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方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋼板樁用鋼及其生產方法，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方法。
背景技術：
：鋼板在土壤中的腐蝕屬于最重要的腐蝕問題之一，土壤可以說是最復雜的腐蝕介質，不同土壤的含鹽量、吸水性、微生物活動等理化性質差別很大，它是由一個氣、液、固三相物質構成的復雜系統。鋼板樁由于它的特殊結構，具有獨特的優點高強度、輕型、隔水性能好；耐久性強，使用壽命達到20-50年；可重復使用，一般可使用3-5次；環保效果顯著，在施工中可大大減少取土量和混凝土的使用量，有效保護土地資源；具有較強的救災搶險的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的搶險救災中，見效特別快；施工簡單，工期縮短，建設費用較省。正是鋼板樁具有如此多的獨特功能和優勢，因而它廣泛用于擋土、擋沙墻等；在抗洪搶險上，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。對地下的鋼鐵材料構件腐蝕性強，因此有必要研制一種耐堿性土壤腐蝕的熱軋鋼板樁。在公開的標準BSEN1993-5:2007、美標A572/A572M-07、JISA5528:2006和中國國家標準GB/T20933-2007中關于熱軋鋼板樁沒有提到堿性土壤腐蝕的問題。在本發明前，國內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
發明內容本發明的目的在于解決上述在此
技術領域：
用鋼存在的不足，提供一種通過成分設計合理及生產工藝的優化，耐堿性土壤腐蝕性能優良，并能重復使用、在澆鑄時鋼水不會產生翻滾及卷渣現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方法。實現上述目的的技術措施耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。其在于Ni與Cu按照NiCu=12添加。一種生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制終渣堿度R在25之間；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在100300毫米；3)將連鑄坯加熱到10501150°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10201100°C，控制軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下軋制。其在于長水口插入結晶器深度最佳在150200毫米。本發明中各合金元素的作用及機理C=C是提高強度最經濟有效的合金元素，但C含量過高對鋼的焊接性能不利，并且會促進珠光體轉變，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。Mn:Mn主要固溶于鐵素體中以提高材料的強度，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。但當錳含量較高時，有使鋼晶粒粗化的傾向，冶煉澆鑄和軋后冷卻不當時，容易使鋼產生白點，因此Mn含量不易太高。故Mn含量控制在0.81.4%范圍內。Si:Si在鋼中不形成碳化物，是以固溶體的形態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。P=P是對抗堿性土壤腐蝕性能有利元素，P是陽極去極化劑，鋼中加入P后可以促進鋼的均勻溶解，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、提高脆性轉變溫度，故將P含量控制P彡0.02%。S:S是強烈的裂紋敏感性元素，因而應盡可能的低，S含量過高，會形成大量的MnS,MnS在鋼液凝固時易在晶界析出，在熱軋時被軋成帶狀夾雜，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，Cu通過固溶強化能提高鋼的強度。但是Cu含量過高會產生銅脆現象，而且當銅含量達到一定的量再增加含量其耐蝕性并非大幅提高，況且，銅含量過高會影響其焊接性能。故將Cu含量控制0.2%0.5%范圍內。Ni=Ni是提高耐腐蝕性能的合金元素，同時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、接近于非晶態的穩定銹層。此種銹層能夠阻礙腐蝕性介質向基體滲透，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可以使晶間產生熔點較高的CuNi化合物，防止產生“銅脆”現象，為達到最佳效果，鎳銅含量比按照12添加。故將Ni含量控制0.10.25%范圍內。本發明澆鑄時不會產生鋼水翻滾及卷渣現象，產品耐堿性土壤腐蝕性能優良，滿足熱軋鋼板樁在堿性土壤中使用時耐蝕性能要求，并能重復打樁使用，其生產工藝簡單，利于推廣。具體實施例方式實施例1耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為2；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在100毫米；3)將連鑄坯加熱到10501060°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10201030°C，軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下的1082°C軋制。實施例2耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為2.9；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在150毫米；3)將連鑄坯加熱到10651080°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10351050°C，軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下的1080°C軋制。實施例3耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為3.8；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在200毫米；3)將連鑄坯加熱到10951105°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10551070°C，軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下的1075°C軋制。實施例4耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為3.8；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在250毫米；3)將連鑄坯加熱到11151125°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10751085°C，軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下的1082°C軋制。實施例5耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其步驟1)在轉爐進行冶煉并精煉控制的終渣堿度R為5.0；2)進行連鑄在澆鑄時為防止鋼水產生翻滾及卷渣現象，控制長水口插入結晶器深度在300毫米；3)將連鑄坯加熱到11401150°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10901100°C，軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下的1081°C軋制。試驗結果周浸試驗溶液見表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算，腐蝕速度越低，其耐腐蝕能力越強，其結果見表2。表1周浸試驗溶液情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2產品周浸及力學性能試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼，其化學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。2.如權利要求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.—種生產權利要求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)在轉爐進行冶煉并精煉控制終渣堿度R在25之間；2)進行連鑄并控制長水口插入結晶器深度在100300毫米；3)將連鑄坯加熱到10501150°C；4)進行軋制控制開軋溫度在10201100°C，控制軋制溫度在銅的熔點溫度1083°C以下軋制。4.如權利要求3所述的生產耐堿性土壤腐蝕的熱軋U型鋼板樁用鋼的方法，其特征在于長水口插入結晶器深度在150200毫米。全文摘要本發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方法。其化學成分及重量百分比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；其步驟轉爐冶煉及精煉控制終渣堿度R在2～5；連鑄控制長水口插入結晶器深度在100～300毫米；將連鑄坯加熱到1050～1150℃；軋制開軋溫度1020～1100℃，在銅的熔點溫度1083℃以下軋制。本發明澆鑄時不會產生鋼水翻滾及卷渣現象，產品耐堿性土壤腐蝕性能優良，滿足熱軋鋼板樁在堿性土壤中使用時耐蝕性能要求。文檔編號B21B1/46GK101818306SQ20101016849公開日2010年9月1日申請日期2010年4月30日優先權日2010年4月30日發明者任安超,吉玉,吳杰,周劍華,朱敏,桂美文,程正鋼,范敬國,魯明正申請人:武漢鋼鐵(集團)公司