CN110239165B - 建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板包括:不锈钢面板;不锈钢底板;不锈钢蜂窝板;不锈钢侧板。其中,不锈钢蜂窝板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间,该不锈钢蜂窝板采用模压一体成型;不锈钢侧板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间封边。
Description
技术领域
本发明属于楼宇等建筑物的建筑施工或模板的技术领域,更具体地,涉及一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板及其制造方法。
背景技术
目前,传统现浇形式的剪力墙结构存在着现场工作量大、建筑材料浪费多、建筑用水浪费、环境污染严重等问题。已建的装配式剪力墙墙体竖向连接结构多采用套筒灌浆连接、钢筋焊接连接和间接搭接浆锚连接。套筒灌浆连接存在着套筒成本过高、不适合截面较细的钢筋采用等问题;钢筋焊接连接存在着现场焊接工作量大、焊接质量难以保证等问题。
此外,例如中国专利号为201610019725.4、公开号为CN105507459A公开了一种装配式剪力墙上下层组合连接结构,包括对接的上层预制墙体和下层预制墙体,上层预制墙体和下层预制墙体对接时,上层预制墙体上的下凸支撑结构支撑在所述下层预制墙体上,所述上层预制墙体暗柱的结构纵筋与所述下层预制墙体暗柱的结构纵筋一一相对,并采用机械连接,上层预制墙体的结构纵筋Ⅰ与下层预制墙体结构纵筋Ⅱ搭接,所述上层预制墙体与所述下层预制墙体在接缝处采用现浇混凝土结构连接。这种预制墙体尽管可以在一定程度上克服现场浇筑的问题,但是这种混凝土的预制墙体加工周期长,自重大,装配起来也存在一定的困难,并且混凝土墙体本身也受到其使用寿命例如70年的限制,并且难以拆卸和重复使用。
此外,例如中国专利号为201320486407.0、公告号为CN203381250U的专利公开一种锥形蜂窝中空板,其特征在于:锥形蜂窝中空板呈三明治夹层结构,结构构成包含上层挤塑面平板、核心锥形蜂窝结构层和下层挤塑面平板,所述的上层挤塑面平板、核心锥形蜂窝结构层和下层挤塑面平板三层之间相互连接通过三层热压热熔粘接而成,所述的核心锥形蜂窝结构层具有多个中空立体凹陷拉伸锥形模块和多个中空立体凸起拉伸锥形模块在核心锥形蜂窝结构层上下交错布置嵌套。但是,这种蜂窝中空板由于其材质和加工工艺的限制,其强度很低,使用寿命也局限在数年之内,因而其实质上也不能应用到建筑施工和模板领域。
进一步,目前例如2.5mm厚的不锈钢板的屈服强度一般都小于0.235kMPa,达不到普通建筑用墙板或楼板的承重强度以及70年的寿命要求。
因此,为了解决上述现有技术的诸多不足和缺陷,有必要研究一种能够抵抗低温的且强度更高的、建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板及其制造方法。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明,根据本发明一方面,提供了一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板;
不锈钢底板;
不锈钢蜂窝板;
不锈钢侧板。
其中,不锈钢蜂窝板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间,该不锈钢蜂窝板采用模压一体成型;不锈钢侧板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间封边;
其中所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板的化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝板用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.9kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
根据本发明另一方面,在不锈钢蜂窝板的蜂窝内可以设置耐火隔音材料。
根据本发明另一方面,所述耐火隔音材料为岩棉等耐火轻质材料。
根据本发明另一方面,所述中空复合板的长宽高分别为1000-6000mm、100-1500mm、10-150mm,所述不锈钢面板和不锈钢底板的壁厚为0.3-2mm,不锈钢蜂窝板的蜂窝的壁厚为0.3-1.5mm,蜂窝的中心距为10-300mm,蜂窝的大小为
根据本发明另一方面,所述焊接具体为电阻焊、激光焊或者等离子焊。
根据本发明另一方面,所述中空复合板用作装配式墙板或楼板。
根据本发明另一方面,还包括设置在所述不锈钢侧板上的不锈钢搭接结构,用于相邻的所述中空复合板之间的搭接。
根据本发明另一方面,还提供了一种用于制造如所述的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板的方法,其特征在于:
精炼并获得下述化学成份及质量分数的钢水,其中化学成份及质量分数为:C0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.9kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
根据本发明另一方面,还提供了一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板;
不锈钢底板;
不锈钢蜂窝板;
不锈钢侧板。
其中,不锈钢蜂窝板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间,该不锈钢蜂窝板采用模压一体成型;不锈钢侧板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间封边;
其中所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板的化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板在压力机上用模具冷成型,获得屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板连接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1.本发明的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板具有更高的韧性,能够适应于零下40度甚至更低的室外环境,大大扩展了产品的适应范围和场景;
2.在制得相应不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢侧板的基础上,创造性地对其进行了进一步的热处理,使得这些不锈钢板在减少自重的同时获得了大于0.65kMPa的断裂强度和大于0.39kMPa的屈服强度,大大超过了常规的不锈钢板的屈服强度;
3.模压一体成型的蜂窝板结构通过进一步冷成型或热成型实现了上述的大于0.39Mpa甚至大于例如0.90Mpa的屈服强度,这种成型结构明显优于焊接、粘接等连接方式;本发明的高强度不锈钢中空复合板可拆卸重复使用,其寿命可以超过100年以上。
附图说明
图1是根据本发明一种优选实施例的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板的部分断面示意图。
图2是根据本发明另一种优选实施例的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式,这里的具体实施方式在于详细地说明本发明,而不应理解为对本发明的限制,在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
参见图1-2,本发明提供了一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板1;
不锈钢底板3;
不锈钢蜂窝板2,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间,该不锈钢蜂窝板2采用模压一体成型;以及
不锈钢侧板4、5,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间封边;
其中所述不锈钢面板1、不锈钢底板3、不锈钢蜂窝板2和不锈钢侧板4、5的化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将锈钢蜂窝用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.90kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
可以理解的是,该不锈钢中空复合板用于装配式建筑,例如用作装配式墙板、楼板等等,其断裂强度和屈服强度很高,寿命可以达到150-200年。与之相对的是,普通的不锈钢板的屈服强度一般都小于0.235kMPa。
优选地,在不锈钢蜂窝板2的蜂窝内可以设置耐火隔音材料。
优选地,所述耐火隔音材料为岩棉等耐火轻质材料。
优选地,所述中空复合板的长宽高分别为1000-6000mm、100-1500mm、10-150mm,所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢侧板的壁厚为0.3-2mm,不锈钢蜂窝板的蜂窝的壁厚为0.3-1.5mm,蜂窝的中心距为10-300mm,蜂窝的大小为
可以理解的是,所述不锈钢面板、侧板和不锈钢底板的屈服强度是与其厚度正相关的,其厚度为0.3mm时,可以获得0.39kMPa的屈服强度。
优选地,所述焊接具体为电阻焊、激光焊或者等离子焊。
优选地,所述中空复合板用作装配式墙板或楼板。
优选地,还包括设置在所述不锈钢侧板4、5上的不锈钢搭接结构(未示出),用于相邻的所述中空复合板之间的搭接。
优选地,所述不锈钢底板上设置有向上延伸的封边。例如可以通过向上弯折不锈钢底板的边缘来形成所述封边。该封边可以用于与不锈钢侧板焊接。
优选地,还提供了一种用于制造如所述的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板的方法,其特征在于:
精炼并获得下述化学成份及质量分数的钢水,其中化学成份及质量分数为:C0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.9kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
优选地,所述精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水具体包括以下步骤:
S1,选用红土镍矿为原料,经高炉冶炼成为含镍生铁,采用AOD直接冶炼,以及用电炉将所述含镍生铁块熔化成为含镍铁水,经过AOD工艺进行脱碳;
S2,AOD扒渣后钢水进入LF炉,加入合成渣,调整合金成分,加热升温吹氩精炼进行脱氧和/或脱硫去杂,获得精炼的钢水。
该建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板具有更高的韧性,能够适应于零下40度甚至更低的室外环境,大大扩展了产品的适应范围和场景;本发明通过研究特定的组分,在制得相应不锈钢面板1、不锈钢底板3和不锈钢侧板4、5的基础上,创造性地对其进行了进一步的热处理,使得这些不锈钢板在减少自重的同时获得了大于0.65kMPa的断裂强度和大于0.39kMPa的屈服强度,大大超过了常规的不锈钢板的屈服强度;通过模压一体成型的蜂窝板结构通过进一步冷成型或热成型实现了上述的大于0.39Mpa甚至大于例如0.90Mpa的屈服强度,这种成型结构明显优于焊接、粘接等连接方式;本发明的高强度不锈钢中空复合板可拆卸重复使用,其寿命可以超过100年以上。
实施例2
参见图1-2,本发明提供了一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板1;
不锈钢底板3;
不锈钢蜂窝板2,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间,该不锈钢蜂窝板2采用模压一体成型;以及
不锈钢侧板4、5,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间封边,且围绕所述不锈钢蜂窝板2的四周设置。
优选地,其中所述不锈钢面板1、不锈钢底板3、不锈钢蜂窝板2和不锈钢侧板4、5的化学成份及质量分数为:C含量0.13%、Mn含量0.44%、Si含量0.42%、S含量0.0005%、P含量0.05%、Cr含量13%、Ni含量1.53%、Cu含量为0.01%、Mo含量为0.01%,余量为Fe。
优选地,所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过750℃的回火处理,获得断裂强度为0.7kMPa且屈服强度为0.42kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板加热至1000℃压成型再经过200℃回火,获得断裂强度为1.15kMPa且屈服强度为0.95kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
优选地,所述中空复合板的长宽高分别为4000mm、400mm、60mm。
优选地,其它与实施例1相同的内容在此省略。
实施例3
优选地,参见图1-2,本发明还提供了一种建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板1;
不锈钢底板3;
不锈钢蜂窝板2,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间,该不锈钢蜂窝板2采用模压一体成型;以及
不锈钢侧板4、5,其设置在所述不锈钢面板1和不锈钢底板3之间,且围绕所述不锈钢蜂窝板2的四周设置。
优选地,其中所述不锈钢面板1、不锈钢底板3、不锈钢蜂窝板2和不锈钢侧板4、5的化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19,Si≤1,Mn≤1,P≤0.080,S≤0.015,13.00≤Cr≤15.00,1.5≤Ni≤2.2,Mo≤0.15,Cu≤0.25,余量为Fe;
所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝用板以及不锈钢侧板:
将不锈钢蜂窝用板在压力机上用模具冷成型,获得屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板连接形成所述建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
优选地,不锈钢蜂窝板2通过热成型或冷成型的方式成型。可以理解的是,冷成型形成的蜂窝板的强度相对较低,例如屈服强度大于0.39kMPa。而热成型的蜂窝板的强度进一步提高,例如屈服强度大于0.9kMPa。
优选地,热成型具体为不锈钢蜂窝用板加热到950-1050℃,成型后再经过150-280℃回火,然后通过例如风冷、水冷、油冷或自然冷却获得最终的建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板。
可以理解的是,相比于前述的更高屈服强度的不锈钢中空复合板,尽管其屈服强度相对低,但是其可以应用在强度要求不太高的场合,例如临时建筑的搭建,其同样可以实现快速组装、可拆卸和重复利用的目的。
优选地,不锈钢面板1、不锈钢底板3、不锈钢蜂窝板2和不锈钢侧板4、5的连接方式可以为焊接、高强度金属胶粘接等方式。
优选地,在所述底板上连接蜂窝板,然后再蜂窝板上连接所述面板,最后再将所述侧板连接在蜂窝板的四周以及底板和面板之间。
综上所述,本发明的有益效果在于以下的一个或多个:
该建筑施工或模板用高强度不锈钢中空复合板具有更高的韧性,能够适应于零下40度甚至更低的室外环境,大大扩展了产品的适应范围和场景;
在制得相应不锈钢面板1、不锈钢底板3和不锈钢侧板4、5的基础上,创造性地对其进行了进一步的热处理,使得这些不锈钢板在减少自重的同时获得了大于0.65kMPa的断裂强度和大于0.39kMPa的屈服强度,大大超过了常规的不锈钢板的屈服强度;
通过模压一体成型的蜂窝板结构通过进一步冷成型或热成型实现了上述的大于0.39Mpa甚至大于例如0.9Mpa的屈服强度,这种成型结构明显优于焊接、粘接等连接方式;本发明的高强度不锈钢中空复合板可拆卸重复使用,其寿命可以超过100年以上。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是,在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下,可以做出各种变形和修改,这些都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于包括:
不锈钢面板;
不锈钢底板;
不锈钢蜂窝板;
不锈钢侧板;
其中,不锈钢蜂窝板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间,该不锈钢蜂窝板采用模压一体成型;不锈钢侧板设置在所述不锈钢面板和不锈钢底板之间封边;
其中所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板的化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19%, Si≤1%,Mn≤1%,P≤0.080%,S≤0.015%,13.00%≤ Cr ≤15.00%,1.5%≤Ni ≤2.2%,Mo≤0.15%,Cu≤0.25%,余量为Fe;
所述建筑施工用高强度不锈钢中空复合板通过以下方法制备:
精炼并获得上述化学成份及质量分数的钢水;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝板用板以及不锈钢侧板;
将不锈钢蜂窝板用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.9kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工用高强度不锈钢中空复合板。
2.根据权利要求1中所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于在不锈钢蜂窝板的蜂窝内设置耐火隔音材料。
3.根据权利要求2中所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于所述耐火隔音材料为岩棉。
4.根据权利要求1中所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于所述焊接为电阻焊、激光焊或者等离子焊。
5.根据权利要求4所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于所述中空复合板用作装配式墙板或楼板。
6.根据权利要求4所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板,其特征在于还包括设置在所述不锈钢侧板上的不锈钢搭接结构,用于相邻的所述中空复合板之间的搭接。
7.一种用于制造如权利要求1-6任一项所述的建筑施工用高强度不锈钢中空复合板的方法,其特征在于:
精炼并获得下述化学成份及质量分数的钢水,其中化学成份及质量分数为:C 0.065~0.19%,Si≤1%,Mn≤1%,P≤0.080%,S≤0.015%,13.00%≤ Cr ≤15.00%,1.5%≤Ni ≤2.2%,Mo≤0.15%,Cu≤0.25%,余量为Fe;
将精炼的钢水连铸成坯,经过加工形成预定规格的钢板,经过650-800℃的回火处理,获得断裂强度大于0.65kMPa且屈服强度大于0.39kMPa的所述不锈钢面板、不锈钢底板和不锈钢蜂窝板用板以及不锈钢侧板;
将不锈钢蜂窝板用板加热至950-1050℃压成型再经过150-280℃回火,获得断裂强度大于1.1kMPa且屈服强度大于0.9kMPa的所述不锈钢蜂窝板;
将所述不锈钢面板、不锈钢底板、不锈钢蜂窝板和不锈钢侧板焊接形成所述建筑施工用高强度不锈钢中空复合板。
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