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联鑫钢铁完成的“建筑用高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用”达到国际先进水平

发布日期:2021-01-13 关注次数: 101 分享到:
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2021年1月4日,由钢研晟华科技股份有限公司、盐城市联鑫钢铁有限公司、广西盛隆冶金有限公司、阳春新钢铁有限责任公司和北京科技大学共同完成的“建筑用高强度耐腐蚀及耐火钢筋系列关键工艺技术开发及工程应用”项目科技成果评价会在北京召开。

近年来,我国建筑用热轧带肋钢筋对质量的要求越来越高,在注重提高钢筋强度和塑韧性的同时,也更加注重钢筋的功能化。热轧带肋钢筋是混凝土结构的骨架材料,在结构中承载着各种应力,还在一定的腐蚀环境下使用或超高建筑中使用,因此不仅要求钢筋具有较高的强度和工艺性能,而且在一定的使用场合下还要求具有较高的功能性,如耐蚀性能、耐火性能等。

虽然混凝土对钢筋具有保护作用,但在实际应用过程中,特别是在苛刻的腐蚀(如海洋)环境中,钢筋将受到严重腐蚀,影响了钢筋混凝土的握裹力,大幅度降低结构的使用寿命。交通部等单位曾对华南地区码头调查的结果,有80%以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏,出现破坏的码头有的距建成的时间仅5~10年,造成严重经济损失。另外,根据标准火灾时间温度曲线,火灾发生后30分钟温度可达到800℃,60分钟可接近1000℃,由于普通20MnSi系钢筋在温度达到600℃时,屈服强度明显下降,不到室温状态下屈服强度的1/2(约为40%左右),因此,普通20MnSi钢筋不具有耐火特性,使得普通钢筋混凝土结构建筑在火灾面前容易出现灾难性后果。因此耐腐蚀、耐火功能性钢筋产品的开发已迫在眉睫。

为了解决钢筋腐蚀问题,国内外陆续出现了镀锌钢筋、环氧涂层钢筋、阴极保护法、阻锈剂等防腐技术,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确定性等缺点。

针对钢筋混凝土结构在腐蚀环境中发生锈蚀破坏以及在火灾发生环境下的高温失效的问题,项目研发单位耕耘了近10年,开发出低成本高强度耐蚀钢筋和耐火钢筋生产工艺,批量生产出耐蚀钢筋和耐火钢筋系列产品。

评价委员会审阅了评价材料,听取了汇报,经质疑和认真讨论,认为该项技术成果总体达到了国际先进水平。

项目创新点如下:

1、 提出了基于海砂矿、红土镍矿、铜渣等廉价资源利用的低合金制备、添加、成分及组织性能控制的低成本生产耐腐蚀钢筋、耐火钢筋工艺技术路线。通过配矿直接还原-熔分工艺制备含镍铬钒钛(铜)低合金生铁,在钢包合金化过程中代替镍铁、铬铁、钒氮合金或钒铁及金属铜等高价合金作为添加料,大幅降低合金化成本,本工艺Cr、V等合金元素的收得率达到95%以上,有价元素利用率大幅提高;

2、开发的耐蚀钢筋相较同级别的钢筋,Mn的含量降低了0.2%~0.3%,其耐蚀性能优于 标准要求。开发的耐火钢筋在满足 标准要求的同时,Mo含量降低了0.15%~0.25%。通过控制轧后冷却速度实现组织性能优化,提高了耐火钢筋的高温性能,并具有良好的耐蚀性;

3、根据加热及控冷条件对力学性能和金相组织构成及形态的影响规律和机理,制定了差异化的轧制工艺, 控制金相组织,保证了钢筋性能;

4、根据钢筋强度和应用环境的需求,形成了400MPa~600MPa级别含铜磷系耐大气腐蚀钢筋、含镍铬系耐氯离子腐蚀钢筋、含铜镍铬系耐大气及氯离子腐蚀钢筋,以及300MPa~500MPa级别低钼系耐火钢筋、含镍铬低钼系耐腐蚀耐火钢筋在内的完善的产品体系。

该成果已获得授权专利31项(其中发明专利25项,实用新型6项),牵头制定和参与制定 标准3项、广西地方标准1项、团体标准1项,发表论文16篇。产品已经在国内沿海城市建设工程项目中广泛应用,填补了国内耐蚀钢筋和耐火钢筋领域的空白,经济效益和社会效益显著。



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