CN210765506U - 热轧钢筋在线烤蓝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热轧钢筋在线烤蓝装置。所述热轧钢筋在线烤蓝装置包括热轧机、位于所述热轧机出料端且沿热轧钢筋输送方向依次设置的第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置喷射的液体作用于热轧钢筋表面。本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，能在热轧钢筋表面快速生成一层致密的Fe₃O₄保护层，从而起到防止钢筋腐蚀的效果。

Description

热轧钢筋在线烤蓝装置

技术领域

本实用新型涉及钢筋防锈处理技术领域，具体涉及以一种热轧钢筋在线烤蓝装置。

背景技术

建筑用钢筋长期摆放在露天的大气环境中，不可避免地会产生红色锈斑。众所周知，钢筋锈蚀不仅影响钢筋的力学性能，还影响钢筋与混凝土的粘接力、混凝土构件的承载力和耐久性等性能。特别是对于处在环境条件恶劣，空气湿度大，和有害物质侵袭中的建筑物，以及水工建筑物来说，外界条件造成的钢筋锈蚀更加严重，结构物很容易失效甚至破坏。而且钢筋一旦锈蚀，一般不可能被替换。

长期以来，锈蚀后的钢筋对混凝土构件的影响一直被工程界和钢筋生产厂家所重视。而目前生产的涂镀金属和涂覆有机涂料的耐蚀钢筋，有着较好的耐蚀性能，但因成本较高，只有少量的特殊建筑物才能使用，而绝大部分建筑物使用的仍是没有经过特别防锈处理的普通热轧钢筋。钢筋生产厂家和建筑商都希望在使用前钢筋不生锈，但是摆放在建筑工地上的钢筋，是避免不了风吹、雨淋、日晒的，因而钢筋锈蚀现象较为严重。另外一些重要工程还要在混凝土中加入缓蚀剂以防止混凝土中的钢筋生锈，无疑又增加了工程造价。

鉴于此，有必要提供一种钢筋防锈处理工艺解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种热轧钢筋在线烤蓝装置，能在热轧钢筋表面快速生成一层致密的Fe₃O₄保护层，从而起到防止钢筋腐蚀的效果。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：

一种热轧钢筋在线烤蓝装置，包括热轧机、位于所述热轧机出料端且沿热轧钢筋输送方向依次设置的第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置喷射的液体作用于热轧钢筋表面。

进一步地，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置分别设置为两组，且对称分布于热轧钢筋的相对两侧。

进一步地，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置的喷射液倾斜喷射至热扎钢筋表面，且第一烤蓝液喷淋装置的喷射液喷射至所述热轧机的轧辊缝出口处。

进一步地，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置的喷射液喷射方向与热轧钢筋的夹角为30-60°。

进一步地，所述第一烤蓝液喷淋装置与第二烤蓝液喷淋装置的间距为 20-100cm，所述第二烤蓝液喷淋装置与水洗喷淋装置的间距为20-100cm。

进一步地，还包括烤蓝液回收装置和喷淋水回收装置，所述烤蓝液回收装置用于回收所述第一烤蓝液喷淋装置和第二烤蓝液喷淋装置喷射的烤蓝液，所述喷淋水回收装置用于回收所述水洗喷淋装置喷射的喷淋水。

进一步地，所述烤蓝液回收装置包括第一收集槽，所述喷淋水回收装置包括第二收集槽，所述第一收集槽和第二收集槽不连通。

进一步地，所述第一收集槽和第二收集槽呈锥形。

与现有技术相比，本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，有益效果在于：

一、本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，在热轧机的出料端依次设置第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置，使热轧钢筋由热轧机输出后，依次进行酸性烤蓝液喷淋和水洗喷淋工艺，冷却热轧钢筋的同时，烤蓝液与热轧钢筋的铁原子接触，并快速反应，在其表面形成Fe₃O₄保护层，从而起到防止热轧钢筋腐蚀的效果；同时，当热轧钢筋冷却到450-600℃后，表面晶相结构空隙内部的Fe原子与氧气反应，生成Fe₃O₄，强化了热轧钢筋表面氧化层中Fe₃O₄保护层的致密性和厚度，使热轧钢筋具有较好的防锈防腐性能。在大气环境下，经数月以上的风吹、雨淋和日晒都不会产生锈蚀。

二、本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，设置有烤蓝液回收装置和喷淋水回收装置，将第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋液装置喷淋的液体进行回收，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，使热轧钢筋经热轧机输出后，依次进行烤蓝液喷淋工艺和水洗喷淋工艺，从而使热轧钢筋表面快速形成一层 Fe₃O₄保护层。需要说明的是，烤蓝喷淋工艺中所用的烤蓝液可以为酸性烤蓝液，也可以为碱性烤蓝液。

其中，酸性烤蓝液由H₃PO₄、Ca(NO₃)₂、MnO₂溶于H₂O制备得到，烤蓝液中H₃PO₄、 Ca(NO₃)₂、MnO₂的质量浓度分别为3-18g/L、60-150g/L、8-20g/L。

碱性烤蓝液由NaOH、NaNO₃、NaNO₂溶于H₂O制备得到，其中NaOH、NaNO₃、 NaNO₂的质量浓度分别为0.3-0.7g/ml、0.05-0.2g/ml、0.01-0.1g/ml。

烤蓝喷淋工艺的反应方程式如下：

3Fe+4H₂0＝Fe₃O₄+4H₂↑

原理为：热轧钢筋经热轧工艺后，表面温度较高，可达700-900℃，钢筋表面的铁原子活性较高，与烤蓝液接触后能快速反应，在热轧钢筋表面生成一层 Fe₃O₄保护层。

本实用新型中，所用烤蓝液温度为5-50℃，不需要进行加热处理，喷淋后的烤蓝液可进行回收再利用。

水洗喷淋工艺的作用在于清洗热轧钢筋表面的烤蓝液，并对热轧钢筋进行降温处理。

请参阅图1，是本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置的结构示意图。热轧钢筋在线烤蓝装置100包括热轧机11、位于热轧机11出料端且沿热轧钢筋 10输送方向依次设置的第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋装置14，第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋装置14喷射的液体作用于热轧钢筋表面。

附图1中，热轧机11只表示出了轧辊111，其他部分属于现有技术的结构，因此在附图中省略。

优选地，第一烤蓝喷淋装置12、第二烤蓝喷淋装置13和水洗喷淋装置14 分别为两组，且对称分布于热轧钢筋10的相对两侧，使喷射的烤蓝液、水洗喷淋液分别在对应位置均匀覆盖热轧钢筋10的表面，从而保证热轧钢筋10表面的烤蓝效果全面、有效。

本实用新型中，第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋装置14的喷射液倾斜喷射至热轧钢筋10表面，即第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋装置14的喷射液的喷射路径与热轧钢筋10 呈锐角，夹角范围为30°-60°，可保证喷射液与热轧钢筋10表面的有效接触面积，提高烤蓝效率；且本实用新型中，第一烤蓝液喷淋装置12的喷射液喷射至热轧机轧辊111的辊缝出口处，使热轧钢筋完成热轧后立刻进行烤蓝工艺，减少钢筋与空气的接触，使在热轧钢筋10表面形成的氧化膜中FeO的量减小， Fe₃O₄的量增加，进而可提高烤蓝效果，提高钢筋的防锈防腐蚀能力。

需要说明的是，第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋装置14均包含储液池、与储液池连接的喷射泵、与喷射泵出口连接的喷射管、及设于喷射管端部的喷头。具体喷淋装置的结构采用现有技术的设计，因此在说明书中不做详细阐述。

优选的，第一烤蓝喷淋装置12与第二烤蓝液喷淋装置13的间距为 20-100cm，第二烤蓝液喷淋装置13与水洗喷淋装置14的间距为20-100cm，具体根据每组喷淋装置的喷射角度、所能达到的喷射范围等因素确定，使各工艺的喷射液能相互衔接。

本实用新型中，第一烤蓝液喷淋装置12、第二烤蓝液喷淋装置13和水洗喷淋14的喷淋压力为0.1-0.4Mpa，具体根据生产情况调整。

需要说明的是，第一烤蓝液喷淋装置12与第二烤蓝液喷淋装置13所用的烤蓝液同时为碱性烤蓝液或同时为酸性烤蓝液，但两者所用烤蓝液的浓度可相同，也可不同。

本实用新型中，经水洗喷淋工艺后，热轧钢筋的温度冷却至450-600℃，该温度条件下，钢筋表面晶相结构空隙内部的Fe原子与氧气反应，生成Fe₃O₄，强化了热轧钢筋表面氧化层中Fe₃O₄保护层的致密性和厚度，使热轧钢筋具有较好的防锈防腐性能。反应原理如下：

3Fe+2O₂＝Fe₃O₄

形成的Fe₃O₄保护层厚度为8-40μm，具体厚度根据钢筋的使用条件等因素调整。需要说明的是，生产中，在热轧钢筋的表面，形成一层氧化膜，其厚度为10-50um；而本实用新型烤蓝工艺形成的防锈层(Fe₃O₄保护层)属于氧化膜的表层，在Fe₃O₄保护层内还有一层FeO层，且通过本实用新型的烤蓝工艺，获得的Fe₃O₄保护层的厚度大于氧化膜总厚度的60％。因此，通过本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，制备得到的热轧钢筋具有较优的防锈能力。

为了降低成本，本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置100还包括烤蓝液回收装置15和喷淋水回收装置16，其中烤蓝液回收装置15用于回收所述第一烤蓝液喷淋装置12和第二烤蓝液喷淋装置13喷射的烤蓝液，喷淋水回收装置16用于回收水洗喷淋装置喷射14的喷淋水。

具体的，烤蓝液回收装置15包括第一收集槽151，喷淋水回收装置16包括第二收集槽161，且第一收集槽151和第二收集槽161不连通，从而使烤蓝液与喷淋水不能混合。当第一烤蓝液喷淋装置12和第二烤蓝液喷淋装置13所用的烤蓝液浓度不相同时，采用分开收集烤蓝液的方式进行回收。附图1中，只表示了一个第一收集槽结构，即表示第一烤蓝液喷淋装置12和第二烤蓝液喷淋装置13所用的烤蓝液浓度相同；对于不同的结构，即第一烤蓝液喷淋装置12和第二烤蓝液喷淋装置13分别设置一个收集槽的结构在附图中没有表示，且当两者分别对应设置收集槽时，需要满足两个收集槽不连通的条件。

优选地，第一收集槽15和第二收集槽16呈锥形，可便于喷射液下落并收集，提高喷淋液的收集效率。

为了进一步说明本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置的优势，以酸性烤蓝液为例，将本实用新型的烤蓝工艺获得的钢筋与传统烤蓝工艺获得的钢筋进行防锈能力比较。

需要说明的是，传统烤蓝工艺为：将烤蓝溶液加热到100℃左右，然后将钢筋放入高温的烤蓝溶液中保温40-50min。

1、雨季的大气暴露试验

选择雨季时节，将采用本实用新型烤蓝工艺获得的钢筋与传统烤蓝工艺的钢筋同时放在有遮盖的敞开式暴露棚下，进行不直接受太阳辐射和雨淋作用的静态半封闭暴露，测试结果如下：

	测试结果
		本实用新型烤蓝工艺的钢筋	暴露180天后开始出现轻微锈蚀
传统烤蓝工艺的钢筋	暴露110天后开始出现轻微锈蚀

2、中性盐雾试验(NSS试验)

将采用本实用新型烤蓝工艺获得的钢筋与传统烤蓝工艺的钢筋同时放在盐雾试验箱中，进行中性盐雾试验(NSS试验)。

试验条件：采用5％的氯化钠盐水溶液，溶液pH值调在中性范围(6～7)作为喷雾用的溶液；试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1-2ml/80cm²·h之间。测试结果如下：

	测试结果
		本实用新型烤蓝工艺的钢筋	12小时后开始出现轻微锈蚀
传统烤蓝工艺的钢筋	7.5小时后开始出现轻微锈蚀

由上述防腐蚀性能测试结果可以看出，本实用新型提供的热轧钢筋在线烤蓝装置，应用于烤蓝工艺中，由于在钢筋表面形成了一层致密的且厚度较厚的 Fe₃O₄保护层(厚度约为传统烤蓝方法的2倍以上)，使钢筋具有较优的防锈防腐蚀能力，其防锈防腐蚀的技术效果优于采用传统烤蓝工艺制备得到的钢筋。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，包括热轧机、位于所述热轧机出料端且沿热轧钢筋输送方向依次设置的第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置喷射的液体作用于热轧钢筋表面。

2.根据权利要求1所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置分别设置为两组，且对称分布于热轧钢筋的相对两侧。

3.根据权利要求1所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置的喷射液倾斜喷射至热扎钢筋表面，且第一烤蓝液喷淋装置的喷射液喷射至所述热轧机的轧辊缝出口处。

4.根据权利要求3所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述第一烤蓝液喷淋装置、第二烤蓝液喷淋装置和水洗喷淋装置的喷射液喷射方向与热轧钢筋的夹角为30-60°。

5.根据权利要求1所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述第一烤蓝液喷淋装置与第二烤蓝液喷淋装置的间距为20-100cm，所述第二烤蓝液喷淋装置与水洗喷淋装置的间距为20-100cm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，还包括烤蓝液回收装置和喷淋水回收装置，所述烤蓝液回收装置用于回收所述第一烤蓝液喷淋装置和第二烤蓝液喷淋装置喷射的烤蓝液，所述喷淋水回收装置用于回收所述水洗喷淋装置喷射的喷淋水。

7.根据权利要求6所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述烤蓝液回收装置包括第一收集槽，所述喷淋水回收装置包括第二收集槽，所述第一收集槽和第二收集槽不连通。

8.根据权利要求7所述的热轧钢筋在线烤蓝装置，其特征在于，所述第一收集槽和第二收集槽呈锥形。

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