管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法

2023-08-02 01:22:41

專利名稱：管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法
技術領域：
本發明涉及一種利用廢鋼或廢屑製造先張法預應力混凝土管樁用端板的方法，屬製造業中金屬材料先進位備、加工和成型技術。
背景技術：
先張法預應力混凝土管樁(以下簡稱「管樁」)是一種新型的、性能優異、價格低廉的基礎用樁，其廣泛用於工業與民用建築、鐵路、公路、機場、港口和水利等基本建設工程。 端板是管樁不可缺少的輔件，管樁行業的發展也帶動了管樁用端板的發展，近年來在國內已形成了一個新興的產業。國家建材行業標準JC/T974-2005《先張法預應力混凝土管樁用端板》已於2005年7月1日起實施。國內外生產端板的傳統方法是採用熱軋碳素結構鋼(Q235)厚鋼板切割後經機械加工製成。由於其工藝流程長、工序能耗高、金屬消耗大、價格昂貴而被近年來開發的新工藝所淘汰。目前，管樁用端板生產新工藝主要有
1.煉鋼-鑄坯(或軋制坯)_加熱-軋制-彎曲(熱或冷)-切分-焊接-機械加工工藝 (亦稱「軋制-彎曲」或「熱軋-捲曲」、「扁鋼纏繞螺旋切分焊接法」)
2.煉鋼-鑄坯(或軋制坯)-加熱-鍛壓-機械加工工藝(簡稱鑄坯鍛壓法)；
3.煉鋼-鑄坯(或軋制坯)-切割-衝孔-加熱-環件軋制-機械加工工藝(簡稱環件軋製法或鑄坯軸向模軋製成型法」)
4.煉鋼-金屬型(或離心)鑄造-機械加工工藝(簡稱直接鑄造法)
5.煉鋼-離心鑄造-熱衝壓-緩冷-機械加工工藝(簡稱離心鑄造-衝壓法)。端板生產的各種新工藝的比較見表1
mi ns生產新工比較
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從上表可看出，離心鑄造由於離心力對金屬的凝固過程有重大影響，離心鑄坯的金屬緻密，晶粒細小，力學性能明顯提高，且鑄坯內極少有縮孔、縮松、氣孔及夾渣等缺陷，並可省去型芯和澆注系統而省工、省料、降低鑄坯成本；但其存在內孔偏差大、內表面粗糙、機械加工餘量大和生產率較低的缺點。環件軋制是藉助輾環機使環件坯壁厚減小、直徑擴大、截面輪廓變形的塑性成型工藝。與鍛壓相比，其具有設備噸位小、加工範圍大、產品質量好、成材率高、生產成本低和生產率高(最大可達1000件/h)等優點；但因環件坯多為連鑄坯或軋制坯，軋制前需切割、衝孔和加熱，工藝流程長，工序能耗和金屬消耗大。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種利用廢鋼或廢屑進行電爐冶煉、離心鑄坯後， 熱送至保溫爐進行熱裝均熱，採用橫軋(環件軋制)工藝製造管樁用端板的方法。此方法縮短了工藝流程，節省了工序能耗和金屬消耗，提高了產品性能。同時，也提高了市場競爭能力。本發明管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法，具體步驟為
1)廢鋼冶煉將檢驗合格的廢鋼、廢鋼屑及矽鐵、錳鐵按一定配比裝入電爐內熔煉，其中化學成分的質量百分比為C 0. 14%-0· 22% ；Si ( 0. 30% ；Mn 0. 30%_0· 65% ； P 彡 0. 045% ；S 彡 0. 050% ；
2)鑄坯將冶煉後的鋼水使用雙線多型臥式離心鑄造機進行鑄造，鑄造溫度為 15500C -1500°C，鑄型速度為 220-320rpm，脫模溫度為 1200°C -IlOO0C ；
3)熱裝均熱將鑄坯送入直通式天然氣保溫爐進行均熱，熱裝溫度>100(TC，均熱溫度 IlOO0C -1050°c，時間為 20-30min ；
4)成型均熱後的鑄坯送立式輾環機進行橫軋成型，軋制溫度1050-850°C，終軋溫度彡 830 0C ；
5)軋後冷卻軋制後進行堆冷，冷至常溫；
6)機械加工成成品，檢驗後包裝入庫。本發明提供了一種製造先張法預應力混凝土管樁用端板的新方法，它利用廢鋼或廢屑冶煉一種適合端板用化學成分的Q235鋼種，採用離心鑄造-熱裝均熱-橫軋新工藝。 它能夠縮短工藝流程、節能降耗、降低成本和提高產品性能、擴大產品規格範圍，可替代軋制-彎曲、鑄坯鍛造、鑄坯環件軋制和直接鑄造及離心鑄造-衝壓端板生產工藝。它克服了軋制-彎曲、鑄坯鍛壓、鑄坯環件軋製法生產工序多、能耗和金屬消耗高、生產成本大，直接鑄造法產品質量差、生產率低的缺點及離心鑄造-衝壓工藝目前僅能生產Φ400-600πιπι規格端板產品的不足。
具體實施例方式本發明管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法，具體步驟為 管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法，具體步驟為
1)廢鋼冶煉將檢驗合格的本公司和本地收購來的廢鋼、廢鋼屑及矽鐵、錳鐵按一定配比裝入電爐內熔煉，其中化學成分的質量百分比為C :0. 14%-0. 22% ；Si彡0. 30% ；Mn 0. 30%-0. 65% ；P ( 0. 045% ；S ^ 0. 050% ；由於端板對鋼質的要求不高，廢鋼冶煉設備可採用工頻爐或中頻爐，熔煉溫度為1600°C -1700°C。2)鑄坯鋼水經爐前分析合格並清渣後進行離心澆注，在鑄造前，在金屬鑄模表面塗上一層耐火料並預熱到200°C左右方可進行澆注將冶煉後的鋼水使用雙線多型臥式離心鑄造機進行鑄造，鑄造溫度為1550°C -1500°C，鑄型速度為220-320rpm，當鑄坯冷卻到 1200-1100°C 脫模。3)熱裝均熱將鑄坯送入直通式天然氣保溫爐進行均熱，熱裝溫度> 1000°C，均熱溫度 IlOO0C -1050°c，時間為 20-30min。
4)成型均熱後的鑄坯送立式輾環機進行橫軋成型，軋制溫度1050-850°c，終軋溫度彡830°C，軋制速度為1. 3m/s ；
5)軋後冷卻軋制後進行堆冷，冷至常溫； 6 )機械加工成成品，檢驗後包裝入庫。其中，鑄坯工藝為臥式離心鑄造；成型工藝為橫軋，即環件軋制。在上述工藝條件下，離心鑄造直接橫軋端板材質相當於Q235，強度極限 σ b彡375Mpa,屈服極限σ s彡225Mpa,延伸率δ彡22%,符合JC/T947《先張法預應力混凝土管樁用端板》標準化學成分和力學性能要求。本發明是利用廢鋼或廢屑進行熔煉-離心鑄坯，直接進行橫軋(輾環)成型，省去了端板傳統生產工藝中的加熱工序。與其他製造工藝相比，本發明有以下突出優點1.流程短，工藝設備簡單，投資小；2.無加熱工序，綜合能耗低；3.由於輾壓成型，端面不需車削， 表面質量好，成材率高；4.生產成本低，性價比高，市場競爭力強。本發明方法的綜合效果見表
權利要求
1.管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法，具體步驟為1)廢鋼冶煉將檢驗合格的廢鋼、廢鋼屑及矽鐵、錳鐵按一定配比裝入電爐內熔煉，其中化學成分的質量百分比為C 0. 14%-0· 22% ；Si ( 0. 30% ；Mn 0. 30%_0· 65% ； P 彡 0. 045% ；S 彡 0. 050% ；2)鑄坯將冶煉後的鋼水使用雙線多型臥式離心鑄造機進行鑄造，鑄造溫度為 15500C -1500°C，鑄型速度為 220-320rpm，脫模溫度為 1200°C -IlOO0C ；3)熱裝均熱將鑄坯送入直通式天然氣保溫爐進行均熱，熱裝溫度>100(TC，均熱溫度 IlOO0C -1050°c，時間為 20-30min ；4)成型均熱後的鑄坯送立式輾環機進行橫軋成型，軋制溫度1050-850°C，終軋溫度彡 830 0C ；5)軋後冷卻軋制後進行堆冷，冷至常溫；6)機械加工成成品，檢驗後包裝入庫。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵是廢鋼冶煉的設備可採用工頻爐或中頻爐，熔煉溫度為1600°C -1700°C。
3.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵是冶煉結束後，鋼水經爐前分析合格並清渣後進行離心澆注；在鑄造前，在金屬鑄模表面塗上一層耐火料並預熱後方可進行澆注。
4.根據權利要求3所述的製造方法，其特徵是預熱的溫度為200°C左右。
5.根據權利要求1所述的製造方法，其特徵是成型時的軋制速度為1.3m/s。
全文摘要
本發明公開了一種利用廢鋼或廢屑製造先張法預應力混凝土管樁用端板的離心鑄造直接橫軋製造方法，具體步驟為1)廢鋼冶煉將檢驗合格的廢鋼、廢鋼屑及矽鐵、錳鐵按一定配比裝入電爐內熔煉；2)鑄坯將冶煉後的鋼水使用雙線多型臥式離心鑄造機進行鑄造；3)熱裝均熱將鑄坯送入直通式天然氣保溫爐進行均熱；4)成型均熱後的鑄坯送立式輾環機進行橫軋成型；5)軋後冷卻軋制後進行堆冷，冷至常溫；6)機械加工成成品，檢驗後包裝入庫。此方法縮短了工藝流程，節省了工序能耗和金屬消耗，提高了產品性能和市場競爭能力。
文檔編號B21B37/74GK102392442SQ201110273089
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者盧震, 李剛, 黃貞益 申請人:馬鞍山市華科實業有限公司