CN114959159B - 一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢铁冶金和轧钢技术技术领域，尤其涉及一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，包括:步骤S1，中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行初步冶炼，根据钢筋的温降判定是否调节金属含量；步骤S2，当中控单元判定单种金属含量过高需要计算△Ta和△Tb时，根据△Ta和△Tb调节金属添加量；步骤S3，当判定需要调节铜的添加量时，根据铜含量对镍和钼的含量调节，判定需要调节镍的添加量时，根据含量对铜和钼的含量调节，判定需要调节钼的添加量时，根据钼含量对铜和镍的含量调节；步骤S4，在调节过程中检测到出现局部腐蚀时，判断铜元素和镍元素含量并根据腐蚀速率判定是否调整各元素含量，对钢水进行吹氩时，根据杂物上浮率判定是否修改吹氩气量或时长。

Description

一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺

技术领域

本发明涉及钢铁冶金和轧钢技术技术领域，尤其涉及一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺。

背景技术

近年来，随着沿海工程日益增加，碳钢的腐蚀问题也日益突出。在以氯盐为介质的腐蚀环境，如海洋、沿海地区、盐湖和盐碱地等自然环境以及工业环境和撒化冰盐的道路、桥梁等人为氯盐腐蚀环境，由于氯离子渗透到混凝土内部，破坏钢筋表面钝化膜，导致钢筋腐蚀，并引起混凝土开裂剥落，降低钢筋混凝土结构的使用寿命。据统计，2014年我国总的腐蚀损失超过2万亿元，造成严重损失。为解决这一问题，国内外陆续出现了不锈钢筋、镀锌钢筋、环氧树脂涂层钢筋，以及阴极保护法、阻锈剂等防腐技术，并制定了相关标准，在一定程度上延缓了钢筋腐蚀开始时间，但存在成本高、施工困难及防腐效果不理想等缺点。

中国专利公开号：CN110052378A。公开了一种耐腐蚀建筑用防护钢筋制备方法。包括钢筋基体，在钢筋基体表面喷涂有金属涂层，金属涂层的厚度为35～50μm；对金属涂层进行回火处理，回火处理的温度为200～300℃，保温时间为15～25min；回火完成后，立即在金属涂层表面沉积复合涂层，复合涂层的厚度为150～250μm，复合涂层包括有机涂层和添加在有机涂层中的陶瓷颗粒；采用本专利中的技术方案得到了耐腐蚀性+能强的钢筋，且金属涂层与复合涂层之间的结合性能高，难以脱落。由此可见，所述耐腐蚀建筑用防护钢筋制备方法存在以下问题：步骤复杂、成本高、施工困难。

发明内容

为此，本发明提供一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，用以克服现有技术中步骤复杂、成本高、施工困难及防腐效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，包括：步骤S1，中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行初步冶炼，在正式冶炼开始前进行测试且在测试过程中根据初步冶炼完成后钢筋的实际温降判定是否调节耐海水腐蚀钢筋中金属的含量；步骤S2，当所述中控单元判定单种惰性金属含量高于预设标准并需要计算初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第一预设温降的差值△Ta和初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第二预设温降的差值△Tb时，中控单元分别根据△Ta与预设温降差值的对比结果以及△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值；步骤S3，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中镍和钼的含量进行进一步调节；当中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中铜和钼的含量进行调节，当中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果将耐海水腐蚀钢筋中的铜和镍的含量调节至对应值；步骤S4，当所述中控单元在调节所述耐海水腐蚀钢筋中金属含量的过程中检测到耐海水腐蚀钢筋中出现局部腐蚀时，中控单元根据该局部腐蚀的面积判断耐海水腐蚀钢筋中铜元素含量和镍元素含量，当中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据耐海水腐蚀钢筋的腐蚀速率判定是否调整耐海水腐蚀钢筋中各元素含量，当中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率判定是否将吹氩过程中的吹氩气量调节至对应值；步骤S5，当所述中控单元根据各预估金属含量以及检测参数完成对于冶炼过程中耐海水腐蚀钢筋的不同金属添加量以及吹氩气量的调节时，中控单元判定耐海水腐蚀钢筋的冶炼完成。

进一步地，在所述步骤S1中，当所述中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行测试时，中控单元根据初步冶炼完成后的钢筋的实际温降T判定是否调节金属含量，中控单元设有第一预设温降T1和第二预设温降T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控单元判定初步冶炼完成后的钢筋在单位时间内的温降符合标准并不对耐海水腐蚀钢筋中各金属的含量进行调节；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定单种惰性金属含量过高、计算T与T1的差值△Ta并根据△Ta与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Ta＝T-T1；

若T＞T2，所述中控单元判定多种惰性金属含量过高、计算T与T2的差值△Tb并根据△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Tb＝T-T2。

进一步地，当所述中控单元判定单种惰性金属含量过高需要计算△Ta时，中控单元根据△Ta调节对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有预设第一温降差值△Ta1、预设第二温降差值△Ta2、预设第一单个金属含量调节系数α1、预设第二单个金属含量调节系数α2和预设第三单个金属含量调节系数α3，其中，△Ta1＜△Ta2，0＜α3＜α2＜α1＜1，

若△Ta≤△Ta1，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中铜的添加量并使用预设第一金属含量调节系数α1对该添加量进行调节；

若△Ta1＜△Ta≤△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量并使用预设第二金属含量调节系数α2对该添加量进行调节；

若△Ta＞△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量并使用预设第三金属含量调节系数α3对该添加量进行调节；

当所述中控单元判定使用αi针对所述耐海水腐蚀钢筋中对应金属含量进行初步调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H’，设定H’＝H×αi，其中，H为耐海水腐蚀钢筋中对应种类金属的初始含量；

当所述中控单元完成单种惰性金属含量过高情况下对于对应种类的惰性金属的添加量的调节时，在多种惰性金属含量过高时，中控单元根据△Tb与预设温降的差值的对比结果将耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值。

进一步地，当所述中控单元判定多种惰性金属含量过高需要计算△Tb时，中控单元根据△Tb调节耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有第一预设第二温降差值△Tb1、第二预设第二温降差值△Tb2、第一预设金属含量调节系数e1、第二预设金属含量调节系数e2和第三预设金属含量调节系数e3，其中，0＜△Tb1＜△Tb2，0＜e2＜e3＜1＜e1，

若△Ta≤△Tb1，所述中控单元判定使用第一预设金属含量调节系数e1调节耐海水腐蚀钢筋中镍的铜添加量；

若△Tb1＜△Ta≤△Tb2，所述中控单元判定使用第二预设金属含量调节系数e2调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量；

若△Ta＞△Tb2，所述中控单元判定使用第三预设金属含量调节系数e3调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量；

当所述中控单元判定使用ei针对所述金属含量进行二次调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H”，设定H”＝H’×ei，其中，H’为初步调节后的金属含量，中控单元根据△Tb完成对应种类的惰性金属的添加量的调节时，中控单元根据铜含量Ba将镍和钼的含量调节至对应值。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对镍和钼的含量进行调节，中控单元设有预设铜重量百分比Ba0、第一预设铜重量百分比Ba1、第二预设铜重量百分比Ba2、第一预设元素调节系数β1和第二预设元素调节系数β2，其中，Ba1＜Ba2，0＜β1＜β2＜1；

若Ba≥Ba0，所述中控单元判定将铜含量调节至Ba0；

若Ba＜Ba0，所述中控单元判定实际铜含量不符合预设要求并计算实际铜含量与预设铜含量的差值△Ba并根据△Ba调节镍或钼的含量，

当△Ba≤△Ba1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节镍的含量，

当△Ba1＜△Ba≤△Ba2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数β2调节镍的含量，

当△Ba＞△Ba2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用βi针对所述镍和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的镍的金属含量记为N’，设定N’＝N×βi，其中，N为镍的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M’，设定M’＝M×βi，其中，M为钼的初始金属含量。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对铜和钼的金属含量进行调节，所述中控单元设有预设镍重量百分比Bb0、第一预设镍重量百分比Bb1、第二预设镍重量百分比Bb2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数r2，其中，Bb1＜Bb2，0＜r1＜r2＜1；

若Bb＜Bb0，所述中控单元判定实际钼含量不符合预设要求、计算镍含量差值△Bb并根据△Bb调节钼或铜的含量；

若Bb≥Bb0，所述中控单元判定实际钼含量符合预设要求并将镍含量调节至Bb，

当△Bb≤△Bb1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节铜的含量；

当△Bb1＜△Bb≤△Bb2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数r2调节铜的含量；

当△Bb＞△Bb2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O’，设定O’＝O×ri，其中，O为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果对铜和镍的金属含量进行调节，中控单元设有预设钼重量百分比Bc0、第一预设钼重量百分比Bc1、第二预设钼重量百分比Bc2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数c2，其中，Bc1＜Bc2，0＜c1＜c2＜1；

若Bc＜Bc0，所述中控单元判定实际海水腐蚀钢筋中的钼含量不符合预设要求并计算钼含量差值△Bc并根据△Bc调节钼或铜；

若Bc≥Bc0，所述中控单元判定将钼含量调节至Bc0，

当△Bc≤△Bc1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节铜的含量；

当△Bc1＜△Bc≤△Bc2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数c2调节铜的含量；

当△Bc＞△Bc2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节镍的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O”，设定O”＝O’×ci，其中，O’为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

进一步地，当所述中控单元在调节过程中检测到出现局部腐蚀时，中控单元根据局部腐蚀面积A与预设硫化物局部腐蚀面积A0的对比结果判断铜元素含量和镍元素含量，中控单元设有预设硫化物局部腐蚀面积A0，

若A≤A0，所述中控单元判定铜元素添加量合格或镍元素添加量大于3％并不发出添加量不足警报；

若A＞A0，所述中控单元判定铜添加量大于或少于0.3-0.5wt％,或镍含量低于3％并发出金属元素添加量不足警报。

进一步地，当所述中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据腐蚀速率S判定是否调整各元素含量，中控单元设有预设钼含量Z0、第一预设腐蚀速率S1和第二预设腐蚀速率S2、预设第一钼含量调节系数g1以及预设第二钼含量调节系数g2，其中0＜S1＜S2，1＜g1＜g2，

若S≤S1，所述中控单元判定实际腐蚀速率符合预设要求并不对钼的含量进行调整；

若S1＜S≤S2，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第一钼含量调节系数g1对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z1＝Z0×g1；

若S＞S0，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第二钼含量调节系数g2对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z2＝Z0×g2。

进一步地，当所述中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率Z判定是否修改吹氩气量或吹氩时长，中控单元设有预设杂物上浮率Z0、预设吹氩气量M0以及预设吹氩气量调节系数γ，

若Z＜Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并使用γ调节吹氩气量M，调节后的吹氩气量记为M1，设定M1＝M0×γ；

若Z≥Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并停止吹氩。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过使用步骤S1、S2、S3、S4，年创效益可达5000万元/年；对于基建单位，耐蚀钢筋的应用，将提升建筑结构寿命和降低后期维护成本，其产生的经济效益将十分巨大。耐蚀钢筋的开发及推广应用对于提升我国建筑结构，尤其是沿海基建结构的使用寿命及安全性有着十分重要的意义。

进一步地，所述中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行初步冶炼，在测试过程中根据初步冶炼完成后钢筋的实际温降判定是否调节金属含量，所述中控单元设有第一预设温降和第二预设温降，根据温降调节金属含量精确地提高了所述钢筋制造过程中的严密性，进一步提高所述钢筋的耐腐蚀性。

进一步地，当所述中控单元判定单种惰性金属含量过高需要计算△Ta时，根据△Ta调节对应种类的惰性金属的添加量，所述中控单元设有第一预设第一温降差值、第二预设第一温降差值、第一预设单个金属含量调节系数、第二预设单个金属含量调节系数和第三预设单个金属含量调节系数，调节金属含量精确地提高了所述钢筋制造过程中的严密性，进一步提高所述钢筋的耐腐蚀性。

进一步地，当所述中控单元判定多种惰性金属含量过高需要计算△Tb时，根据△Tb调节对应种类的惰性金属的添加量，所述中控单元设有第一预设第二温降差值、第二预设第二温降差值、第一预设金属含量调节系数、第二预设金属含量调节系数和第三预设金属含量调节系数，调节金属含量精确地提高了所述钢筋制造过程中的严密性，进一步提高所述钢筋的耐腐蚀性。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，所述中控单元根据铜含量Ba对镍和钼的含量进行调节，所述中控单元设有预设铜重量百分比、第一预设铜重量百分比、第二预设铜重量百分比、第一预设元素调节系数和第二预设元素调节系数，调节金属含量精确地提高了所述钢筋制造过程中的严密性，降低成本，简化了制备步骤。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节钼的添加量时，所述中控单元根据钼含量对铜和镍的金属含量进行调节，所述中控单元设有预设镍重量百分比、第一预设镍重量百分比、第二预设镍重量百分比、第一预设元素调节系数和第二预设元素调节系数，降低了施工难度，便于工作人员操作，提高管理效率。

进一步地，当所述中控单元判定需要调节钼的添加量时，所述中控单元根据钼含量对铜和镍的金属含量进行调节，所述中控单元设有预设钼重量百分比、第一预设钼重量百分比、第二预设钼重量百分比、第一预设元素调节系数和第二预设元素调节系数，降低了施工难度，便于工作人员操作，提高管理效率。

进一步地，当所述中控单元在调节过程中检测到出现局部腐蚀时，通过局部腐蚀面积判断铜元素含量和镍元素含量，所述中控单元设有预设硫化物局部腐蚀面积，降低了施工难度，便于工作人员操作，提高管理效率。

进一步地，当所述中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，根据腐蚀速率判定是否调整各元素含量，所述中控单元设有第一预设腐蚀速率和第二预设腐蚀速率，提高了所述钢筋制造过程中的严密性，降低成本，简化了制备步骤。

进一步地，当所述中控单元对钢水进行吹氩时，根据杂物上浮率判定是否修改吹氩气量或吹氩时长，所述中控单元设有预设杂物上浮率，提高了所述钢筋制造过程中的严密性，降低成本，简化了制备步骤。

附图说明

图1为本发明所述HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，包括：

步骤S1，中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行初步冶炼，在正式冶炼开始前进行测试且在测试过程中根据初步冶炼完成后钢筋的实际温降判定是否调节耐海水腐蚀钢筋中金属的含量；

步骤S2，当所述中控单元判定单种惰性金属含量高于预设标准并需要计算初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第一预设温降的差值△Ta和初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第二预设温降的差值△Tb时，中控单元分别根据△Ta与预设温降差值的对比结果以及△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值；

步骤S3，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中镍和钼的含量进行进一步调节；当中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中铜和钼的含量进行调节，当中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果将耐海水腐蚀钢筋中的铜和镍的含量调节至对应值；

步骤S4，当所述中控单元在调节所述耐海水腐蚀钢筋中金属含量的过程中检测到耐海水腐蚀钢筋中出现局部腐蚀时，中控单元根据该局部腐蚀的面积判断耐海水腐蚀钢筋中铜元素含量和镍元素含量，当中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据耐海水腐蚀钢筋的腐蚀速率判定是否调整耐海水腐蚀钢筋中各元素含量，当中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率判定是否将吹氩过程中的吹氩气量调节至对应值；

步骤s5，当所述中控单元根据各预估金属含量以及检测参数完成对于冶炼过程中耐海水腐蚀钢筋的不同金属添加量以及吹氩气量的调节时，中控单元判定耐海水腐蚀钢筋的冶炼完成。

具体而言，在所述步骤s1中，当所述中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行测试时，中控单元根据初步冶炼完成后的钢筋的实际温降T判定是否调节金属含量，中控单元设有第一预设温降T1和第二预设温降T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控单元判定初步冶炼完成后的钢筋在单位时间内的温降符合标准并不对耐海水腐蚀钢筋中各金属的含量进行调节；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定单种惰性金属含量过高、计算T与T1的差值△Ta并根据△Ta与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Ta＝T-T1；

若T＞T2，所述中控单元判定多种惰性金属含量过高、计算T与T2的差值△Tb并根据△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Tb＝T-T2。

具体而言，当所述中控单元判定单种惰性金属含量过高需要计算△Ta时，中控单元根据△Ta调节对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有预设第一温降差值△Ta1、预设第二温降差值△Ta2、预设第一单个金属含量调节系数α1、预设第二单个金属含量调节系数α2和预设第三单个金属含量调节系数α3，其中，△Ta1＜△Ta2，0＜α3＜α2＜α1＜1，

若△Ta≤△Ta1，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中铜的添加量并使用预设第一金属含量调节系数α1对该添加量进行调节；

若△Ta1＜△Ta≤△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量并使用预设第二金属含量调节系数α2对该添加量进行调节；

若△Ta＞△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量并使用预设第三金属含量调节系数α3对该添加量进行调节；

当所述中控单元判定使用αi针对所述耐海水腐蚀钢筋中对应金属含量进行初步调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H’，设定H’＝H×αi，其中，H为耐海水腐蚀钢筋中对应种类金属的初始含量；

当所述中控单元完成单种惰性金属含量过高情况下对于对应种类的惰性金属的添加量的调节时，在多种惰性金属含量过高时，中控单元根据△Tb与预设温降的差值的对比结果将耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值。

具体而言，当所述中控单元判定多种惰性金属含量过高需要计算△Tb时，中控单元根据△Tb调节耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有第一预设第二温降差值△Tb1、第二预设第二温降差值△Tb2、第一预设金属含量调节系数e1、第二预设金属含量调节系数e2和第三预设金属含量调节系数e3，其中，0＜△Tb1＜△Tb2，0＜e2＜e3＜1＜e1，

若△Ta≤△Tb1，所述中控单元判定使用第一预设金属含量调节系数e1调节耐海水腐蚀钢筋中镍的铜添加量；

若△Tb1＜△Ta≤△Tb2，所述中控单元判定使用第二预设金属含量调节系数e2调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量；

若△Ta＞△Tb2，所述中控单元判定使用第三预设金属含量调节系数e3调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量；

当所述中控单元判定使用ei针对所述金属含量进行二次调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H”，设定H”＝H’×ei，其中，H’为初步调节后的金属含量，中控单元根据△Tb完成对应种类的惰性金属的添加量的调节时，中控单元根据铜含量Ba将镍和钼的含量调节至对应值。

具体而言，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对镍和钼的含量进行调节，中控单元设有预设铜重量百分比Ba0、第一预设铜重量百分比Ba1、第二预设铜重量百分比Ba2、第一预设元素调节系数β1和第二预设元素调节系数β2，其中，Ba1＜Ba2，0＜β1＜β2＜1；

若Ba≥Ba0，所述中控单元判定将铜含量调节至Ba0；

若Ba＜Ba0，所述中控单元判定实际铜含量不符合预设要求并计算实际铜含量与预设铜含量的差值△Ba并根据△Ba调节镍或钼的含量，

当△Ba≤△Ba1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节镍的含量，

当△Ba1＜△Ba≤△Ba2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数β2调节镍的含量，

当△Ba＞△Ba2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用βi针对所述镍和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的镍的金属含量记为N’，设定N’＝N×βi，其中，N为镍的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M’，设定M’＝M×βi，其中，M为钼的初始金属含量。

具体而言，当所述中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对铜和钼的金属含量进行调节，所述中控单元设有预设镍重量百分比Bb0、第一预设镍重量百分比Bb1、第二预设镍重量百分比Bb2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数r2，其中，Bb1＜Bb2，0＜r1＜r2＜1；

若Bb＜Bb0，所述中控单元判定实际钼含量不符合预设要求、计算镍含量差值△Bb并根据△Bb调节钼或铜的含量；

若Bb≥Bb0，所述中控单元判定实际钼含量符合预设要求并将镍含量调节至Bb，

当△Bb≤△Bb1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节铜的含量；

当△Bb1＜△Bb≤△Bb2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数r2调节铜的含量；

当△Bb＞△Bb2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O’，设定O’＝O×ri，其中O为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

具体而言，当所述中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果对铜和镍的金属含量进行调节，中控单元设有预设钼重量百分比Bc0、第一预设钼重量百分比Bc1、第二预设钼重量百分比Bc2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数c2，其中，Bc1＜Bc2，0＜c1＜c2＜1；

若Bc＜Bc0，所述中控单元判定实际海水腐蚀钢筋中的钼含量不符合预设要求并计算钼含量差值△Bc并根据△Bc调节钼或铜；

若Bc≥Bc0，所述中控单元判定将钼含量调节至Bc0，

当△Bc≤△Bc1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节铜的含量；

当△Bc1＜△Bc≤△Bc2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数c2调节铜的含量；

当△Bc＞△Bc2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节镍的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O”，设定O”＝O’×ci，其中，O为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

具体而言，当所述中控单元在调节过程中检测到出现局部腐蚀时，中控单元根据局部腐蚀面积A与预设硫化物局部腐蚀面积A0的对比结果判断铜元素含量和镍元素含量，中控单元设有预设硫化物局部腐蚀面积A0，

若A≤A0，所述中控单元判定铜元素添加量合格或镍元素添加量大于3％并不发出添加量不足警报；

若A＞A0，所述中控单元判定铜添加量大于或少于0.3-0.5wt％,或镍含量低于3％并发出金属元素添加量不足警报。

具体而言，当所述中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据腐蚀速率S判定是否调整各元素含量，中控单元设有预设钼含量Z0、第一预设腐蚀速率S1和第二预设腐蚀速率S2、预设第一钼含量调节系数g1以及预设第二钼含量调节系数g2，其中0＜S1＜S2，1＜g1＜g2，

若S≤S1，所述中控单元判定实际腐蚀速率符合预设要求并不对钼的含量进行调整；

若S1＜S≤S2，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第一钼含量调节系数g1对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z1＝Z0×g1；

若S＞S0，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第二钼含量调节系数g2对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z2＝Z0×g2。

具体而言，当所述中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率Z判定是否修改吹氩气量或吹氩时长，中控单元设有预设杂物上浮率Z0、预设吹氩气量M0以及预设吹氩气量调节系数γ，

若Z＜Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并使用γ调节吹氩气量M，调节后的吹氩气量记为M1，设定M1＝M0×γ；

若Z≥Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并停止吹氩。

采用转炉冶炼HRB500cE耐腐蚀钢，执行“一罐到底”的工艺路线，钢水不经精炼工序直接上台浇铸，钢水纯净度可以得到有效保证。但是由于合金加入量大，出钢温降达到150℃以上，转炉同样无法满足工业化生产需求。因此，需要从根本上改变当前的生产工艺。

(1)转炉温度平衡。为了维持炉况稳定，尽可能降低出钢温度，同时保证合金化不受影响，根据各合金特性调整加入时机。对于硅锰、铬铁等常规合金，在出钢过程随钢流加入；对于Cu、Ni、Mo这三种惰性金属，因其在冶炼过程中吹损极小可忽略不计，因此可随废钢在冶炼开始前加入炉内，可以大大降低出钢温度。另外，Ni熔点1453℃，Mo熔点2610℃，此类高熔点合金若在出钢过程加入极易产生偏析，而经过转炉冶炼可解决偏析问题。

(2)脱氧合金化。脱氧合金化是转炉冶炼至关重要的一环，钢水具备出钢条件后，经过脱氧合金化达到预定的目标成分。出钢过程中，根据冶炼终点情况先加入脱氧剂进行脱氧，加入3kg/t石灰、1.2kg/t造渣剂进行预造渣，在出钢1/4时开始加入合金，按照低碳铬铁-硅锰-硅铁的顺序加入，在出钢2/3时合金全部加完。出钢过程全程大氩气搅拌，均匀成分。

(3)在线吹氩造渣技术。钢水到吹氩站后调整底吹氩气量，控制钢液表面约为φ40cm大小，钢液蠕动促进夹杂物上浮，严禁暴吹避免钢水二次氧化。在吹氩口喂入0.6-1.0m/t铝线，吹氩3min后取样化验，控制酸溶铝0.10-0.20％，同时钢包渣呈墨绿色玻璃体。成分合格后调整温度，上台浇铸。

根据钢种性能及耐腐蚀性要求，通过Si、Mn、Cu、Ni、Mo等合金成分设计，使其满足HRB500cE的机械性能及耐腐蚀性能。通过研究各合金的特性，将Cu、Ni、Mo等惰性金属加入炉内冶炼，使其提前进入钢水中，解决出钢过程温降过大的问题。打破优特钢必须过精炼的思维，采用转炉“一罐到底”生产工艺。

为保证HRB500cE的机械性能及耐腐蚀性能，通过对钢中各成分的不同作用以及对生产的影响进行研究，HRB500cE的熔炼成分按照重量份包括：碳0.06-0.15份、硅0.30-0.45份、锰0.80-1.0份、磷≤0.03份、硫≤0.03份、铜0.3-0.6份、钼0.2-0.3份、铬1.0-1.2份、镍0.60-0.80份、铝0.020-0.040份；其目标为，碳0.09份、硅0.40份、锰0.95份、磷≤0.02份、硫≤0.02份、铜0.50份、钼0.25份、铬1.1份、镍0.707份、铝0.030份。

为防止浇铸过程中因吸氧造成钢水二次氧化生产高熔点三氧化二铝及氧化铬堵塞水口，在浇铸时采用全保护浇铸控制。大包长水口采用带氩封铝碳质套管，中包使用耐腐蚀钢专用覆盖剂，保证全程黑液面浇铸；保护渣使用耐腐蚀钢专用保护渣，勤加、少加，确保保护渣起到良好的覆盖及润滑效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，包括：

步骤S1，中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行初步冶炼，在正式冶炼开始前进行测试且在测试过程中根据初步冶炼完成后钢筋的实际温降判定是否调节耐海水腐蚀钢筋中金属的含量；

步骤S2，当所述中控单元判定单种惰性金属含量高于预设标准并需要计算初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第一预设温降的差值△Ta和初步冶炼完成后的钢筋的实际温降与第二预设温降的差值△Tb时，中控单元分别根据△Ta与预设温降差值的对比结果以及△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值；

步骤S3，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中镍和钼的含量进行进一步调节；当中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对耐海水腐蚀钢筋中铜和钼的含量进行调节，当中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果将耐海水腐蚀钢筋中的铜和镍的含量调节至对应值；

步骤S4，当所述中控单元在调节所述耐海水腐蚀钢筋中金属含量的过程中检测到耐海水腐蚀钢筋中出现局部腐蚀时，中控单元根据该局部腐蚀的面积判断耐海水腐蚀钢筋中铜元素含量和镍元素含量，当中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据耐海水腐蚀钢筋的腐蚀速率判定是否调整耐海水腐蚀钢筋中各元素含量，当中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率判定是否将吹氩过程中的吹氩气量调节至对应值；

步骤S5，当所述中控单元根据各预估金属含量以及检测参数完成对于冶炼过程中耐海水腐蚀钢筋的不同金属添加量以及吹氩气量的调节时，中控单元判定耐海水腐蚀钢筋的冶炼完成；

在所述步骤S1中，当所述中控单元对耐海水腐蚀钢筋进行测试时，中控单元根据初步冶炼完成后的钢筋的实际温降T判定是否调节金属含量，中控单元设有第一预设温降T1和第二预设温降T2，其中T1＜T2，

若T≤T1，所述中控单元判定初步冶炼完成后的钢筋在单位时间内的温降符合标准并不对耐海水腐蚀钢筋中各金属的含量进行调节；

若T1＜T≤T2，所述中控单元判定单种惰性金属含量过高、计算T与T1的差值△Ta并根据△Ta与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Ta＝T-T1；

若T＞T2，所述中控单元判定多种惰性金属含量过高、计算T与T2的差值△Tb并根据△Tb与预设温降差值的对比结果将对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值，设定△Tb＝T-T2。

2.根据权利要求1所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元判定单种惰性金属含量过高需要计算△Ta时，中控单元根据△Ta调节对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有预设第一温降差值△Ta1、预设第二温降差值△Ta2、预设第一单个金属含量调节系数α1、预设第二单个金属含量调节系数α2和预设第三单个金属含量调节系数α3，其中，△Ta1＜△Ta2，0＜α3＜α2＜α1＜1，

若△Ta≤△Ta1，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中铜的添加量并使用预设第一金属含量调节系数α1对该添加量进行调节；

若△Ta1＜△Ta≤△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量并使用预设第二金属含量调节系数α2对该添加量进行调节；

若△Ta＞△Ta2，所述中控单元判定需要调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量并使用预设第三金属含量调节系数α3对该添加量进行调节；

当所述中控单元判定使用αi针对所述耐海水腐蚀钢筋中对应金属含量进行初步调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H’，设定H’＝H×αi，其中，H为耐海水腐蚀钢筋中对应种类金属的初始含量；

当所述中控单元完成单种惰性金属含量过高情况下对于对应种类的惰性金属的添加量的调节时，在多种惰性金属含量过高时，中控单元根据△Tb与预设温降的差值的对比结果将耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量调节至对应值。

3.根据权利要求2所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元判定多种惰性金属含量过高需要计算△Tb时，中控单元根据△Tb调节耐海水腐蚀钢筋中对应种类的惰性金属的添加量，中控单元设有第一预设第二温降差值△Tb1、第二预设第二温降差值△Tb2、第一预设金属含量调节系数e1、第二预设金属含量调节系数e2和第三预设金属含量调节系数e3，其中，0＜△Tb1＜△Tb2，0＜e2＜e3＜1＜e1，

若△Ta≤△Tb1，所述中控单元判定使用第一预设金属含量调节系数e1调节耐海水腐蚀钢筋中镍的铜添加量；

若△Tb1＜△Ta≤△Tb2，所述中控单元判定使用第二预设金属含量调节系数e2调节耐海水腐蚀钢筋中镍的添加量；

若△Ta＞△Tb2，所述中控单元判定使用第三预设金属含量调节系数e3调节耐海水腐蚀钢筋中钼的添加量；

当所述中控单元判定使用ei针对所述金属含量进行二次调节时，设定i＝1，2，3，调节后的金属含量记为H”，设定H”＝H’×ei，其中，H’为初步调节后的金属含量，中控单元根据△Tb完成对应种类的惰性金属的添加量的调节时，中控单元根据铜含量Ba将镍和钼的含量调节至对应值。

4.根据权利要求3所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元判定需要调节铜的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的铜含量并根据预估结果对镍和钼的含量进行调节，中控单元设有预设铜重量百分比Ba0、第一预设铜重量百分比Ba1、第二预设铜重量百分比Ba2、第一预设元素调节系数β1和第二预设元素调节系数β2，其中，Ba1＜Ba2，0＜β1＜β2＜1；

若Ba≥Ba0，所述中控单元判定将铜含量调节至Ba0；

若Ba＜Ba0，所述中控单元判定实际铜含量不符合预设要求并计算实际铜含量与预设铜含量的差值△Ba并根据△Ba调节镍或钼的含量，

当△Ba≤△Ba1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节镍的含量，

当△Ba1＜△Ba≤△Ba2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数β2调节镍的含量，

当△Ba＞△Ba2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数β1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用βi针对所述镍和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的镍的金属含量记为N’，设定N’＝N×βi，其中，N为镍的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M’，设定M’＝M×βi，其中，M为钼的初始金属含量。

5.根据权利要求3所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元判定需要调节镍的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的镍含量并根据预估结果对铜和钼的金属含量进行调节，所述中控单元设有预设镍重量百分比Bb0、第一预设镍重量百分比Bb1、第二预设镍重量百分比Bb2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数r2，其中，Bb1＜Bb2，0＜r1＜r2＜1；

若Bb＜Bb0，所述中控单元判定实际钼含量不符合预设要求、计算镍含量差值△Bb并根据△Bb调节钼或铜的含量；

若Bb≥Bb0，所述中控单元判定实际钼含量符合预设要求并将镍含量调节至Bb，

当△Bb≤△Bb1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节铜的含量；

当△Bb1＜△Bb≤△Bb2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数r2调节铜的含量；

当△Bb＞△Bb2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数r1调节钼的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O’，设定O’＝O×ri，其中，O为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

6.根据权利要求3所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元判定需要调节钼的添加量时，中控单元初步预估添加后的耐海水腐蚀钢筋中的钼含量并根据预估结果对铜和镍的金属含量进行调节，中控单元设有预设钼重量百分比Bc0、第一预设钼重量百分比Bc1、第二预设钼重量百分比Bc2、第一预设元素调节系数r1以及第二预设元素调节系数c2，其中，Bc1＜Bc2，0＜c1＜c2＜1；

若Bc＜Bc0，所述中控单元判定实际海水腐蚀钢筋中的钼含量不符合预设要求并计算钼含量差值△Bc并根据△Bc调节钼或铜；

若Bc≥Bc0，所述中控单元判定将钼含量调节至Bc0，

当△Bc≤△Bc1时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节铜的含量；

当△Bc1＜△Bc≤△Bc2时，所述中控单元使用第二预设元素调节系数c2调节铜的含量；

当△Bc＞△Bc2时，所述中控单元使用第一预设元素调节系数c1调节镍的含量；

当所述中控单元判定使用ri针对所述铜和钼的金属含量进行调节时，设定i＝1，2，3，调节后的铜的金属含量记为O”，设定O”＝O’×ci，其中，O’为铜的初始金属含量；调节后的钼的金属含量记为M”，设定M”＝M’×ri，其中，M’为钼的初始金属含量。

7.根据权利要求2所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元在调节过程中检测到出现局部腐蚀时，中控单元根据局部腐蚀面积A与预设硫化物局部腐蚀面积A0的对比结果判断铜元素含量和镍元素含量，中控单元设有预设硫化物局部腐蚀面积A0，

若A≤A0，所述中控单元判定铜元素添加量合格或镍元素添加量大于3％并不发出添加量不足警报；

若A＞A0，所述中控单元判定铜添加量大于或少于0.3-0.5wt％,或镍含量低于3％并发出金属元素添加量不足警报。

8.根据权利要求7所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元对初步试验后的钢筋进行检测时，中控单元根据腐蚀速率S判定是否调整各元素含量，中控单元设有预设钼含量Z0、第一预设腐蚀速率S1和第二预设腐蚀速率S2、预设第一钼含量调节系数g1以及预设第二钼含量调节系数g2，其中0＜S1＜S2，1＜g1＜g2，

若S≤S1，所述中控单元判定实际腐蚀速率符合预设要求并不对钼的含量进行调整；

若S1＜S≤S2，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第一钼含量调节系数g1对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z1＝Z0×g1；

若S＞S0，所述中控单元判定实际腐蚀速率不符合预设要求并使用第二钼含量调节系数g2对钼的含量Z进行调节，调节后的钼的含量记为Z2＝Z0×g2。

9.根据权利要求1所述的HRB500cE耐海水腐蚀钢筋的转炉冶炼工艺，其特征在于，当所述中控单元对钢水进行吹氩时，中控单元根据杂物上浮率Z判定是否修改吹氩气量或吹氩时长，中控单元设有预设杂物上浮率Z0、预设吹氩气量M0以及预设吹氩气量调节系数γ，

若Z＜Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并使用γ调节吹氩气量M，调节后的吹氩气量记为M1，设定M1＝M0×γ；

若Z≥Z0，所述中控单元判定杂物上浮率不符合预设标准并停止吹氩。

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