[发明专利]一种低压缩比热轧钢板桩及其制备方法

说明书

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体公开一种低压缩比热轧钢板桩及其制备方法。所述低压缩比热轧钢板桩化学成分以重量百分比计包括：C：0.18‑0.35％；Mn：1.40‑1.70％；Si：0.25‑0.55％；S≤0.010％；P≤0.030％；Nb：0.020‑0.040％；其余为Fe及不可避免的杂质。本发明提供的钢板桩，轧制压缩比低，金相组织晶粒度≥9.0级，具有高出标准的屈服强度(≥416MPa)与抗拉强度(≥550MPa)、良好的韧性和较高的冲击功(常温≥50J)等力学性能。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种低压缩比热轧钢板桩及其制备方法。

背景技术

钢板桩于20世纪初在欧洲开始生产，并迅速地广泛应用于建筑行业中的各种永久性和临时性工程，包括港口、码头、河道护岸、挡土墙、地下结构等等。由于热轧钢板桩具有高强度、韧性好、隔水性好、重复利用率高、施工便捷、环保节能等优点，已成为一种节能、环保的重要钢铁产品。

随着热轧钢板桩在国内外工程界的广泛应用，钢板桩的设计、制造和安装技术水平也在不断提高，要保证热轧钢板桩的实际使用效果良好，必须要求其在满足国内外相关标准的前提下，还要有突出的特点，包括高出标准(≥10％以上)的屈服与抗拉强度、良好的韧性(延伸率≮20％)和较高的冲击功(常温≥70J)等力学性能。然而，这些性能一般要求轧制压缩比越大越好(通常≥20)，钢材晶粒度≥9.0级以上，如果压缩比太小，晶粒度级别不高，力学性能只能大部分符合相应标准，无法拥有高出标准(≥10％以上)的屈服与抗拉强度、良好的韧性(延伸率≮20％)和较高的冲击功(常温≥70J)等力学性能。

发明内容

针对现有低压缩比热轧钢板桩难以获得高出标准(≥10％以上)的屈服与抗拉强度、良好的韧性(延伸率≮20％)和较高的冲击功(常温≥70J)等力学性能的等问题，本发明提供一种低压缩比热轧钢板桩及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种低压缩比热轧钢板桩，所述热轧钢板桩化学成分以重量百分比计包括：C：0.18-0.35％；Mn：1.40-1.70％；Si：0.25-0.55％；S≤0.010％；P≤0.030％；Nb：0.020-0.040％；其余为Fe及不可避免的杂质。

具体地，保证C元素在范围内，使钢的基础强度稳定，S≤0.010％，减少钢材的热脆，控制并减少钢中夹杂物及成分偏析，提高冲击功；调控Nb含量为0.020-0.040％，可大幅提高钢的TNR温度(再结晶终止温度)，在轧制过程中延迟变形奥氏体再结晶，细化铁素体晶粒，有效起到细晶强化和析出强化作用，提高钢材强韧性和冲击等物理性能。

进一步地，所述钢板桩的轧制压缩比：D/t≤15，其中，D为原始铸坯厚度；t为成品材腹板厚度。

进一步地，所述钢板桩为U型、Z型或直线型钢板桩中的一种。

相对于现有技术，本发明提供的钢板桩，通过调配控制C、Si、Mn、S、Nb各成分含量，稳定钢材基础强度同时，提高钢材的冲击功，并结合连铸、轧制工序，充分发挥Nb的细晶强化和析出强化作用，降低轧制压缩比的同时，使钢材拥有晶粒度≥9.0级的金相组织，使得到的钢板桩拥有高出标准的屈服强度(≥416MPa)与抗拉强度(≥550MPa)、良好的韧性和较高的冲击功(常温≥50J)等力学性能，保证热轧钢板桩具有良好的实际使用效果。

本发明还提供了上述钢板桩的制备方法，包括以下步骤：

(1)经转炉或电炉冶炼、LF精炼后，进行连铸浇注，得到连铸坯，其中，连铸中包钢水温度为1510-1550℃；

(2)所述连铸坯经加热处理后，进行初轧、精轧、缓冷、矫直及锯切处理，得到低压缩比热轧钢板桩，其中，初轧为孔型轧制，开轧温度为1100-1180℃，精轧开轧温度为950-1050℃，终轧温度为780-850℃。