【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐蚀钢筋，具体涉及一种稀土改性高强度耐蚀钢筋及其制备方法。
技术介绍
1、每年因钢筋混凝土结构腐蚀造成的维修、加固和更换腐蚀构件的费用约占建筑物总造价的3%~5%。在沿海地区，这一比例更高，可达10%以上。以桥梁工程为例，腐蚀导致的维修费用占桥梁全寿命周期成本的27%~32%。此外，因腐蚀引起的结构安全事故、使用功能丧失等间接经济损失更是难以估量。特别是在海洋工程、核电站等重大工程中，一旦发生钢筋腐蚀失效，不仅造成巨额维修费用，还可能引发连锁反应，导致工程延期、停产整改等严重后果，凸显了开发高性能耐蚀钢筋的重要性和紧迫性。
2、统计表明，钢筋腐蚀导致的钢筋混凝土结构失效事故占比高达50%以上，其中非金属夹杂物引发的局部腐蚀和应力腐蚀问题尤为显著，这不仅影响钢筋的强度和粘结性能，更危及整个结构的承载能力和使用寿命，造成巨大的经济损失。因此，亟需从材料设计、夹杂物控制与改性、耐蚀性能优化等方面开展系统研究，以期通过低成本高效率的技术手段，研发新型耐蚀钢筋，满足绿色化、安全性和长寿命等工程建设要求。
3、现有技术中，钢筋通常面临以下问题：
4、耐蚀性不足：钢筋在复杂环境中，尤其是湿热、大气和海水环境中，易受到腐蚀，导致结构性能衰退，缩短使用寿命。现有钢材中耐蚀性元素（如cr）的优化尚不充分，钢筋的钝化膜在恶劣环境中的稳定性较差，易发生点蚀和其他形式的腐蚀。
5、强度与塑性难以平衡：为了提高钢筋的强度，通常采用增加碳含量或合金元素含量的方式，但这会导致材料的塑性和韧性下降，影
6、夹杂物和晶粒细化效果有限：钢中的夹杂物和粗大晶粒往往导致力学性能不均匀，降低钢的综合性能。现有方法对夹杂物的控制和细化晶粒的效果有限，难以显著提高材料的强度和耐蚀性。
7、为了克服上述技术问题，本专利技术提出通过添加稀土元素和铬元素，优化钢材的合金成分，并采用多重强化机制来提升钢筋性能。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有钢筋材料在强度和耐蚀性方面的不足，提出了一种稀土改性高强度耐蚀钢筋及其制备方法，通过多重强化机制提升钢筋性能。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种稀土改性高强度耐蚀钢筋，包括以下质量百分含量的组分：
4、c：0.07wt%~0.10wt%，si：0.30wt%～0.55wt%，mn：1.25wt%～1.36wt%，cr：1.05wt%～1.65wt%，p≤0.035wt%，s≤0.035wt%，复合稀土合金0.008wt%-0.010wt%，余量为fe及不可避免杂质；
5、所述复合稀土合金包括以下质量百分含量的组分：re: 70～82wt%，al: 7～12wt%，si: 5～8wt%，ca: 6～10wt%；
6、所述复合稀土合金中的re成分包括以下质量百分比的组分：45wt%~55wt% ce，25wt%~30wt% la，15wt%~30wt% y；
7、所述fe由铁矿石和废钢组成，其中铁矿石占fe总质量的20~55wt%，剩余为废钢。
8、本专利技术在钢筋中添加了钇（y），钇的添加可以改善钢筋的强度和硬度，增强其承载能力。钇具有良好的耐腐蚀性，添加钇可以提高钢筋在湿润或腐蚀性环境中的耐久性，延长使用寿命。钇的化合物具有良好的抗氧化性，这有助于减少钢筋在高温环境下的氧化损伤。钇的添加可以改善钢筋的韧性，降低脆性，提高材料在动态载荷下的表现。钇可以改善钢材的焊接性能，减少焊接过程中的裂纹和缺陷，使得焊接接头更加牢固。在高温条件下，钇的存在可以提高钢筋的稳定性和强度，适用于高温应用的结构。
9、在钢筋中添加的铈（ce）能细化晶粒，优化夹杂物形态，从而提升钢的塑性和韧性。铈还可在钢表面形成致密的保护膜，显著提高钢在高温和酸性环境中的耐蚀性能。
10、镧（la）可以抑制晶粒长大，在钢筋中添加镧使组织更加均匀，有助于提升钢的综合性能。镧也能改善夹杂物形态，从而提升塑性和韧性，同时形成保护膜增强耐蚀性，特别是在酸性和海水环境中表现出色。
11、本专利技术还提供一种稀土改性高强度耐蚀钢筋的制备方法，包括以下步骤，
12、s1、冶炼过程：将原料按质量百分比混合；采用电炉对所述原料进行冶炼，冶炼过程中进行供氧并加入造渣剂；在开始出钢时加入复合脱氧剂；偏心炉底无渣时出钢，随后进行合金化处理；当出钢量达到钢液总质量的1/5时，开始加入复合稀土合金，在出钢量达到钢液总质量的2/3时，所有复合稀土合金加入完毕；控制出钢时的钢液温度为1630~1650℃，钢液中碳含量为0.07wt%~0.10wt%，磷含量≤0.030wt%；
13、s2、精炼与还原：采用lf炉精炼，炉渣二元碱度cao/sio2比为3.5~5.0，渣中t.fe≤0.5wt%；lf炉出钢温度为1650℃~1690℃，终点钢水中硫含量为0.002wt%~0.004wt%，氧含量为0.003wt%~0.005wt%；
14、s3、连铸：采用连浇炉将熔融金属浇注到连续的铸造模具中，采用弧形方坯连铸机生产钢坯；
15、s4、加热处理：采用步进式加热炉对连铸坯进行三段加热，第一段加热温度低于第二段，第二段加热温度低于第三段；以及
16、s5、轧制工艺。
17、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
18、进一步地，步骤s5中，开轧温度1050~1200℃，采用6道次轧制，前四道次轧制变形量>40%，终轧温度980~1150℃，轧制完成后将轧制钢筋空冷。
19、进一步地，所述造渣剂的主要成分为石灰和轻烧白云石，或/和所述复合脱氧剂的主要成分为复合稀土合金和钙铝合金。
20、进一步地，所述钙铝合金包括金属钙粉、金属铝粉和芯料，金属钙粉占钙铝合金重量百分比55wt%-65wt%，金属铝粉占芯料重量百分比45wt%-35wt%。
21、进一步地，步骤s2中，在lf精炼时，对lf炉底部吹入氩气，氩气流量12~20nl/min，吹入时间10~18分钟。
22、进一步地，步骤s3中，浇注过程过热度为1632℃，或/和连铸拉速控制为2.0~2.6m/min。
23、进一步地，步骤s3中，采用氩封保护浇注技术，配合吹氩工艺，氩气流量7~22nl/min。
24、进一步地，步骤s3中，连浇炉温度为1570~1620℃，或/和连浇炉采用电磁搅拌及结晶器液面自动控制。
25、进一步地，所述结晶器水流量控制为135~150m3/h；或/和采用二冷动态配水、气雾冷却工艺，二冷区足辊水量为14~16m3/h，一辊水量为9.5~11m3/h，二辊水量为17.5~19m3/h，三辊水量为4~6m3/h。
26、进一步地，步骤s4中，第一段加热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土改性高强度耐蚀钢筋，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：
2.根据权利要求1所述的一种稀土改性高强度耐蚀钢筋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，开轧温度1050~1200℃，采用6道次轧制，前四道次轧制变形量>40wt%，终轧温度980~1150℃，轧制完成后将轧制钢筋空冷。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述造渣剂的主要成分为石灰和轻烧白云石，或/和所述复合脱氧剂的主要成分为复合稀土合金和钙铝合金。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钙铝合金包括金属钙粉、金属铝粉和芯料，金属钙粉占钙铝合金重量百分比55wt%-65wt%，金属铝粉占芯料重量百分比45wt%-35wt%。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在LF精炼时，对LF炉底部吹入氩气，氩气流量12~20NL/min，吹入时间10~18分钟。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，浇注过程过热度为
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，采用氩封保护浇注技术，配合吹氩工艺，氩气流量7~22NL/min。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，连浇炉温度为1570~1620℃，或/和连浇炉采用电磁搅拌及结晶器液面自动控制。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土改性高强度耐蚀钢筋，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：
2.根据权利要求1所述的一种稀土改性高强度耐蚀钢筋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中，开轧温度1050~1200℃，采用6道次轧制，前四道次轧制变形量>40wt%，终轧温度980~1150℃，轧制完成后将轧制钢筋空冷。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述造渣剂的主要成分为石灰和轻烧白云石，或/和所述复合脱氧剂的主要成分为复合稀土合金和钙铝合金。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钙铝合金包括金属钙粉、金属铝粉和芯料，金属钙粉占钙铝合金重量百分比5...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢庆敏，彭志贤，陈浩，刘小龙，刘静，孙益斌，罗文，
申请(专利权)人：广东金晟兰冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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