[发明专利]一种耐腐蚀钢筋及其制造方法

说明书

本发明涉及钢铁材料领域，尤其涉及一种耐腐蚀钢筋及其制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1）废钢配料；2）熔炼；3）出钢铸坯；4）轧制钢筋。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：1）通过向钢水中增加铬、锑元素成分，在钢筋表面稳定形成一层富含铬、锑元素的致密氧化膜，此氧化膜显著提高钢筋耐氯离子侵蚀的能力，钢筋耐蚀程度提高。2）在生产工艺中，通过严格控制钢水温度，能避免锑元素的气化损失，提高锑元素的收得率。3）采用本发明工艺制造的螺纹钢筋，根据YB/T 4367~2014的检测方法，耐腐蚀性能较普通HRB400钢筋提高了30%以上。

技术领域

本发明涉及钢铁材料领域，尤其涉及一种耐腐蚀钢筋及其制造方法。

背景技术

钢筋混凝土组合结构是目前土木工程结构设计的首选形式，然而钢筋混凝土自发明应用开始，其耐久性问题就一直是一个未能攻克的难题，其中，钢筋锈蚀被认为是导致混凝土结构提前破坏而达不到预期耐久性的首要原因。一般情况下，混凝土能够为钢筋提供一种保护性的碱性环境，此时钢筋不会发生锈蚀，但随着混凝土遭受碳化、氯离子侵蚀等破坏过程，尤其在高温、高湿、高盐的海洋环境下，常见的混凝土防腐手段不能有效地封闭混凝土中毛细管、小孔以及微小裂缝，对水、氯离子等腐蚀介质的渗透难以产生良好的阻隔作用，导致混凝土结构内部钢筋腐蚀严重，因此，在沿海地区以及海洋工程、沼泽地工程等特定环境下普通钢筋材料无法满足其使用寿命的要求。

目前，防止、延缓建筑钢筋腐蚀的方法主要有两类：一种是减缓腐蚀的开始时间，包括添加防锈剂，使用低渗透度的水泥，增加钢筋上的混凝土层厚度等，但这些方法会增加建筑自身重量和成本。第二种方法是延长腐蚀周期，包括使用实心不锈钢筋，环氧涂层钢筋，阻锈剂钢筋及采用镀锌钢筋等。不锈钢筋其价格约为普通钢筋的6~10倍，由于其造价昂贵，无法在建筑中大面积使用，只能在建筑的关键部位和环境最恶劣的地方使用，而且不锈钢筋和普通钢筋搭接时易形成宏电池腐蚀。环氧涂层会降低钢筋与混凝土的粘结强度，且涂层的振动破坏均会导致其应用效果不稳定。钢筋的阻锈剂中一般都含有亚硝酸盐成分，钢筋耐久度不足且对环境有一定影响。镀锌钢筋在进行弯曲等加工时容易造成热浸锌覆盖层的剥落，且当环境pH值超过13.3时，热浸锌覆盖层就几乎起不到任何保护作用了。因此，综合考虑制造成本及使用效果，提高钢筋基体的耐蚀能力、开发新型耐蚀钢筋是解决问题的根本途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐腐蚀钢筋及其制造方法，克服现有技术的不足，通过向钢中增加铬、锑元素成分，在钢筋表面稳定形成一层富含铬、锑元素的致密氧化膜，提高钢筋耐氯离子侵蚀的能力，使钢筋耐蚀程度得到加强。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

技术方案之一：一种耐腐蚀钢筋，含有以下重量百分比的化学成分：

碳0.16%~0.24%、硅0.4%~0.7%、锰0.4%~1.3%、磷≤0.03%、硫≤0.02%、铬0.4%~0.8%、钒0.03%~0.12%、氮≤0.01%、锑0.05%~0.15%，以及余量的铁和不可避免的杂质元素。

技术方案之二：一种耐腐蚀钢筋的制造方法，具体包括以下步骤：

1）废钢配料，选用报废汽车的外部钢板、轴承屑、钢筋头、钢结构边角料为原料，各种原料的重量配比需通过原料成分计算确定，应使废钢熔化后各元素的含量不高于钢筋成品中各元素含量的上限值；

2）熔炼，在电弧炉中熔化废钢，废钢熔化后，加入石灰覆盖住钢水表面，利用底吹氩气对钢水进行搅拌，搅拌3~5min后，检测钢水温度、钢水中各化学元素含量及氧含量，当钢水氧含量超过0.0040%时，加入金属铝对钢水进行脱氧，氧含量不高于0.0040%时，停止脱氧，根据钢水各元素含量对钢水进行合金化处理，当钢水成分满足要求后出钢，钢水合金化过程中和出钢前钢水温度均小于1635℃；