本发明属于钢铁冶金，具体涉及一种500mpa级耐大气腐蚀钢筋及其生产方法。
背景技术：
1、我国各地区建设发展迅速，使得建筑用钢需求量增加，同时人们对建筑的安全性和使用寿命提出更高的要求，因此要求建筑用钢筋不仅具有良好的抗震性能，而且要具备良好的耐腐蚀性能。
2、近几年，国内也加快了相关研究，传统耐大气腐蚀钢筋添加cu、cr和mo等合金提高耐腐蚀性能，合金元素含量过高，价格高昂使用范围受限，同时由于合金加入量大，需要高温长时间加热+高温轧制+不穿水冷却的工艺，生产效率低，难以大规模推广使用。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种500mpa级耐大气腐蚀钢筋及其生产方法，解决传统耐大气腐蚀钢筋价格昂贵使用范围受限，生产工艺时间长，条件苛刻，生产效率低的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种500mpa级耐大气腐蚀钢筋，化学成分按质量百分比计，包括：c：0.18-0.21%，si：0.5-0.6%，mn：1.3-1.4%，cu：0.25-0.45%，p：0.05-0.07%，s：0.008-0.01%，v：0.05-0.08%，ti≤0.1%，al≤0.1%，余量为fe以及不可避免的杂质，钢筋的微观组织为铁素体和珠光体，钢筋的晶粒度为9-10级，钢筋的屈服强度为515-550mpa，抗拉强度为670-710mpa，最大力下总伸长率12-14.5%。
4、c起到固溶强化和碳化物析出强化的作用；但是c含量越高，会降低钢材的焊接性和耐腐蚀性能。本发明钢筋的c含量相对于现有钢筋的c（0.22-0.28%）含量明显降低，同时也要确保钢材的综合力学性能，节约合金的加入量；si固溶强化，提高钢的强度，获得低屈强比，但含量过高会显著降低钢的塑性、韧性；mn是脱氧剂和脱硫剂，起到固溶强化作用提高钢的强度，有助于提高钢中奥氏体的稳定性；mn含量过高，在浇铸过程中会带来偏析，影响组织结构的稳定性，进而影响力学性能，使钢筋有较差的冷弯性能；v有析出强化、细晶强化的作用，能同时提高钢的强度和韧性，保证钢的延伸性能，同时v还具有细化晶粒的作用，起到钉扎奥氏体晶界、抑制奥氏体长大的作用；cu有效的提高耐大气蚀性的元素，能够使锈层致密化，阻止空气和水分向钢基体中的传输，提高钢基体的自腐蚀电位并促使钢基体钝化。
5、上述500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，包括如下步骤：
6、s1：铁水kr脱硫：入炉铁水条件按如下控制，si：0.30-0.50%，p：≤0.20%，s: ≤0.30%，温度≥1250℃，高炉铁水到炼钢车间后，向铁水罐中喷入cao粉，促使铁水中的s与cao生成cas，再通过扒渣设备将cas渣去除；
7、s2：转炉初炼：采用优质废钢，减少杂质混入，铜板按下限随废钢加入炉内；转炉吹炼过程中采用高拉补吹控制枪位，控制过程喷溅；转炉吹炼过程中加入渣料，每批次的渣料加入量≤500kg，渣料必须于终点前3分钟加完，做到初期早化渣、过程渣化透；终渣碱度控制在r=2.8～3.2，终点压枪时间>30 s；转炉吹炼过程前期采用底吹氮搅拌，中后期切换成纯氩搅拌；终点控制：0.04%<c<0.05%，吹炼终点进行底吹强搅拌，流量控制200m3以上，确保终点钢水低碳的情况下不过氧化；转炉出钢温度控制在1610℃～1630℃之间，终点温度根据钢包包况及异常情况可提高10-30℃；采用透气砖透气性良好且清洁周转的钢包，出钢前1-2 min提前开通底吹氮或氩气，出钢过程大气量搅拌，确保合金等充分熔化，确保红包出钢，钢包烘烤温度>900℃；挡渣出钢，杜绝大量下渣，包内渣层厚度<50mm；脱氧合金化：放钢四分之一时，依次加入硅锰、复合脱氧剂、磷铁、钒氮合金，钢水出至四分之三时加完；出钢渣洗：出钢过程随钢流加入渣洗料，加入量为1~3 kg/t钢，加入时机为放钢四分之一时，随合金一起加入；出钢过程全程底吹氩搅拌，搅拌过程控制搅拌强度，钢包表面钢水裸露直径达到500mm，同时保证满足氩前温度要求；钢包到氩站中吹3分钟取样，调整成分后吹氩5分钟；
8、s3：lf精炼：钢包到精炼，立即测温度、通氩气，氩气压力、流量以渣面轻微翻动不露钢水为宜，采用石灰+复合精炼渣进行造渣，精炼过程保证精炼埋弧操作控制精炼渣，快速使渣变成白渣，进行软吹氩；
9、s4：方坯连铸：控制过热度为15-35℃；中包工作层采用镁质干式料，烘烤温度≥1000℃；大包到中间包采用长水口及中包使用密封盖，减少温降和二次氧化；中包到结晶器采用铝碳质浸入式水口，保证垂直及对中，浸入式水口插入深度90±10 mm；结晶器保护渣使用耐酸钢专用保护渣，保护渣必须干燥，黑面操作，生产过程投入电磁搅拌；连铸冷却，矫直前温度≥900℃；确保喷嘴无堵塞、喷水均匀、位置对中，以保证钢坯质量，表面检查清理；
10、s5：加热：预热段温度≤980℃，在加热炉提高加热段和均热段的加热温度，在炉时间≥120min，确保合金元素v、cu等充分均匀的固溶到奥氏体基体中；
11、s6：轧制：轧制过程粗轧、中轧采用微堆或微拉轧制，精轧采用活套无张力轧制，避免拉钢轧制，轧后采用空冷工艺，在不牺牲韧性的情况下提高钢材的强度，促进晶粒细化，提高材料的屈服强度和抗拉强度，改善组织均匀性，有助于获得更均匀的微观组织。
12、优选地，所述步骤s2中渣料包括石灰、白云石和调温料，按照石灰首批料2/3、后期1/3，白云石全部，调温料3/4添加，其余在“返干”时进行调整。
13、优选地，所述步骤s3中软吹氩时间不得低于8分钟。
14、优选地，所述步骤s4中中包采用塞棒包或定径快换包。
15、优选地，所述步骤s4中连铸冷却采用缓冷模式，较常规冷却水量降低10%。
16、优选地，所述步骤s5中加热段温度控制在1150℃～1200℃。
17、优选地，所述步骤s6中粗轧的开轧温度为1120℃～1140℃，精轧的开轧温度为990℃～1030℃，精轧的终轧温度为1000℃～1040℃，空冷上冷床温度为990℃～1000℃。
18、优选地，所述步骤s6中轧制过程中进行预穿水处理，轧后不穿水，轧后空冷的冷却速率控制在1-2℃/s。
19、与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
20、本发明生产方法通过转炉初炼中控制c、si、mn、cu、v、p、s合金元素含量，保证合金成分的均匀性，降低出钢过程的合金吸热温降，优化cu和v等元素合金成分体系，优化冶炼工序，使钢的晶粒细化，提高钢筋强度指标，采用“过程穿水+轧后慢冷”的工艺，合理控制加热温度、粗炼的开轧温度、精轧温度、和上冷床温度，采用缓冷的冷却方式，使钢筋组织为铁素体和珠光体，获得的钢筋具有良好的强韧性，耐蚀性。
1.一种500mpa级耐大气腐蚀钢筋，其特征在于，化学成分按质量百分比计，包括：c：0.18-0.21%，si：0.5-0.6%，mn：1.3-1.4%，cu：0.25-0.45%，p：0.05-0.07%，s：0.008-0.01%，v：0.05-0.08%，ti≤0.1%，al≤0.1%，余量为fe以及不可避免的杂质，钢筋的微观组织为铁素体和珠光体，钢筋的晶粒度为9-10级，钢筋的屈服强度为515-550mpa，抗拉强度为670-710mpa，最大力下总伸长率12-14.5%。
2.权利要求1所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s2中渣料包括石灰、白云石和调温料，按照石灰首批料2/3、后期1/3，白云石全部，调温料3/4添加，其余在“返干”时进行调整。
4.根据权利要求3所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s3中软吹氩时间不得低于8分钟。
5.根据权利要求4所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s4中中包采用塞棒包或定径快换包。
6.根据权利要求5所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s4中连铸冷却采用缓冷模式。
7.根据权利要求6所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s5中加热段温度控制在1150℃～1200℃。
8.根据权利要求7所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s6中粗轧的开轧温度为1120℃～1140℃，精轧的开轧温度为990℃～1030℃，精轧的终轧温度为1000℃～1040℃，空冷上冷床温度为990℃～1000℃。
9.根据权利要求8所述的500mpa级耐大气腐蚀钢筋的生产方法，其特征在于，所述步骤s6中轧制过程中进行预穿水处理，轧后不穿水，轧后空冷的冷却速率控制在1-2℃/s。
