CN102181797B

CN102181797B - 一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法

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Publication number: CN102181797B
Application number: CN2011100863727A
Authority: CN
Inventors: 姚圣法; 吴海洋
Original assignee: JIANGSU GUOJIAN NEW MATERIAL CO Ltd; JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Current assignee: JIANGSU GUOJIAN NEW MATERIAL CO Ltd; JIANGSU TIANSHUN METAL MATERIAL GROUP CO Ltd
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: CN102181797A

Abstract

本发明涉及一种钢绞线的加工方法，是一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法，先由钢厂按化学成份C：0.30～0.5%、Si：0.5～1.9%、Mn：0.5～1.9%、选择一种或几种微量合金元素：Ni：0.1～0.5%、Nb：0.02～0.8%、Cr：0.1～0.8%、Ti：0.02～0.6%、V：0.01～0.1%及余为Fe冶炼并精轧到需要尺寸的盘条钢丝，然后经过定直径一道次拉拔或者不经过拉拔直接捻制成钢绞线，送入加热炉加热到850～1100℃，然后进行为时5～60秒钟淬火，再经过回火加热炉加热到350～520℃回火，通过回火冷却装置冷却处理到常温，最后进行层卷包装检验入库即可。本发明无需酸洗磷化工序，具有环保的优点，保证了产品的性能指标，满足了产品质量的要求的优点，具有节约电能、金相组织一致和节省钢材的优点。

Description

一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法

技术领域

本发明涉及一种钢绞线的加工方法，具体的说是一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法。

背景技术

目前，国内外生产的预应力混凝土用钢绞线已广泛应用于建筑领域，特别是在桥梁工程中得到广泛应用。现有技术中，预应力混凝土用钢绞线生产工艺均为：盘条—酸洗磷化—连续拉拔—捻股—调质热处理—收线—层卷—检验包装入库。该生产工艺必须设有酸洗磷化工序，即采用盐酸或硫酸将盘条钢丝表面的氧化铁皮进行酸洗清除，然后进入磷化池磷化，以便于连续拉拔生产。这样，现有工艺所产生的大量废酸无法得到有效的治理，存在严重的环境污染；而且连续拉拔均采用多台大功率的拉丝机，也严重的浪费了有限的电能资源。现有工艺还存在每当一盘盘条生产完成后，必须停机换盘再开机，将多余的未回火钢丝剪除，无法连续性生产，造成钢材的极大浪费。因此，现有的预应力混凝土用钢绞线的加工方法存在严重环境污染、浪费电能和钢材资源、生产成本较高等缺点，有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法，钢绞线金相组织一致，具有预应力特性，且环保无污染，节省电能和钢材资源，成本低。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法，按以下步骤进行：

⑴由钢厂按以下重量百分比的化学成份：C：0.30～0. 5%，Si：0.5～1.9%，Mn：0.5～1.9%，Ni：0.1～0.5%、Cr:0.1～0.8%，Nb：0.02～0.8%、Ti：0.02～0.6%、V:0.01～0.1%中的一种或几种微量合金元素，Fe：余量，冶炼并精轧到需要尺寸的盘条钢丝；

⑵将精轧好的盘条钢丝经过定直径一道次拉拔或者不经过拉拔直接捻制成钢绞线；

⑶将钢绞线送入加热炉加热到850～1100℃，然后进行5～60秒淬火，再经过回火加热炉加热到350～520℃回火；

⑷通过回火冷却装置冷却处理到常温，进行层卷包装，检验入库。

由于现有技术中，需要连续拉拔，为了便于连续拉拔就必须要有之前的酸洗磷化工序，而本申请无需连续拉拔，先冶炼并精轧到需要尺寸的盘条钢丝，再经一道次拉拔或者不经过拉拔，因此无需酸洗磷化工序，不使用盐酸或硫酸进行酸洗和磷化，具有环保的优点；本申请的化学成份及热处理工序保证了产品的质量要求及性能指标。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.31%、Si：0.58%、Mn:1.8%、Ni：0.12%、Cr:0.8%、Nb：0.045%和Fe：余量。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.35%、Si：1.85%、Mn：0.56%、Ni：0.42%、Cr:0.3% 、V：0.1%和Fe：余量。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.45%、Si：0.55%、Mn:0.8%、Ni：0.1%、Cr:0.5%、V：0.05%、Ti：0.45%和Fe：余量。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.49%、Si：1.55%、Mn：0.6%、Ni：0.5%、Cr:0.1%、Ti：0.55%、Nb：0.7%、V:0.01%和Fe：余量。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，钢绞线金相组织为回火屈氏体或索氏体，晶粒度均达到9级以上。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，步骤⑶中，淬火在中空高压淬火装置中进行，中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6Mpa，通过喷射小孔实现大于等于12Mpa的喷射压力喷射出，以便于迅速淬透钢绞线及心部，使得内外组织均衡化。这样，热处理工艺采用快速感应加热技术和中空超高压快速淬火技术，使得几股钢丝或多股钢丝达到内外组织一致性，经回火后其金相组织为索氏体，具有金相组织一致的优点。

前述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，步骤⑶和⑷中，将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，然后送入淬火装置，再经过回火加热炉，再通过回火冷却装置，最后由后牵引传动系统牵出；前后牵引传动系统的频率差在0.5～1.5HZ。设定频率差使得产品在一定的张力条件下淬火回火，具有低松弛的优点；利用前后牵引之间张力差，使钢材组织在热处理过程中形成形变错位，从而产生预应力的特性，即70%Rm1000h松弛率小于等于2.5%。对焊连接及牵引传动系统牵引达到可连续性生产的目的，大大减少了钢丝停机后浪费，具有节省钢材的优点。

本发明的有益效果是：无酸洗生产的预应力混凝土用钢绞线，不使用盐酸或硫酸进行酸洗和磷化，具有环保的优点；（2）本发明利用化学配方技术和热处理工艺技术相给合，保证了产品的性能指标，满足了产品质量的要求的优点；（3）本发明直接从钢厂精轧成需要直径的盘条钢丝，减少了原生产工艺中需要的多台大功率电机的电能消耗，具有节约电能的优点；（4）热处理工艺采用快速感应加热技术和中空超高压快速淬火技术，使得几股钢丝或多股钢丝达到内外组织一致性，经回火后其金相组织为索氏体，晶粒度均达到9级以上，具有金相组织一致的优点；（5）本发明可通过牵引传动系统牵引达到可连续性生产的目的，大大减少了钢丝停机后浪费，具有节省钢材的优点，又能使钢材组织在热处理过程中形成形变错位，从而产生预应力的特性，即70%Rm1000h松弛率小于等于2.5%。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法，具体流程为：

由钢厂按化学成份C：0.31%、Si：0.58%、Mn:1.8%、Ni：0.12%、Cr:0.8%、Nb：0.045%和Fe：余量，冶炼好并精轧到5mm的盘条钢丝；

将精轧好的盘条钢丝经过定直径一道次拉拔或者不经过拉拔直接捻制成钢绞线；

将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，加热炉加热到850℃，然后送入淬火装置，进行5秒淬火，再经过回火加热炉，回火加热炉加热到350℃回火，再通过回火冷却装置，冷却处理到常温，最后由后牵引传动系统牵出，前后牵引传动系统的频率差在0.5HZ；淬火在中空高压淬火装置中进行，中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6Mpa，通过喷射小孔实现大于等于12Mpa的喷射压力喷射出，以便于迅速淬透钢绞线及心部，使得内外组织均衡化。最后进行层卷包装，检验入库。这样便生产出强度为1860Mpa级的预应力混凝土用钢绞线，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。

实施例2

由钢厂按化学成份C：0.35%、Si：1.85%、Mn：0.56%、Ni：0.42%、Cr:0.3% 、V：0.1%和Fe：余量，冶炼好并精轧到5mm的盘条钢丝；

将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，加热炉加热到900℃，然后送入淬火装置，进行25秒淬火，再经过回火加热炉，回火加热炉加热到400℃回火，再通过回火冷却装置，冷却处理到常温，最后由后牵引传动系统牵出，前后牵引传动系统的频率差在1.0HZ；淬火在中空高压淬火装置中进行，中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6Mpa，通过喷射小孔实现大于等于12Mpa的喷射压力喷射出，以便于迅速淬透钢绞线及心部，使得内外组织均衡化。最后进行层卷包装，检验入库。这样便生产出强度为1860Mpa级的预应力混凝土用钢绞线，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。

实施例3

由钢厂按化学成份C：0.45%、Si：0.55%、Mn:0.8%、Ni：0.1%、Cr:0.5%、V：0.05%、Ti：0.45%和Fe：余量，冶炼好并精轧到5mm的盘条钢丝；

将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，加热炉加热到1000℃，然后送入淬火装置，进行50秒淬火，再经过回火加热炉，回火加热炉加热到480℃回火，再通过回火冷却装置，冷却处理到常温，最后由后牵引传动系统牵出，前后牵引传动系统的频率差在1.2HZ；淬火在中空高压淬火装置中进行，中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6Mpa，通过喷射小孔实现大于等于12Mpa的喷射压力喷射出，以便于迅速淬透钢绞线及心部，使得内外组织均衡化。最后进行层卷包装，检验入库。这样便生产出强度为1860Mpa级的预应力混凝土用钢绞线，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。

实施例4

由钢厂按化学成份C：0.49%、Si：1.55%、Mn：0.6%、Ni：0.5%、Cr:0.1%、Ti：0.55%、Nb：0.7%、V:0.01%和Fe：余量，冶炼好并精轧到5mm的盘条钢丝；

将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，加热炉加热到1100℃，然后送入淬火装置，进行60秒淬火，再经过回火加热炉，回火加热炉加热到520℃回火，再通过回火冷却装置，冷却处理到常温，最后由后牵引传动系统牵出，前后牵引传动系统的频率差在1.5HZ；淬火在中空高压淬火装置中进行，中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6Mpa，通过喷射小孔实现大于等于12Mpa的喷射压力喷射出，以便于迅速淬透钢绞线及心部，使得内外组织均衡化。最后进行层卷包装，检验入库。这样便生产出强度为1860Mpa级的预应力混凝土用钢绞线，其内部金相组织为晶粒度达9级的索氏体。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种预应力混凝土用钢绞线的加工方法，所述钢绞线重量百分比的化学成份为：

C：0.30～0. 5%，

Si：0.5～1.9%，

Mn：0.5～1.9%，

Ni：0.1～0.5%，

Cr:0.1～0.8%，

Nb：0.02～0.8%、Ti：0.02～0.6%、V:0.01～0.1%中的一种或几种微量合金元素，

Fe：余量；

所述加工方法包括：

热处理工序：将钢绞线送入加热炉加热到850～1100℃，然后进行5～60秒淬火，再经过回火加热炉加热到350～520℃回火；

冷却工序：通过回火冷却装置冷却处理到常温，进行层卷包装，检验入库；

其特征在于：

在所述热处理工序前，在钢厂按所述钢绞线的重量百分比化学成份冶炼并精轧到需要尺寸的盘条钢丝，然后将精轧好的盘条钢丝不经过拉拔直接捻制成钢绞线，之后再依次进行所述热处理工序和冷却工序；

所述热处理工序和冷却工序中，将钢绞线经过前牵引传动系统传动依次送入加热炉，然后送入淬火装置，再经过回火加热炉，再通过回火冷却装置，最后由后牵引传动系统牵出；所述前牵引传动系统和后牵引传动系统的频率差在0.5～1.5Hz。

2.如权利要求1所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：所述盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.31%、Si：0.58%、Mn:1.8%、Ni：0.12%、Cr:0.8%、Nb：0.045%和Fe：余量。

3.如权利要求1所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：所述盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.35%、Si：1.85%、Mn：0.56%、Ni：0.42%、Cr:0.3% 、V：0.1%和Fe：余量。

4.如权利要求1所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：所述盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.45%、Si：0.55%、Mn:0.8%、Ni：0.1%、Cr:0.5%、V：0.05%、Ti：0.45%和Fe：余量。

5.如权利要求1所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：所述盘条钢丝按重量百分比由以下化学成份组成：C：0.49%、Si：1.55%、Mn：0.6%、Ni：0.5%、Cr:0.1%、Ti：0.55%、Nb：0.7%、V:0.01%和Fe：余量。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：钢绞线金相组织为回火屈氏体或索氏体，晶粒度均达到9级以上。

7.如权利要求1-5中任一权利要求所述的预应力混凝土用钢绞线的加工方法，其特征在于：所述热处理工序中，淬火在中空高压淬火装置中进行，所述中空高压淬火装置外壁上布满喷射小孔，中空高压淬火装置压力为进口6MPa，通过喷射小孔实现大于等于12MPa的喷射压力喷射出。