CN102991015A - 一种高强度钢丝、其制备方法以及新型输送带用超高强度钢丝绳 - Google Patents
一种高强度钢丝、其制备方法以及新型输送带用超高强度钢丝绳 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高强度钢丝、其制备方法以及新型输送带用超高强度钢丝绳。钢丝截面为圆形,直径为2.80mm,钢丝表面附有锌层,锌层重量为150g/m2以上,钢丝强度为1650MPa以上。纲丝绳结构和芯结构为6×19W+21→14mm,包括芯股和边股,所述芯股和边股均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝,所述芯股和边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝均由超高强度钢丝拉拨而成。本发明的有益效果是:1615MPa,伸长率6%,锌层重量150g/m2,扭转30次/360°;钢丝绳破断拉力检测数据:212kN;与橡胶结合力检测数据:老化前330N/mm,老化后290N/mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度钢丝、其制备方法以及新型输送带用超高强度钢丝绳。
背景技术
目前,GB/T 12753-2008输送带用钢丝绳标准中的6×19W+21-∮14mm特高强度级的破断拉力为164KN,达不到客户需要的破断拉力为205kN的要求。用采用原料,含碳0.90~0.92%的盘条,并将钢丝绳结构设计为6×19W+21-∮14mm达到205KN。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种高强度钢丝、其制备方法。本发明还提供一种输送带用超高强度钢丝绳6×19W+21-∮14mm,使其破断拉力达到205kn,钢丝的锌层重量达到40g/m2,钢丝绳与橡胶的结合力达到232N/mm。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种超高强度钢丝,它截面为圆形,直径为2.80mm,钢丝表面附有锌层,锌层重量为150g/m2以上,钢丝强度为1650MPa以上。
优选的,锌层重量为:150g/m2~170g/m2,钢丝强度为1650MPa~1750MPa。
一种超高强度钢丝的制造方法,步骤如下:
(1)选用含碳量在0.90~0.95%、直径为5.50mm的盘条,粗拉至4.10mm,然后热处理,热处理工艺:钢丝加热温度900℃~920℃,铅浴淬火温度580℃~600℃,钢丝在加热炉和铅浴中运行线速度29m/min,使其组织转变为索氏体,强度达到1300MPa;再热镀锌,热镀锌工艺:锌浴温度440℃~460℃,钢丝在锌池中运行线速度29m/min,使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200g/m2。
(2)采用中拉工艺,将直径4.10mm,锌层重量达到200g/m2,强度达到1300MPa镀锌钢丝用拉至直径2.80mm,锌层重量达到150g/m2,强度达到1650MPa。
步骤(1)中所述拉丝采用LT8/560拉丝机,拉拔工艺:
5.50→5.00→4.50→4.10,拉丝速度:6m/s。
制造设备:连续热处理热镀锌线。
步骤(2)中拉丝采用LT10/560拉丝机,拉拔工艺:4.10→3.80→3.41→3.06→2.80,拉丝速度:4m/s。
一种超高强度输送带用钢丝绳,其纲丝绳结构和芯结构为6×19W+21→14mm(6×19表示钢丝绳结构,W表示钢股结构:1+6+6/6,21表示中心钢股结构:3×1+6+6/614mm表示钢丝绳直径),包括芯股和边股,所述芯股和边股由内到外依次均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝,所述芯股的钢股结构为(3×∮0.60)+6×∮1.17+6×∮0.95+6×∮1.25,即3根中心钢丝,直径0.60mm,6根内层钢丝,直径1.17mm,12根外层钢丝,由直径0.95mm和1.25mm的钢丝交替排列而成;所述边股的钢股结构为1×∮1.02+6×∮0.95+6×∮1.02+6×∮0.77,即1根中心钢丝,直径1.02mm,6根内层钢丝,直径0.95mm,12根外层钢丝,由直径1.02mm和0.77mm的钢丝交替排列而成;所述芯股和边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝均由前述的超高强度钢丝拉拨而成。
使用LT21/380拉丝机制造钢丝绳所用钢丝,使钢丝绳中所用的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝的拉拨工艺如下:
∮2.80拉拔∮0.60拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.66→2.45→2.26→2.09→1.93→1.78→1.64→1.51→1.39→1.28→1.18→1.09→1.00→0.92→0.85→0.85→0.78→0.72→0.66→0.60;
∮0.60mm强度达到2400MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.77拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.66→2.45→2.25→2.07→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→0.97→0.89→0.82→0.77
∮0.77mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.95拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.60→2.39→2.19→2.01→1.85→1.70→1.56→1.43→1.31→1.20→1.10→1.01→0.95
∮0.95mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.02拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.59→2.38→2.18→2.00→1.84→1.69→1.55→1.42→1.30→1.190→1.09→1.02
∮1.02mm强度达到2300MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.17拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.74→2.51→2.30→2.11→1.94→1.78→1.63→1.49→1.37→1.26→1.17
∮1.20mm强度达到2050MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.25拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.61→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.25
∮1.25mm强度达到2000MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2。
所述中心钢丝由3根0.60mm钢丝捻制而成,3根钢丝的直径为1.28mm,捻距为9mm,捻制类型为Z(S);芯股股直径为5.49mm,捻距为45mm,捻制类型为Z;所述边股股直径为4.80mm,捻距为39mm,捻制类型为S;所述钢丝绳直径为14.0mm,捻距为112mm,捻制类型为Z,重量为780kg/km。
本发明的有益效果是:
(1)∮4.10mm热镀锌钢丝检测数据:强度1340MPa,伸长率10.2%,锌层重量200g/m2;
(2)∮2.80mm中拉镀锌钢丝检测数据:强度1615MPa,伸长率6%,锌层重量150g/m2,扭转30次/360°;
(3)∮0.60、∮0.77、∮0.95、∮1.02、∮1.20、∮1.25制绳前钢丝检测数据:
直径 | 强度平均值 | 扭转 | 伸长率 | 锌层重量 |
mm | Mpa | 次/360° | % | g/m2 |
1.25 | 2030 | 37 | 6.6 | 75.2 |
1.2 | 2099 | 34 | 6.9 | 74.1 |
1.02 | 2364 | 32 | 6.6 | 62.2 |
0.95 | 2385 | 35 | 6.9 | 60.4 |
0.77 | 2366 | 36 | 6.9 | 48.7 |
0.60 | 2482 | 35 | 6.2 | 45.3 |
(4)超高强度输送带用钢丝绳6X19W+21→∮14mm的破断拉力检测数据:212kN。
(5)超高强度输送带用钢丝绳6X19W+21→∮14mm与橡胶结合力检测数据:老化前330N/mm,老化后290N/mm。
附图说明
图1是6×19W+21-∮14mm输送带用钢丝绳横截面。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述,应该说明的是,下述说明仅是为了解释本发明,并不对其内容进行限定。
按照超高强度输送带用钢丝绳6×19W+21-∮14mm选用的材料和控制参数,可以实现规模生产。
如图1所示,一种超高强度输送带用钢丝绳,其纲丝绳结构和芯结构为6×19W+21→14mm,包括芯股和边股,所述芯股和边股均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝,所述芯股的钢股结构为(3×∮0.60)+6×∮1.17+6×∮0.95+6×∮1.25,中心钢丝直径0.60mm,内层钢丝直径1.17mm,外层钢丝由直径0.95mm和1.25mm的钢丝交替排列而成;所述边股的钢股结构为1×∮1.02+6×∮0.95+6×∮1.02+6×∮0.77,中心钢丝直径1.02mm,内层钢丝0.95mm,外层钢丝由直径1.02mm和0.77mm的钢丝交替排列而成;所述芯股和边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝直径均为圆形;∮0.60mm强度达到2400MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;∮0.77mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;∮0.95mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;∮1.02mm强度达到2300MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;∮1.20mm强度达到2050MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;∮1.25mm强度达到2000MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2。所述中心钢丝由3根0.60mm钢丝捻制而成,3根钢丝的直径为1.28mm,捻距为9mm,捻制类型为Z;芯股股直径为5.49mm,捻距为45mm,捻制类型为Z;所述边股股直径为4.80mm,捻距为39mm,捻制类型为S;所述钢丝绳直径为14.0mm,捻距为112mm,捻制类型为Z,重量为780kg/km。
一种超高强度钢丝绳的制造方法,步骤如下:
(1)选用含碳量在0.90~0.95%、直径为5.50mm的盘条,粗拉至4.10mm,生产设备:LT10/560拉丝机,拉拔工艺:5.50→5.00→4.50→4.10,拉丝速度:6m/s。
(2)用直径4.10mm的粗拉钢丝制造直径4.10mm强度大于1300MPa锌层重量大于200g/m2的镀锌钢丝。
制造设备:连续热处理热镀锌线。
热处理工艺:直径4.10mm钢丝加热温度900℃~920℃,铅浴淬火温度580℃~600℃,钢丝在加热炉和铅浴中运行线速度29m/min。
热镀锌工艺:锌浴温度440℃~460℃,钢丝在锌池中运行线速度29m/min。
步骤3:用直径4.10mm的镀锌钢丝制造直径2.80mm强度大于1650MPa锌层重量大于150g/m2的镀锌钢丝。
生产设备:LT10/560拉丝机,拉拔工艺:4.10→3.80→3.41→3.06→2.80,拉丝速度:4m/s。
该步骤中制得的超高强度钢丝,它截面为圆形,直径为2.80mm,钢丝表面附有锌层,锌层重量为150g/m2以上,钢丝强度为1650MPa以上
步骤4:用直径2.80mm的镀锌钢丝制造直径为∮1.25、∮1.17、∮1.02、∮0.95∮0.77∮0.60镀锌钢丝。
使用LT21/380拉丝机制造钢丝绳所用钢丝,使钢丝绳中所用的钢丝:
∮2.80拉拔∮0.60拉丝工艺:
2.80→2.66→2.45→2.26→2.09→1.93→1.78→1.64→1.51→1.39→1.28→1.18→1.09→1.00→0.92→0.85→0.85→0.78→0.72→0.66→0.60;
∮0.60mm强度达到2400MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.77拉丝工艺:
2.80→2.66→2.45→2.25→2.07→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→0.97→0.89→0.82→0.77
∮0.77mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.95拉丝工艺:
2.80→2.60→2.39→2.19→2.01→1.85→1.70→1.56→1.43→1.31→1.20→1.10→1.01→0.95
∮0.95mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.02拉丝工艺:
2.80→2.59→2.38→2.18→2.00→1.84→1.69→1.55→1.42→1.30→1.190→1.09→1.02
∮1.02mm强度达到2300MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.17拉丝工艺:
2.80→2.74→2.51→2.30→2.11→1.94→1.78→1.63→1.49→1.37→1.26→1.17
∮1.20mm强度达到2050MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.25拉丝工艺:
2.80→2.61→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.25
∮1.25mm强度达到2000MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2。
6×19W+21-∮14mm输送带用钢丝绳捻股及合绳参数表1
步骤5:钢丝绳生产步骤:
1芯股生产步骤
步骤1:生产下捻,钢股结构:3×∮0.60,钢丝直径:∮0.60mm
设备GG6/200捻制参数见上表1。
步骤2:生产上捻,钢股结构:(3×∮0.60)+6×∮1.17+6×∮0.95+6×∮1.25,
设备GG18/200捻制参数见上表1。
2边股生产步骤
步骤:钢股结构:1×∮1.02+6×∮0.95+6×∮1.02+6×∮0.77,
设备GG18/200捻制参数见上表1。
3合绳生产步骤:生产设备SG6/630捻制参数见上表1。
(3×∮0.60+6×∮1.17+6×∮0.95+6×∮1.25)+6×(1×∮1.02+6×∮0.95+6×∮1.02+6×∮0.77)
设备GG18/200捻制参数见上表1。
下捻指:捻制中心钢丝和内层钢丝;上捻指:捻制外层钢丝。
本实施例的有益效果是:
(1)∮4.10mm热镀锌钢丝检测数据:强度1340MPa,伸长率10.2%,锌层重量200g/m2;
(2)∮2.80mm中拉镀锌钢丝检测数据:强度1615MPa,伸长率6%,锌层重量150g/m2,扭转30次/360°;
(3)∮0.60、∮0.77、∮0.95、∮1.02、∮1.20、∮1.25制绳前钢丝检测数据:
直径 | 强度平均值 | 扭转 | 伸长率 | 锌层重量 |
mm | Mpa | 次/360° | % | g/m2 |
1.25 | 2030 | 37 | 6.6 | 75.2 |
1.2 | 2099 | 34 | 6.9 | 74.1 |
1.02 | 2364 | 32 | 6.6 | 62.2 |
0.95 | 2385 | 35 | 6.9 | 60.4 |
0.77 | 2366 | 36 | 6.9 | 48.7 |
0.60 | 2482 | 35 | 6.2 | 45.3 |
(4)超高强度输送带用钢丝绳6X19W+21→∮14mm的破断拉力检测数据:212kN。
(5)超高强度输送带用钢丝绳6X19W+21→∮14mm与橡胶结合力检测数据:老化前330N/mm,老化后290N/mm。
Claims (8)
1.一种超高强度钢丝,其特征在于,它截面为圆形,直径为2.80mm,钢丝表面附有锌层,锌层重量为150g/m2以上,钢丝强度为1650MPa以上。
2.根据权利要求1所述的超高强度钢丝,其特征在于,锌层重量为:150g/m2~170g/m2,钢丝强度为1650MPa~1750MPa。
3.权利要求1所述的超高强度钢丝的制造方法,其特征在于,步骤如下:
(1)选用含碳量在0.90~0.95%、直径为5.50mm的盘条,粗拉至4.10mm,然后热处理,热处理工艺:钢丝加热温度900℃~920℃,铅浴淬火温度580℃~600℃,钢丝在加热炉和铅浴中运行线速度29m/min,使其组织转变为索氏体,强度达到1300MPa;再热镀锌,热镀锌工艺:锌浴温度440℃~460℃,钢丝在锌池中运行线速度29m/min,使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200g/m2;
(2)采用中拉工艺,将直径4.10mm,锌层重量达到200g/m2,强度达到1300MPa镀锌钢丝用拉至直径2.80mm,锌层重量达到150g/m2,强度达到1650MPa。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述拉丝采用LT8/560拉丝机,拉拔工艺为依次采用以下工序拉拨而成:5.50→5.00→4.50→4.10,单位直径mm,拉丝速度:6m/s。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中拉丝采用LT10/560拉丝机,拉拔工艺为依次采用以下工序拉拨而成:4.10→3.80→3.41→3.06→2.80,单位直径mm,拉丝速度:4m/s。
6.一种超高强度输送带用钢丝绳,其纲丝绳结构和芯结构为6×19W+21→14mm,包括芯股和边股,所述芯股和边股均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝,所述芯股的钢股结构为:3根中心钢丝,直径0.60mm,6根内层钢丝,直径1.17mm,12根外层钢丝,由直径0.95mm和1.25mm的钢丝交替排列而成;所述边股的钢股结构为:即1根中心钢丝,直径1.02mm,6根内层钢丝,直径0.95mm,12根外层钢丝,由直径1.02mm和0.77mm的钢丝交替排列而成;所述芯股和边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝均由权利要求1所述的超高强度钢丝拉拨而成。
7.根据权利要求6所述的超高强度输送带用钢丝绳,其特征在于,所述中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝的拉拨工艺如下:
∮2.80拉拔∮0.60拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.66→2.45→2.26→2.09→1.93→1.78→1.64→1.51→1.39→1.28→1.18→1.09→1.00→0.92→0.85→0.85→0.78→0.72→0.66→0.60;
∮0.60mm强度达到2400MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.77拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.66→2.45→2.25→2.07→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→0.97→0.89→0.82→0.77
∮0.77mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮0.95拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.60→2.39→2.19→2.01→1.85→1.70→1.56→1.43→1.31→1.20→1.10→1.01→0.95
∮0.95mm强度达到2350MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.02拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.59→2.38→2.18→2.00→1.84→1.69→1.55→1.42→1.30→1.190→1.09→1.02
∮1.02mm强度达到2300MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.17拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.74→2.51→2.30→2.11→1.94→1.78→1.63→1.49→1.37→1.26→1.17
∮1.20mm强度达到2050MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2;
∮2.80拉拔∮1.25拉丝工艺,依次以下工序拉拨而成,单位直径mm:
2.80→2.61→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.25
∮1.25mm强度达到2000MPa,100d扭转值达到30次,锌层重量达到40g/m2。
8.根据权利要求6所述的超高强度输送带用钢丝绳,其特征在于,所述中心钢丝由3根0.60mm钢丝捻制而成,3根钢丝的直径为1.28mm,捻距为9mm,捻制类型为Z;芯股股直径为5.49mm,捻距为45mm,捻制类型为Z;所述边股股直径为4.80mm,捻距为39mm,捻制类型为S;所述钢丝绳直径为14.0mm,捻距为112mm,捻制类型为Z,重量为780kg/km。
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