[发明专利]一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋及其制备方法

权利要求书

1.一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，按重量份数计，主要包括100～200份生铁，50～100份石灰，25～60份白云石，2～8份菱镁球造渣，40～100份复合合金，2～8份脱氧剂，1～4份钢水覆盖剂；

所述一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋由以下方法制得：

(1)将生铁及铁水按质量比1:18～1:19加入转炉中，升温至1480～1520℃，保温30～40min后，吹炼，吹炼时加入石灰，白云石和菱镁球造渣，出钢温度为1670～1680℃，出钢至钢包中的钢水量为1/4时，加入生铁质量0.02～0.04倍的脱氧剂和生铁质量0.4～0.5倍的复合合金；出钢后，吹氮处理8～10min，氮气流量为15～20NL/min，然后加入生铁质量0.01～0.02倍的钢水覆盖剂，浇筑得150mm×150mm的钢坯；

(2)将钢坯送入1050～1100℃的加热炉中，加热80～100min后，轧制得钢筋；

(3)将钢筋置于高频电脉冲沉积设备中，钢筋两边连接频率为12～13MHz的射频电压，沉积15～20min得含锌钢筋；

(4)将含锌钢筋用无水乙醇于45℃、25～30kHz下超声洗涤15～19min，再用去离子水洗涤2～3次后，以含锌钢筋为阴极，以铂片电极为阳极，电沉积150～200s后，用去离子水洗涤7～10次，室温干燥1～2h后，脉冲离子束辐照5～9次得钒氮合金制备的高强度耐腐蚀钢筋。

2.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述复合合金为硅锰合金，硅铁，钒氮合金，铬锆铜合金或钼铁合金的一种或多种混合。

3.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，所述脱氧剂为硅铝钡钙铁，铝锰铁，钢芯铝，电石和碳化硅的一种或多种混合。

4.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(1)所述生铁的化学成分为：碳3.3～3.6wt％，硅0.35～0.44wt％，锰0.60～0.77wt％，磷0.073～0.086wt％，硫0.025～0.035wt％，其余为铁及不可避免的不纯物；所述铁水的化学成分为：碳4.5～5.0wt％，硅0.30～0.50wt％，锰0.50～0.65wt％，磷0.080～0.10wt％，硫0.020～0.030wt％，其余为铁及不可避免的不纯物。

5.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(1)所述石灰，白云石和菱镁球造渣的质量比为1:0.5:0.04～1:0.6:0.08，石灰和生铁的质量比为0.5:1。

6.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(1)所述出钢过程中采用全程底吹氩工艺，氩气流量为30～35NL/min。

7.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(2)所述轧制过程中开轧温度为1020～1070℃，精轧温度为970～1020℃，终轧温度为980～1020℃。

8.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(3)所述高频电脉冲沉积设备中采用盘状锌为电极，盘状锌电极和钢筋距离为5～7cm，输出电压18～22V，输出电流200～300A，放电频率3500～4000Hz。

9.根据权利要求1所述的一种钒氮合金制备高强度耐腐蚀钢筋，其特征在于，步骤(4)所述电沉积的沉积电压为10～15V，沉积温度为40～45℃，电极间距为5～8mm，电解液为氯乙酸、硫酸钠和氯化胆碱按质量比1:30:0.25～1:32:0.3混合；所述脉冲离子束辐照的离子能量为300～350keV，离子束流密度为200～250A/cm²，离子束脉冲宽度为60～70ns，离子束由70％的氢离子和30％的碳离子组成。