專利名稱：：耐堿性土壤腐蝕的熱軋u型鋼板樁用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋼板樁用鋼及其生產(chǎn)方法，具體屬于耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：鋼板在土壤中的腐蝕屬于最重要的腐蝕問題之一，土壤可以說是最復(fù)雜的腐蝕介質(zhì)，不同土壤的含鹽量、吸水性、微生物活動(dòng)等理化性質(zhì)差別很大，它是由一個(gè)氣、液、固三相物質(zhì)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)。鋼板樁由于它的特殊結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)高強(qiáng)度、輕型、隔水性能好；耐久性強(qiáng)，使用壽命達(dá)到20-50年；可重復(fù)使用，一般可使用3-5次；環(huán)保效果顯著，在施工中可大大減少取土量和混凝土的使用量，有效保護(hù)土地資源；具有較強(qiáng)的救災(zāi)搶險(xiǎn)的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的搶險(xiǎn)救災(zāi)中，見效特別快；施工簡(jiǎn)單，工期縮短，建設(shè)費(fèi)用較省。正是鋼板樁具有如此多的獨(dú)特功能和優(yōu)勢(shì)，因而它廣泛用于擋土、擋沙墻等；在抗洪搶險(xiǎn)上，可用于防洪、防塌方、防塌陷、防流沙等。因此，鋼板樁在施工過程中，將面臨土壤腐蝕的問題，由于我國(guó)地域遼闊，土壤類型較多，主要有酸性土壤、中性土壤及堿性土壤，我國(guó)東北、華北和寧夏一帶為鹽漬化土壤組合或與堿土伴生，其土壤具有較高的含鹽量，屬于堿性土壤。對(duì)地下的鋼鐵材料構(gòu)件腐蝕性強(qiáng)，因此有必要研制一種耐堿性土壤腐蝕的熱軋鋼板樁。在公開的標(biāo)準(zhǔn)BSEN1993-5:2007、美標(biāo)A572/A572M-07、JISA5528:2006和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20933-2007中關(guān)于熱軋鋼板樁沒有提到堿性土壤腐蝕的問題。在本發(fā)明前，國(guó)內(nèi)外所公開的專利均沒有涉及到熱軋鋼板樁耐堿性土壤腐蝕的問題
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述在此
技術(shù)領(lǐng)域：
用鋼存在的不足，提供一種通過成分設(shè)計(jì)合理及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，耐堿性土壤腐蝕性能優(yōu)良，并能重復(fù)使用、在澆鑄時(shí)鋼水不會(huì)產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象的具有耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼及其生產(chǎn)方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)措施耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.150.26%,Mn0.81.4%、Si0.100.6%、S彡0.020%、P彡0.02%、Cu0.20.5%、Ni0.10.25%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其在于Ni與Cu按照NiCu=12添加。一種生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制終渣堿度R在25之間；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在100300毫米；3)將連鑄坯加熱到10501150°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10201100°C，控制軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下軋制。其在于長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度最佳在150200毫米。本發(fā)明中各合金元素的作用及機(jī)理C=C是提高強(qiáng)度最經(jīng)濟(jì)有效的合金元素，但C含量過高對(duì)鋼的焊接性能不利，并且會(huì)促進(jìn)珠光體轉(zhuǎn)變，降低鋼的耐堿性土壤腐蝕性能。因此，將C含量控制在0.150.26%范圍內(nèi)。Mn:Mn主要固溶于鐵素體中以提高材料的強(qiáng)度，其又是良好的脫氧劑和脫硫劑，含有一定量的錳可以消除或減弱鋼因硫引起的脆性，從而改善鋼的加工性能。但當(dāng)錳含量較高時(shí)，有使鋼晶粒粗化的傾向，冶煉澆鑄和軋后冷卻不當(dāng)時(shí)，容易使鋼產(chǎn)生白點(diǎn)，因此Mn含量不易太高。故Mn含量控制在0.81.4%范圍內(nèi)。Si:Si在鋼中不形成碳化物，是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的彈性極限，故Si含量不宜過高，控制在0.100.60%范圍內(nèi)。P=P是對(duì)抗堿性土壤腐蝕性能有利元素，P是陽(yáng)極去極化劑，鋼中加入P后可以促進(jìn)鋼的均勻溶解，有助于在鋼表面形成均勻的a-FeOOH銹層，阻止進(jìn)一步腐蝕。但是P在鋼中容易造成偏析惡化焊接性、顯著降低鋼的低溫沖擊韌性、提高脆性轉(zhuǎn)變溫度，故將P含量控制P彡0.02%。S:S是強(qiáng)烈的裂紋敏感性元素，因而應(yīng)盡可能的低，S含量過高，會(huì)形成大量的MnS,MnS在鋼液凝固時(shí)易在晶界析出，在熱軋時(shí)被軋成帶狀?yuàn)A雜，降低了鋼材的延展性及韌性，因此S含量越低越好，S含量控制在彡0.020%。Cu:Cu是提高耐腐蝕性能的主要合金元素，鋼中含有一定量的銅，能有效提高鋼的耐腐蝕性能，同時(shí)，Cu通過固溶強(qiáng)化能提高鋼的強(qiáng)度。但是Cu含量過高會(huì)產(chǎn)生銅脆現(xiàn)象，而且當(dāng)銅含量達(dá)到一定的量再增加含量其耐蝕性并非大幅提高，況且，銅含量過高會(huì)影響其焊接性能。故將Cu含量控制0.2%0.5%范圍內(nèi)。Ni=Ni是提高耐腐蝕性能的合金元素，同時(shí)Ni固溶于鋼中，鋼中加入Ni元素富集于靠近基體的金屬銹層中，形成致密、粘附性強(qiáng)、接近于非晶態(tài)的穩(wěn)定銹層。此種銹層能夠阻礙腐蝕性介質(zhì)向基體滲透，使鋼的耐蝕性增加，Ni能夠顯著改善鋼的低溫韌性。此外含銅鋼中加入一定量的Ni可以使晶間產(chǎn)生熔點(diǎn)較高的CuNi化合物，防止產(chǎn)生“銅脆”現(xiàn)象，為達(dá)到最佳效果，鎳銅含量比按照12添加。故將Ni含量控制0.10.25%范圍內(nèi)。本發(fā)明澆鑄時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鋼水翻滾及卷渣現(xiàn)象，產(chǎn)品耐堿性土壤腐蝕性能優(yōu)良，滿足熱軋鋼板樁在堿性土壤中使用時(shí)耐蝕性能要求，并能重復(fù)打樁使用，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，利于推廣。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.15%,MnO.8%、Si0.10%,S0.020%,P0.0195%,Cu0.2%、Ni0.1%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為2；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在100毫米；3)將連鑄坯加熱到10501060°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10201030°C，軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下的1082°C軋制。實(shí)施例2耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.175%,MnO.91%,Si0.19%,S0.0195%,P0.0192%,Cu0.28%,Ni0.14%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為2.9；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在150毫米；3)將連鑄坯加熱到10651080°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10351050°C，軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下的1080°C軋制。實(shí)施例3耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.21%,Mn1.l%,Si0.296%,S0.0192%,P0.0192%,Cu0.36%,Ni0.18%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為3.8；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在200毫米；3)將連鑄坯加熱到10951105°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10551070°C，軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下的1075°C軋制。實(shí)施例4耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.239%,Mn1.23%,Si0.42%,S0.0191%,P0.019%,Cu0.44%,Ni0.22%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為3.8；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在250毫米；3)將連鑄坯加熱到11151125°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10751085°C，軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下的1082°C軋制。實(shí)施例5耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.26%,Mn1.4%、Si0.6%、S0.0195%,P0.0193%,Cu0.5%,Ni0.25%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為5.0；2)進(jìn)行連鑄在澆鑄時(shí)為防止鋼水產(chǎn)生翻滾及卷渣現(xiàn)象，控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在300毫米；3)將連鑄坯加熱到11401150°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10901100°C，軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下的1081°C軋制。試驗(yàn)結(jié)果周浸試驗(yàn)溶液見表1，其是在模擬材料在堿性土壤中的腐蝕行為，采用腐蝕速度來表征耐腐蝕能力，腐蝕速度采用失重法計(jì)算，腐蝕速度越低，其耐腐蝕能力越強(qiáng)，其結(jié)果見表2。表1周浸試驗(yàn)溶液情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2產(chǎn)品周浸及力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學(xué)成分及重量百分比為C0.15～0.26％、Mn0.8～1.4％、Si0.10～0.6％、S≤0.020％、P≤0.02％、Cu0.2～0.5％、Ni0.1～0.25％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其特征在于附與Cu按照NiCu=12添加。3.—種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述的耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉并精煉控制終渣堿度R在25之間；2)進(jìn)行連鑄并控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在100300毫米；3)將連鑄坯加熱到10501150°C；4)進(jìn)行軋制控制開軋溫度在10201100°C，控制軋制溫度在銅的熔點(diǎn)溫度1083°C以下軋制。4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其特征在于長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在150200毫米。全文摘要本發(fā)明涉及用于耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼及生產(chǎn)方法。其化學(xué)成分及重量百分比C0.15～0.26％、Mn0.8～1.4％、Si0.10～0.6％、S≤0.020％、P≤0.02％、Cu0.2～0.5％、Ni0.1～0.25％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其步驟轉(zhuǎn)爐冶煉及精煉控制終渣堿度R在2～5；連鑄控制長(zhǎng)水口插入結(jié)晶器深度在100～300毫米；將連鑄坯加熱到1050～1150℃；軋制開軋溫度1020～1100℃，在銅的熔點(diǎn)溫度1083℃以下軋制。本發(fā)明澆鑄時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鋼水翻滾及卷渣現(xiàn)象，產(chǎn)品耐堿性土壤腐蝕性能優(yōu)良，滿足熱軋鋼板樁在堿性土壤中使用時(shí)耐蝕性能要求。文檔編號(hào)B21B1/46GK101818306SQ20101016849公開日2010年9月1日申請(qǐng)日期2010年4月30日優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日發(fā)明者任安超,吉玉,吳杰,周劍華,朱敏,桂美文,程正鋼,范敬國(guó),魯明正申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司