CN113061805A - 一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法，其耐腐蚀稀土钢筋的成分以重量百分比计为：C：0.15‑0.30％；Si：0.30‑0.80％；Mn：1.0‑1.80％；P 0.015‑0.025％；S≤0.008％；RE：0.15‑0.20％；Cu：0.20‑0.60％；Cr：0.30‑0.80％；Ni：0.30‑0.70％；V：0.10‑0.15％；Mo：0.1‑0.3％；其余为铁和不可避免杂质；本发明的生产方法包括冶炼，精炼，连铸以及轧制等工序；本发明所生产的600MPa级稀土钢筋的成分、夹杂物以及力学性能完全满足钢筋的技术要求，符合质量控制要求，具有高强度、高塑性、耐腐蚀等优点。

Description

一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法
技术领域
本发明涉及钢筋生产技术领域，尤其涉及一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法。
背景技术
钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已经成为世界各国普遍关注的一大灾害，尤其是高温潮湿、污染严重的海洋环境，极容易导致混凝土内部钢筋腐蚀。现有耐腐蚀钢筋钢都是以铜磷系耐大气腐蚀、镍铬系耐氯离子腐蚀钢筋为主。由于镍铬铁合金价格较高，生产成本成为制约耐腐蚀钢筋发展的主要因素。
据统计，钢筋材料在大气环境中的腐蚀损失约占材料腐蚀损失的50％以上。而在兼有Cl沉积和SO2污染的海洋大气中更容易导致钢筋材料发生严重的腐蚀破坏，有80％以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏。出现破坏的码头甚至距建成时间仅5～10年，造成了严重的经济损失和安全隐患。
目前，热轧带肋钢筋的强度级别基本是以400MPa级为主，少量为500MPa级，而600MPa级钢筋只有个别厂家尚在开发中。600MPa钢筋开发面临的主要问题是，如何在降低成本的前提下还能保证钢筋的高强度、高耐腐蚀性，以及具有良好的塑性、焊接性等性能。
现有技术中钢筋强度以及耐腐蚀性等性能的研究开发与快速发展的复杂环境有些差距，或者钢筋成分中合金含量较高，导致生产成本过高。因此，研究开发适用于复杂腐蚀环境下高强度、耐腐蚀、低成本的高性能钢筋，加快钢筋产品的升级换代非常必要。
发明内容
本发明提供了一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法。本发明通过添加稀土元素和少量耐腐蚀合金，并通过多次实验进行成分比例的合理分配，提高了钢筋的强度和耐腐蚀性能，使600MPa级钢筋的平均腐蚀速率可达到普通牌号钢筋平均腐蚀速率的20-40％，相比普通钢筋提高了其强度和耐腐蚀性能，相比高合金钢筋降低了生产成本。
本发明通过采用添加稀土元素以及合理的冶炼方法，改善了钢中的夹杂物形态，控制钢筋中的非金属夹杂物等级之和小于等于0.5级，大大提高了钢筋的强度、塑性和耐腐蚀性。根据本发明方法生产的耐腐蚀稀土钢筋，其夹杂物分布均匀、无偏析、缩孔等缺陷，具有良好的强度、塑性及耐腐蚀性。
本发明一方面提供了一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述耐腐蚀稀土钢筋的成分以质量百分比计为：C：0.15-0.30％；Si：0.30-0.80％；Mn：1.0-1.80％；P：0.015-0.025％；S≤0.008％；RE：0.15-0.20％；Cu：0.20-0.60％；Cr：0.30-0.80％；Ni：0.30-0.70％；V：0.10-0.15％；Mo：0.1-0.3％；其余为铁和不可避免杂质；本发明所述RE元素为高丰度稀土，包括Ce(铈)30-60％、La(镧)30-60％、Y(钇)10-20％、Gd(钕)10-20％；钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，其占比80％以上，无回火马氏体组织；钢筋中非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级，非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。
进一步，本发明600MPa级耐腐蚀稀土钢筋的成分以重量百分比计优选为：C：0.20-0.30％，Si：0.45-0.70％，Mn：1.4-1.80％，P：0.015-0.025％，S≤0.008％，RE：0.15-0.20％，Cu：0.35-0.50％，Cr：0.45-0.70％，Ni：0.40-0.65％，V：0.10-0.15％，Mo：0.15-0.30％，其余为铁和不可避免杂质。更进一步，所述钢筋的成分优选为：C：0.28％，Si：0.55％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.008％，RE：0.18％，Cu：0.45％，Cr：0.60％，Ni：0.55％，V：0.13％，Mo：0.2％，其余为铁和不可避免杂质。
本发明上述成分所生产的600MPa级耐腐蚀稀土钢筋的抗拉强度达到750-800MPa，屈服强度达到600-650MPa，断后伸长率大于24％。钢筋非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级，非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。600MPa级钢筋的平均腐蚀速率是普通钢筋牌号平均腐蚀速率的20-40％。钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比80％以上，无回火马氏体组织。本发明中各元素的作用和功能如下：
C是提高钢材强度最有效的元素，但是当其含量低于0.15％时，会导致力学性能不足，当其含量高于0.30％时，会产生塑性、韧性、焊接性能下降。因此，本发明在试制过程中，选择C在0.15-0.30％范围内比较合理。Si是一种强化元素，可以提高钢的强度，但是Si含量过高会影响钢的焊接性能及塑性，所以本发明选择Si的范围适合在0.30～0.80％。Mn可以提高钢的强度和硬度，但Mn含量过高会降低钢的抗腐蚀能力，因此本发明通过试验选择Mn在1.0-1.80％范围内可发挥其上述优点。P易在晶界偏析而增加钢筋的脆性。但P能够促进阳极钝化，提高钢筋的耐腐蚀性能，选择P的范围在0.015-0.025％。而S容易形成MnS夹杂，降低钢筋的力学性能及耐腐蚀性能，选择S的范围在小于0.008％较好。RE元素能够同时提高钢筋的耐腐蚀性、力学性能并且改善夹杂物形态，但RE元素过高会增加钢中第二相的数量，所以在试验后选择RE的范围在0.15-0.20％更能发挥其综合性能。Cu元素能够抑制S的有害作用，提高钢筋耐腐蚀性。但是铜元素过高会影响钢筋的塑性，所以选择Cu的范围在0.20-0.60％。Cr元素能够提高钢筋强度和耐腐蚀性，但也能降低钢筋塑性。本发明选择Cr的范围在0.30-0.80％正好能折衷其不需要的功能。Ni元素可提高钢的强度、塑性和耐腐蚀性，但其价格较高，本发明适宜地选择Ni的范围在0.30-0.70％最为经济。V元素可以细化晶粒，提高强度，但是V元素过高影响钢材塑性，本发明选择V的范围在0.10-0.15％。Mo元素可以细化晶粒、提高钢材强度及耐腐蚀性，但含量过高影响其焊接性且增加成本，本发明选择Mo的范围在0.1-0.30％。
本发明另一方面提供了一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋的生产方法，该方法在生产中可对所述钢筋的成分，非金属夹杂物进行控制。该方法包括转炉冶炼步骤、LF精炼步骤、RH精炼步骤、连铸步骤以及轧制步骤；其工艺步骤如下：
本发明的转炉冶炼步骤包括：采用硫含量低于0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行转炉冶炼，出钢温度1670-1690℃；出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫，终渣碱度控制范围为3.2-3.5，转炉终点钢水中S以重量百分比计为：S≤0.010％。
硫在钢铁中被认为是有害元素，主要以硫化锰和硫化亚铁形式存在，引起钢的热脆，降低钢的强度、塑性、耐蚀性及焊接性能。本发明的稀土耐腐蚀钢筋为了获得较低的夹杂物等级，更好的力学性能及耐腐蚀性，要求钢中硫元素控制在0.008％以下。本发明转炉冶炼步骤采用低于0.002％的低硫原料铁水及低硫废钢，保证了转炉炼钢原料中尽量少带入硫。由于转炉炼钢期间使用高碱度渣以及高温冶炼均有利于转炉内的脱硫过程，因此本发明采用了较高的转炉出钢温度1670-1690℃，较高的炉渣碱度3.2-3.5，保证了转炉出钢时钢水中硫含量低于0.010％。本发明转炉冶炼得到的低硫钢水为后续LF精炼和RH精炼冶炼步骤提供了良好的钢水条件。
本发明LF精炼步骤包括：采用低硫合金调整钢水成分；精炼过程全程脱氧，吹氩时间11-15min，吹氩强度0.09-0.12MPa；采用高碱度强还原性渣系进行脱硫，炉渣碱度5.5-6.5；LF出钢温度1670-1690℃；LF精炼终点钢水中S的重量百分比为：S≤0.008％。LF精炼过程中，采用低硫合金调整成分以减少钢水中的硫来源。精炼过程采用全程脱氧以及吹氩工艺以减少钢中氧化物夹杂，同时改善钢渣流动性，降低钢中的硫含量。采用高碱度、强还原性渣系、高出钢温度以及氩气搅拌，以去除钢中的硫化物及其它夹杂物，为获得最终稀土钢筋S含量低于0.008％以及良好夹杂物等级打下基础。
本发明RH精炼步骤包括：RH精炼处理末期加入复合稀土合金包芯线；稀土合金加入前预热炉中预热5-8小时，预热温度450-500℃；RH精炼出站温度为1588～1603℃；RH精炼出站钢水中S含量以重量百分比计为：S≤0.008％。采用RH精炼处理末期，使用稀土合金喂线机加入预热稀土合金，可以防止稀土合金产生的温度下降，加速合金熔化，提高稀土收得率，同时防止未预热稀土合金含有的水分在高温下分解产生的气体对于钢水质量的影响。同时，可以降低钢中的硫及非金属夹杂物含量，使得RH终点钢水中S含量≤0.008％。
本发明连铸步骤包括：连铸浇注过热度控制在15～30℃，全程采用保护浇注技术，连铸中间包内设挡渣墙；中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在8～20NL/min。连铸中间包内设挡渣墙，有利于钢水中的夹杂物上浮分离，同时配合吹氩工艺，达到去除夹杂物、防止水口堵塞、改善铸坯质量的目的。
本发明轧制步骤包括：采用步进式加热炉对方坯进行三段温度加热，三段温度加热温度控制范围以及加热时间为：一段加热850-950℃，加热时间1-1.5h；二段加热1100-1180℃，加热时间1-1.5h；三段加热1180-1250℃，加热时间0.5-1.0小时，总加热时间2.5-4小时。热轧开轧温度为1050-1100℃；采用水幕控冷后温度750-800℃；终轧温度850-900℃；上冷床温度800-850℃。本发明采用了水幕控冷工艺，可以细化钢筋晶粒、提高钢筋机械性能，降低成本，获得了较好的钢筋力学性能。
本发明的主要优点在于：本发明通过采用采用低硫自产废钢以及低硫合金作为冶炼原料，采用高碱度渣以及高温冶炼等方法将钢筋中的硫含量控制在0.008％以下并且去除了钢中的夹杂物。通过添加稀土元素和少量耐腐蚀合金，提高了钢筋的强度和耐腐蚀等性能。本发明所生产的600MPa级稀土钢筋的成分、夹杂物以及力学性能完全满足钢筋产品的技术要求，使600MPa级钢筋的平均腐蚀速率达到普通牌号钢筋平均腐蚀速率的20-40％，相比普通钢筋提高了其强度和耐腐蚀性能，相比高合金钢筋降低了生产成本。
具体实施方式
本发明的特点和优势将在下面的具体实施方式中进行详细说明。以下所举出的仅是本发明的示例性优选实施例，本发明可以进行各种不同的改进以及包括各种实施方式。本发明中有些技术参数未加以限定的数量或比例为常规技术所用。
本发明根据耐腐蚀稀土钢筋生产过程中硫含量、夹杂物的控制问题，提供了一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋及其生产方法。本发明的方法通过采用硫含量低于0.002％铁水，采用低硫自产废钢、低硫合金作为冶炼原料，出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫，采用高碱度渣以及高温冶炼等方法将钢筋中硫含量控制在0.008％以下，利用连铸中间包内设挡渣墙以及吹氩技术去除钢水中夹杂物，采用预热稀土合金工艺防止水分分解对于钢水质量的影响，采用水幕控冷工艺提高了钢筋的力学性能，采用稀土元素并以较少量的合金提高了钢筋的耐腐蚀性能。本发明所生产的600MPa级稀土钢筋的成分、夹杂物以及力学性能完全满足钢筋产品的技术要求，并且完全满足钢筋产品的质量要求。
申请人认为，大量研究通过实地大气暴晒、实验室加速腐蚀以及电化学等方法，从变性夹杂和改变锈层结构的角度证明了稀土可以有效提高碳钢及低合金钢的耐工业大气腐蚀性和耐海洋腐蚀性能，且随稀土含量的增加，稀土钢的耐蚀性增强。
目前在钢中添加的稀土元素大多有：镧(La)、钇(Y)、铈(Ce)、钕(Nd)等。添加稀土元素提升钢材的耐腐蚀性能是近几年来稀土钢材研究的热点之一。通过稀土元素对钢筋及其钢筋材料等多个钢种耐腐蚀性能的影响机制研究，发现适量的稀土元素添加可明显提升钢筋材料的抗电化学腐蚀和抗应力腐蚀能力。稀土元素可与钢中多种合金元素以及杂质元素发生有益的冶金物理化学作用。如可净化钢基体，提高其自腐蚀电位，降低电化学腐蚀电流密度，促进Si、Cu、P在内锈层的富集致密以防止锈层的生成，从而有效提高钢筋材料的耐化学腐蚀性能。稀土元素加入后能够产生固溶强化作用，并可与碳原子发生交互作用，增大钢材的变形抗力和峰值应变，促进表层强化相析出，提升高锰钢的耐磨性能。添加稀土元素之后，尖角状的夹杂物消失，取而代之的是球状小颗粒的夹杂物。可以同时起到改善硫化物夹杂形态或消除硫化物夹杂，消除网状结构共晶碳化物并使其均匀分布在组织中，改善包括Cr、V和Mo在内的合金元素偏析现象，细化晶粒尺寸等多种作用。因此，本发明在试验后选择RE的范围在0.15-0.20％，使其在与钢中多种合金元素以及杂质元素发生有益的冶金物理化学作用后，达到更能全面提升钢筋材料综合力学性能的效果。根据本发明方法生产的600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，抗拉强度达到750-800MPa，屈服强度600-650MPa，断后伸长率大于24％。所生产的钢筋中非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级，非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比80％以上，无回火马氏体组织。钢筋产品的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的20-40％，完全符合或高于钢筋产品质量的控制要求。
本发明提供的600MPa级耐腐蚀稀土钢筋成分以质量百分比计为：C：0.15-0.30％；Si：0.30-0.80％；Mn：1.0-1.80％；P：0.015-0.025％；S≤0.008％；RE：0.15-0.20％；Cu：0.20-0.60％；Cr：0.30-0.80％；Ni：0.30-0.70％；V：0.10-0.15％；Mo：0.1-0.30％；其余为铁和不可避免杂质；RE稀土元素包括Ce(铈)30-60％、La(镧)30-60％、Y(钇)10-20％、Gd(钕)10-20％。钢筋的抗拉强度达到750-800MPa，屈服强度达到600-650MPa，断后伸长率大于24％。钢筋中的非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级，非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。钢筋的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的20-40％。钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比80％以上，无回火马氏体组织。
本发明通过采用硫含量低于0.002％的原料铁水以及低硫自产废钢进行转炉冶炼，在出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫，终渣碱度控制在3.2-3.5，使转炉终点钢水中S含量≤0.010％，转炉的出钢温度为1670-1690℃。
在进行LF精炼过程中，采用低硫合金调整钢水的成分，全程脱氧，并进行强度为0.09-0.12MPa的吹氩，吹氩时间11-15min；采用炉渣碱度为5.5-6.5的高碱度强还原性渣系进行脱硫；LF出钢温度为1670-1690℃，终点钢水中S含量≤0.008％。
在RH精炼处理的末期，加入了前期在预热炉中以预热温度450-500℃中预热了5-8小时的复合稀土合金包芯线，RH精炼钢水出站温度在1588～1603℃。本发明在RH精炼末期加入预热稀土合金，可以防止加入未预热稀土合金产生的温度下降，加速合金熔化，提高稀土收得率。同时防止未预热稀土合金中的水分在高温下分解产生的气体对于钢水质量的影响，并且降低了钢中硫、非金属夹杂含量，使钢水中S≤0.008％。
在连铸过程中，浇注过热度控制在15～30℃，全程采用保护浇注技术，中间包内设挡渣墙，以利于夹杂物上浮分离；同时中间包工作时配合吹氩工艺，氩气流量控制在8～20NL/min，达到去除夹杂物、防止水口堵塞、改善铸坯质量的目的。
本发明采用步进式加热炉对连铸方坯进行三段式不同温度和时间控制加热：一段加热850-950℃，加热时间1-1.5h；二段加热1100-1180℃，加热时间1-1.5h；三段加热1180-1250℃，加热时间0.5-1.0小时；总加热时间达到2.5-4小时。在进行热轧时，开轧温度1050-1100℃，终轧温度为850-900℃，上冷床时温度800-850℃；采用水幕控冷后的温度为750-800℃。由于采用了水幕控冷工艺，细化了钢筋晶粒、提高了钢筋的机械性能，获得了较好的钢筋力学性能，并且降低了成本。
通过上述制备方法，本发明利用稀土元素以及少量合金提高了钢筋的耐腐蚀性能，所生产的600MPa级耐腐蚀稀土钢筋的成分、夹杂物以及力学性能完全满足技术和质量要求。
实施例1
本实施例的稀土钢筋转炉冶炼采用硫含量为0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行冶炼；转炉出钢温度1680℃,出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫,终渣碱度3.2,,终点钢水S 0.010％。
LF精炼过程采用低硫合金调整钢水成分，吹氩时间12min全程脱氧，吹氩强度0.09MPa；采用碱度5.7炉渣进行脱硫,出钢温度1680℃,终点钢水中S＝0.008％。
稀土合金加入前在450℃下预热7小时,在RH精炼处理末期加入复合稀土合金包芯线,出站温度为1588℃,钢水中S为0.008％。
RH精炼出炉的钢水浇铸后进行连续铸造过程。在连铸浇注过程中，浇注过热度控制在15℃；全程采用保护浇注技术，连铸中间包内设挡渣墙，中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在10NL/min，连铸后得到连铸方坯。
对连铸后的连铸方坯进行轧制，首先采用步进式加热炉对连铸方坯进行三段温度加热，一段加热850℃，加热时间1.5h，二段加热1100℃，加热时间1.5h，三段加热1180℃，加热时间1.0h。加热后进行热轧，热轧开轧温度1050℃；水幕控冷后温度760℃，终轧温度880℃，上冷床温度为820℃，冷却后得到最终钢筋产品。
对钢筋产品进行检验后，测得钢筋的成分为：C：0.20％；Si：0.45％；Mn：1.4％；P：0.017％；S：0.008％；RE：0.19％；Cu：0.35％；Cr：0.45％；Ni：0.40％；V：0.12％；Mo：0.15％；其余为铁和不可避免杂质；其中稀土Ce30％、La40％、Y15％、Gd15％。
本实施例生产的稀土钢筋的硫含量为0.008％；盘条非金属细系夹杂物等级之和0.5级、盘条非金属粗系夹杂物等级之和0.5级；钢筋的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的30％；钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比85％，无回火马氏体组织。经强度检测，盘条的抗拉强度为764MPa，屈服强度621MPa，断后伸长率35％，完全满足600MPa级耐腐蚀钢筋的力学性能和工艺性能。
实施例2
本实施例的稀土钢筋转炉冶炼采用硫含量为0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行冶炼；转炉出钢温度1675℃,出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫,终渣碱度3.4,终点钢水以重量百分比计S含量为0.010％。
LF精炼过程采用低硫合金调整钢水成分，吹氩时间14min全程脱氧，吹氩强度0.10MPa；采用碱度6.0炉渣进行脱硫,出钢温度1670℃,终点钢水中S＝0.008％。
稀土合金加入前在480℃下预热6小时,在RH精炼处理末期加入复合稀土合金包芯线,出站温度为1595℃,钢水中S为0.007％。
RH精炼出炉的钢水浇铸后进行连续铸造过程。在连铸浇注过程中，浇注过热度控制在25℃；全程采用保护浇注技术，连铸中间包内设挡渣墙，中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在15NL/min，连铸后得到连铸方坯。
对连铸后的连铸方坯进行轧制，首先采用步进式加热炉对连铸方坯进行三段温度加热，一段加热900℃，加热时间1.5h，二段加热1150℃，加热时间1.2h，三段加热1220℃，加热时间0.5h。加热后进行热轧，热轧开轧温度1080℃；水幕控冷后温度780℃，终轧温度860℃，上冷床温度为850℃，冷却后得到最终钢筋产品。
对钢筋产品进行检验后，测得钢筋的成分为：C：0.25％；Si：0.70％；Mn：1.7％；P：0.020％；S：0.007％；RE：0.15％；Cu：0.55％；Cr：0.68％；Ni：0.55％；V：0.15％；Mo：0.28％；其余为铁和不可避免杂质；其中稀土包括Ce(铈)40％、La(镧)40％、Y(钇)10％、Gd(钕)10％。
本实施例生产的稀土钢筋的硫含量为0.007％；盘条非金属细系夹杂物等级之和0.5级、盘条非金属粗系夹杂物等级之和0.5级；钢筋的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的20％；钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比90％，无回火马氏体组织。经强度检测，盘条的抗拉强度为782MPa，屈服强度643MPa，断后伸长率37％，完全满足600MPa级耐腐蚀钢筋的力学性能和工艺性能。
实施例3
本实施例的稀土钢筋转炉冶炼采用硫含量为0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行冶炼；转炉出钢温度1690℃；出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫；终渣碱度3.5；转炉终点钢水中S的重量百分比为：S 0.008％。
LF精炼过程采用低硫合金；精炼过程全程脱氧；吹氩时间15min，吹氩强度0.12MPa；采用高碱度强还原性渣系炉渣碱度6.5进行脱硫，出钢温度1690℃，终点钢水中S含量0.007％。
RH精炼处理末期加入稀土合金；稀土合金加入前500℃下预热8小时；RH出站温度为1603℃；出站钢水中S含量0.007％。
RH精炼出炉的钢水浇铸后进行连续铸造过程。在连铸浇注过程中，浇注过热度控制在30℃；全程采用保护浇注技术，连铸中间包内设挡渣墙，中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在20NL/min，连铸后得到连铸方坯。
对连铸后的连铸方坯进行轧制，首先采用步进式加热炉对连铸方坯进行三段温度加热，一段加热950℃，加热时间1h，二段加热1180℃，加热时间1h，三段加热1250℃，加热时间0.5h。加热后进行热轧，热轧开轧温度1100℃；水幕控冷后温度790℃，终轧温度900℃，上冷床温度为840℃，冷却后得到最终钢筋产品。
对钢筋产品进行检验后，测得钢筋的成分为：C：0.30％；Si：0.60％；Mn：1.5％；P：0.015％；S：0.005％；RE：0.20％；Cu：0.40％；Cr：0.80％；Ni：0.60％；V：0.10％；Mo：0.2％；其余为铁和不可避免杂质；其中稀土包括Ce(铈)50％、La(镧)30％、Y(钇)10％、Gd(钕)10％。
本实施例生产的稀土钢筋的硫含量为0.007％；盘条非金属细系夹杂物等级之和0.5级、盘条非金属粗系夹杂物等级之和0.5级；钢筋的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的25％；钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比85％，无回火马氏体组织。经强度检测，盘条的抗拉强度为793MPa，屈服强度649MPa，断后伸长率35％，完全满足600MPa级耐腐蚀钢筋的力学性能和工艺性能。
实施例4
本实施例的稀土钢筋转炉冶炼采用硫含量为0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行冶炼；转炉出钢温度1680℃,出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫,终渣碱度3.3,,终点钢水S 0.010％。
LF精炼过程采用低硫合金调整钢水成分，吹氩时间13min全程脱氧，吹氩强度0.12MPa；采用碱度6.0炉渣进行脱硫,出钢温度1680℃,终点钢水中S＝0.006％。
稀土合金加入前在470℃下预热6.5小时,在RH精炼处理末期加入复合稀土合金包芯线,出站温度为1590℃,钢水中S为0.006％。
RH精炼出炉的钢水浇铸后进行连续铸造过程。在连铸浇注过程中，浇注过热度控制在22℃；全程采用保护浇注技术，连铸中间包内设挡渣墙，中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在15NL/min，连铸后得到连铸方坯。
对连铸后的连铸方坯进行轧制，首先采用步进式加热炉对连铸方坯进行三段温度加热，一段加热900℃，加热时间1.2h，二段加热1140℃，加热时间1.2h，三段加热1220℃，加热时间1.0h。加热后进行热轧，热轧开轧温度1080℃；水幕控冷后温度780℃，终轧温度875℃，上冷床温度为830℃，冷却后得到最终钢筋产品。
对钢筋产品进行检验后，所述钢筋的成分以重量百分比计为：C：0.28％，Si：0.55％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.008％，RE：0.18％，Cu：0.45％，Cr：0.60％，Ni：0.55％，V：0.13％，Mo：0.2％，其余为铁和不可避免杂质；其中稀土Ce45％、La40％、Y15％、Gd10％。
本实施例生产的稀土钢筋的硫含量为0.008％；盘条非金属细系夹杂物等级之和0.5级、盘条非金属粗系夹杂物等级之和0.5级；钢筋的平均腐蚀速率为普通Q235牌号平均腐蚀速率的30％；钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比90％，无回火马氏体组织。经强度检测，盘条的抗拉强度为790MPa，屈服强度650MPa，断后伸长率35％，完全满足600MPa级耐腐蚀钢筋的力学性能和工艺性能。
本发明的上述各个实施例仅仅是示例性的，本发明并不限于此。其他人可对这些实施例进行各种改进。在不脱离本发明设计原理和基本结构的情况下，这些改变应被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述钢筋的成分以重量百分比计为：C：0.15-0.30％，Si：0.30-0.80％，Mn：1.0-1.80％，P：0.015-0.025％，S≤0.008％，RE：0.15-0.20％，Cu：0.20-0.60％，Cr：0.30-0.80％，Ni：0.30-0.70％，V：0.10-0.15％，Mo：0.1-0.3％，其余为铁和不可避免的杂质；
所述RE元素包括Ce(铈)、La(镧)、Y(钇)、Gd(钕)；
所述钢筋金相组织为铁素体+珠光体组织，占比80％以上，无回火马氏体组织；
所述钢筋中非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级，非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。
2.如权利要求1所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述钢筋的成分以重量百分比计为：C：0.20-0.30％，Si：0.45-0.70％，Mn：1.4-1.80％，P：0.015-0.025％，S≤0.008％，RE：0.15-0.20％，Cu：0.35-0.50％，Cr：0.45-0.70％，Ni：0.40-0.65％，V：0.10-0.15％，Mo：0.15-0.30％，其余为铁和不可避免杂质。
3.如权利要求2所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述钢筋的成分以重量百分比计为：C：0.28％，Si：0.55％，Mn：1.5％，P：0.020％，S：0.008％，RE：0.18％，Cu：0.45％，Cr：0.60％，Ni：0.55％，V：0.13％，Mo：0.2％，其余为铁和不可避免杂质。
4.如权利要求1至3所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述RE元素为高丰度稀土，包括Ce(铈)30-60％、La(镧)30-60％、Y(钇)10-20％、Gd(钕)10-20％。
5.如权利要求4所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述钢筋的抗拉强度为750-800MPa，屈服强度为600-650MPa，断后伸长率大于24％。
6.如权利要求5所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋，其特征在于，所述钢筋的平均腐蚀速率是普通牌号钢筋平均腐蚀速率的20-40％。
7.一种600MPa级耐腐蚀稀土钢筋的生产方法，其特征在于，包括转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、连铸以及轧制过程；其工艺步骤如下：
所述转炉冶炼步骤包括：采用硫含量低于0.002％的原料铁水及低硫自产废钢进行转炉冶炼，出钢温度1670-1690℃；出钢前加入活性石灰进行渣洗脱硫，炉渣碱度控制范围为3.2-3.5；所述转炉终点钢水中S的重量百分比为：S≤0.010％；
所述LF精炼步骤包括：采用低硫合金调整钢水成分，精炼过程全程脱氧，吹氩时间11-15min，吹氩强度0.09-0.12MPa；采用高碱度强还原性渣系进行脱硫，炉渣碱度5.5-6.5，出钢温度1670-1690℃；所述LF精炼终点钢水中S的重量百分比为：S≤0.008％；
所述RH精炼步骤包括：RH精炼处理末期喂入复合稀土包芯线；稀土合金加入前预热炉中预热5-8小时，预热温度450-500℃；所述RH精炼出站温度为1588～1603℃；所述RH精炼出站钢水中S的重量百分比为：S≤0.008％；
所述连铸步骤包括：所述连铸的浇注过热度控制在15～30℃，全程采用保护浇注技术；连铸中间包内设挡渣墙；中间包工作时进行吹氩，氩气流量控制在8～20NL/min；
所述轧制步骤包括：采用步进式加热炉对连铸坯进行三段温度加热，所述三段温度加热控制范围为：一段加热850-950℃，二段加热1100-1180℃，三段加热1180-1250℃，加热时间为2.5-4小时。
所述轧制的热轧开轧温度为1050-1100℃；采用水幕控冷后温度为750-800℃；终轧温度850-900℃；上冷床温度800-850℃。
8.如权利要求7所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋生产方法，其特征在于，所述三段温度加热控制时间为：一段加热850-950℃，加热时间1-1.5h；二段加热1100-1180℃，加热时间1-1.5h；三段加热1180-1250℃，加热时间0.5-1.0小时。
9.如权利要求8所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋生产方法，其特征在于，所述稀土钢筋的非金属细系夹杂物等级之和≤0.5级；非金属粗系夹杂物等级之和≤0.5级。
10.如权利要求9所述600MPa级耐腐蚀稀土钢筋生产方法，其特征在于，所述稀土钢筋抗拉强度为750-800MPa，屈服强度为600-650MPa，断后伸长率大于24％，所述钢筋的平均腐蚀速率是普通牌号钢筋平均腐蚀速率的20-40％。
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