[发明专利]残余应力小于100MPa的热轧U型钢板桩的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧U型钢板桩的生产方法，具体属于使残余应力小于100MPa的热轧U型钢板桩的生产方法。

背景技术

众所周知，钢材中残余应力的存在对钢材的使用性能尤其是疲劳性能有很大的影响，其包括钢在热轧或焊接后其断面的不均匀冷却、钢材组织发生相变、钢材收到矫直等冷加工时，受外力作用所引起的残余应力；由于组织变化所引起的残余应力以及晶粒之间的微观应力所引起的残余应力。残余应力过大会直接影响到热轧U型钢板桩打桩效果，严重时会使热轧U型钢板桩在打桩时断裂。

热轧U型钢板桩经过空冷后，由于其断面各部位金属分布不同，所以冷却速度和收缩也不同，再者金属从奥氏体向珠光体转变也会引起体积变化，均会引起热轧U型钢板桩弯曲。由于热轧U型钢板桩腹板的金属比两侧翼缘金属所占比例大，在同等冷却条件下，翼缘冷却速度较快，而腹板冷却速度较慢。当翼缘冷却到不再产生收缩变形时，腹板的温度仍然较高，在冷却过程中继续产生收缩变形。因此，当腹板完全冷却后，整个热轧U型钢板桩将向腹板收缩，致使整个热轧U型钢板桩发生严重弯曲，这个弯曲度即为矫前弯曲度。弯曲热轧U型钢板桩无法加工，也无法使用，所以成品热轧U型钢板桩必须以平直状态交货，要达到平直状态就必须对热轧U型钢板桩进行矫直。当热轧U型钢板桩弯曲度过大时，矫直变形势必过大，结果会产生较大的残余应力，甚至矫断。

为了减少矫直后钢材的残余应力，世界生产钢材的厂家想尽了各种办法，郭敬东等人(郭敬东、王景鹏、王宝全.一种消除钢中残余应力的方法.【专利申请号】：200710012665.3)通过脉冲电流处理，脉冲电流的放电周期10～1000μs，最大峰值电流密度10³～10⁵A/cm²，单个脉冲的持续时间500～800μs，从而减少钢中的残余应力。此外还有退火、加静载以及机械振动的方法以达到减少钢中残余应力的目的。

在矫后进行退火、加静载、机械振动以及采用脉冲处理来降低钢的残余应力是一种有效的方法，但是这种方法对于生产厂家来说，无疑增加了设备预算及生产成本，热轧U型钢板桩的附加值大打折扣，降低了热轧U型钢板桩的市场竞争力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种在既不增加设备也不进行热处理的情况下，通过控制矫前钢板桩余温及水平辊的压下量，热轧U型钢板桩平直度在满足使用要求的情况下，使热轧U型钢板桩腹板和翼缘残余应力在100Mpa以内，有效的保证热轧U型钢板桩的打桩使用效果的热轧U型钢板桩的生产方法。

实现上述目的的技术措施：

残余应力小于100MPa的热轧U型钢板桩的生产方法，其步骤：

1)进行冶炼、连铸、轧制，精轧后的温度控制在800～1100℃；

2)轧制后送至冷床进行冷却，冷却速度控制在0.5～8℃/秒，冷却温度即矫直前温度控制在100～300℃；

3)在100～300℃条件下进行矫直，钢板桩的咬入速度控制在0.1～0.5米/秒，正常矫直时钢板桩的速度控制在1～2米/秒；水平辊至少为3对，总压下量控制在10～45毫米。

其特征在于：钢板桩在冷床的冷却速度控制在2～6℃/秒，且矫直前温度控制在150～260℃。

其特征在于：矫直总压下量控制在15～40毫米。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明通过控制矫前钢板桩余温及矫直工艺使热轧U型钢板桩的残余应力得到了有效控制，降低了生产成本，增加了热轧U型钢板桩的附加值，提高了热轧U型钢板桩的市场竞争力。

2)本发明使热轧U型钢板桩的残余应力在100Mpa以内，有效提高了热轧U型钢板桩的打桩使用效果。

3)本发明操作简单，利于推广。

附图说明

附图为热轧U型钢板桩测量残余应力处示意图

图中：C、L、R三处为残余应力集中处。

具体实施方式

下面做进一步详尽描述：

下表为各实施例的工艺参数及残余应力检测结果统计表。

各实施例的工艺参数及残余应力检测结果

从表中可以看出，经采用本发明，热轧U型钢板桩的残余应力完全控制在100MPa以内，从而有效提高了热轧U型钢板桩的打桩使用效果，也完全满足了用户的需要，且工艺简单，无需增加设备，为降低生产成本及提高用户市场竞争力创造了条件。