渣，还原成本大大降低，获得的镍铬钒钛铜铁合金可直接用于低成本生产高强耐火钢筋；且使红土镍矿、海砂矿和铜渣得到合理利用，有助于节能减排。

技术领域

本发明涉及钢材制备技术领域，尤其涉及一种高强度耐火抗震钢筋及其低成本制备方法。

背景技术

热轧钢筋主要包括带肋钢筋和光圆钢筋，是重要的钢筋混凝土用钢材，广泛应用于钢筋混凝土建筑的受力主筋、箍筋、配筋等。近些年，随着国民经济的迅速发展，我国城市建设突飞猛进。根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》的规定，建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑，建筑高度增加后，建筑的防火问题就成为直接关系到人身财产安全的重要问题。日本钢结构安全设计规范中规定，常温下钢材屈服强度的2/3相当于该材料的长期允许应力值，当发生火灾时，如果耐火钢的屈服点仍然能保持此值，建筑物就不会倒塌。根据标准火灾时间温度曲线，火灾发生后30分钟温度可达到800℃，60分钟可接近1000℃。由于普通建筑用钢在温度达到600℃时，屈服强度明显下降，不到室温状态下屈服强度的1/2，因此，使得普通钢结构建筑在火灾面前容易出现灾难性后果。钢筋混凝土结构所采用的钢筋、水泥、砂石等建材在高温作用下的理化性能发生改变，混凝土内的钢筋受到温升的影响抗拉强度会降低，碳酸盐、硅酸盐在高温下会发生分解反应而使砌体破坏，因此，钢筋的保护层厚度以及钢筋在高温下的性能，均会影响梁、柱、板等钢筋混凝土结构构件的耐火极限以及发生火灾后建筑物的加固修护。

根据建筑用钢的一般要求，耐火钢筋可以定义为：钢中加入适量的耐火合金元素，如Cr、Ni、Mo、Nb、V等，使其具有在600℃时其屈服强度不低于常温屈服强度2/3的耐火性能，按热轧状态交货的钢筋。确定建筑用高强度耐火抗震钢筋的性能指标如下：

(1)耐火性能:Rel_,600℃≥(2/3)Rel_,20℃；

表1耐火钢筋高温性能

(2)室温力学性能及其他质量指标满足普通建筑用钢标准的要求；

(3)抗震性：室温下(Rm/Rel)≥1.25，屈服强度波动范围尽量小；

(4)焊接性良好，等同或优于普通建筑用钢；

(5)其他特殊性能根据具体要求设定，如耐大气腐蚀和耐氯离子腐蚀。

现有技术中，“一种耐火钢筋及生产工艺”(CN104032234A)所述耐火钢筋的工艺，按耐火钢筋的Cr、Ni含量配矿将进行KR脱硫处理的铁水和废钢混合，在转炉出钢前加入0.1-0.2kg/t铌铁、0.15-2.5kg/t钒氮合金，出钢后期加入0.1-0.15kg/t钼铁、0.2-0.3kg/t钛铁、0.08-0.1kg/t硼铁等合金强化元素，再按照现有的带肋钢筋热轧工艺经穿水冷却得到耐火钢筋。线材穿水压力0.35±0.01MPa，吐丝温度850-900℃、棒材两段穿水，压力2.1±0.1MPa，回火温度650±20℃。