[发明专利]耐酸性土壤腐蚀的热轧U型钢板桩用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板桩用钢及其生产方法，具体属于耐酸性土壤腐蚀的热轧U型钢板桩用钢及其生产方法。

背景技术

钢板桩的基本结构：一是钢制板桩，二是两边系接头结构，三是在土壤中或水中构成墙壁。由于它的特殊结构，因而具有独特的优点：高强度、轻型、隔水性能好；耐久性强，使用寿命达到20-50年；可重复使用，一般可使用3-5次；环保效果显著，在施工中可大大减少取土量和混凝土的使用量，有效保护土地资源；具有较强的救灾抢险的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的抢险救灾中，见效特别快；施工简单，工期缩短，建设费用较省。此外，钢板桩能处理并解决挖掘过程中出现的一系列问题；使用钢板桩能提供必要的安全性，而且(救灾抢险的)时效性较强；能降低对空间的要求；不受天气条件的制约；在使用钢板桩的过程中，能简化检查材料或系统性能的复杂程序；保证其适应性，互换性良好。

正是钢板桩具有如此多的独特功能和优势，因而它广泛用于挡土、挡沙墙等；在抗洪抢险上，可用于防洪、防塌方、防塌陷、防流沙等。因此，钢板桩在施工过程中，将面临土壤腐蚀的问题，由于我国地域辽阔，土壤类型较多，主要有酸性土壤、中性土壤及碱性土壤，我国南方是脱硅富铝化作用明显的酸性土壤。土壤的腐蚀性随不同土类和土壤的理化性质而变化。它与土壤中气、液、固三相物质有着密切的联系，并随着气候的变化而变化。一般来说，对地下的钢铁材料构件，酸性土壤的腐蚀性比中、碱性土壤的腐蚀性强，因此有必要研制一种耐酸性土壤腐蚀的热轧钢板桩。

在公开的标准BS EN 1993-5：2007、美标A 572/A 572M-07、JIS A 5528：2006和中国国家标准GB/T 20933-2007中关于热轧钢板桩没有提到酸性土壤腐蚀的问题。在本发明前，国内外所公开的专利均没有涉及到热轧钢板桩耐酸性土壤腐蚀的问题

发明内容

本发明的目的在于解决上述在此技术领域用钢存在的不足，提供一种通过成分设计合理及生产工艺的优化，耐酸性土壤腐蚀性能优良，并能重复使用的具有耐酸性土壤腐蚀的热轧U型钢板桩用钢及其生产方法。

实现上述目的的技术措施：

耐酸性土壤腐蚀的热轧U型钢板桩用钢，其化学成分及重量百分比为：C 0.13～0.28％、Mn 0.6～1.5％、Si 0.10～0.6％、S≤0.020％、P≤0.02％、Cr 0.5～1.2％、Mo 0.15～0.3％，其余为Fe及不可避免的杂质。

其在于：Cr的重量百分比为0.6～1.0％。

其在于：Mo的重量百分比为0.2～0.3％。

一种生产耐酸性土壤腐蚀的热轧U型钢板桩用钢的方法，其步骤：

1)进行冶炼：采用重量百分比为[Al]＜0.005％的脱氧工艺；开始出炉时按10-30公斤/吨钢一次性加入石灰进行混冲，并控制液渣层的厚度在6-15毫米；

2)进行连铸：控制浇注温度为1570℃～1580℃，连铸过热度控制在15～35℃，拉速1.0～2.0米/分钟，其液面保护渣厚度控制在2～5毫米，结晶器和二冷段冷却水量按照低碳钢要求进行控制即可；

3)将连铸坯加热：先将连铸坯预热到300℃，控制升温速度为2～3℃/分钟；再将预热后的连铸坯加热到1150℃～1300℃，控制升温速度为5～8℃/分钟；

4)保温：在1150℃～1300℃温度条件下保温10～30分钟；

5)进行轧制：控制开轧温度在1100℃～1250℃，控制终轧温度在850℃～920℃。

本发明中各合金元素的作用及机理：

C：C是提高强度最经济有效的合金元素，但C含量过高对钢的焊接性能不利，并且会促进珠光体转变，降低钢的耐酸性土壤腐蚀性能。因此将C含量控制在0.13～0.28％范围内。

Mn：Mn主要固溶于铁素体中以提高材料的强度，其又是良好的脱氧剂和脱硫剂，含有一定量的锰可以消除或减弱钢因硫引起的脆性，从而改善钢的加工性能。但当锰含量较高时，有使钢晶粒粗化的倾向，冶炼浇铸和轧后冷却不当时，容易使钢产生白点，因此Mn含量不易太高。故Mn含量控制在0.6～1.5％范围内。

Si：Si在钢中不形成碳化物，是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中，显著提高钢的弹性极限，故Si含量尽不宜过高，控制在0.10～0.60％范围内。