[发明专利]一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋及其制备方法，涉及钢筋技术领域。本发明先将生铁和铁水为原料冶炼成钢水，再加入钒氮等多种合金，强化钢筋，提高生产效率，然后脱氧精炼、浇筑成钢坯，接着加热、轧制制成钢筋；再通过射频辅助高频电脉冲在钢筋表面沉积氧化锌，使得钢筋具有耐腐蚀性；接着，利用电沉积在镀锌后的钢筋表面形成一层碳膜，并通过强流脉冲离子束辐照进行抛光处理，提高钢筋表面光滑程度，提高钢筋的耐磨性。本发明制备的钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋具有耐磨、耐腐蚀的效果。

技术领域

本发明涉及钢筋技术领域，具体为一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋及其制备方法。

背景技术

近年来随着建筑结构不断升级，用钢强度持续提高，不断有新型高强钢问世，促进了建筑用钢筋的升级换代和产品标准的修改完善。然而，随着科学技术的不断发展，对高强度钢筋的要求不断提高，能够在一些特殊环境下长期使用，因此，高强度钢筋还要具备其他的性能，比如耐腐蚀、耐磨等。

目前因钢筋锈蚀而使钢筋混凝土结构过早受到破坏的问题，已受到世界各国的普遍关注。中国地域广阔，许多地方的建筑由于钢筋易受腐蚀，影响了钢筋混凝土的握裹力，降低了使用性能和建筑使用寿命，增加了建筑维护费用，其带来的巨大损失，已经引起各界广泛重视，人们纷纷开展建筑结构的抗腐蚀性能研究。为了解决钢筋腐蚀，国外陆续出现了不锈钢筋、环氧涂层钢筋、阻锈剂等防腐技术，并制定了相关标准，这在一定程度上延缓了钢筋腐蚀开始的时间，但存在成本高、施工困难或防腐蚀效果不可确定等缺点，限制了耐腐蚀类钢筋的实际应用。

此外，我国每年因钢筋材料磨损带来工作失效或报废而造成的能源损耗高达1/2，造成经济的重大损失，大幅降低生产效率。面对我国可持续发展的需要和资源相对紧缺的现实，开发耐蚀耐磨钢筋就显得尤为重要和迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，按重量份数计，主要包括100～200份生铁，50～100份石灰，25～60份白云石，2～8份菱镁球造渣，40～100份复合合金，2～8份脱氧剂，1～4份钢水覆盖剂。

进一步的，所述复合合金为硅锰合金，硅铁，钒氮合金，铬锆铜合金或钼铁合金的一种或多种混合。

进一步的，所述脱氧剂为硅铝钡钙铁，铝锰铁，钢芯铝，电石和碳化硅的一种或多种混合。

进一步的，一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：

(1)将生铁及铁水按质量比1:18～1:19加入转炉中，升温至1480～1520℃，保温30～40min后，吹炼，吹炼时加入石灰，白云石和菱镁球造渣，出钢温度为1670～1680℃，出钢至钢包中的钢水量为1/4时，加入生铁质量0.02～0.04倍的脱氧剂和生铁质量0.4～0.5倍的复合合金；出钢后，吹氮处理8～10min，氮气流量为15～20NL/min，然后加入生铁质量0.01～0.02倍的钢水覆盖剂，浇筑得150mm×150mm的钢坯；

(2)将钢坯送入1050～1100℃的加热炉中，加热80～100min后，轧制得钢筋；

(3)将钢筋置于高频电脉冲沉积设备中，钢筋两边连接频率为12～13MHz的射频电压，沉积15～20min得含锌钢筋；

(4)将含锌钢筋用无水乙醇于45℃、25～30kHz下超声洗涤15～19min，再用去离子水洗涤2～3次后，以含锌钢筋为阴极，以铂片电极为阳极，电沉积150～200s后，用去离子水洗涤7～10次，室温干燥1～2h后，脉冲离子束辐照5～9次得钒氮合金制备的高强度耐腐蚀钢筋。