CN103485217A - 一种输送带用超高强度钢丝绳 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高强度钢丝绳，包括芯股和边股，其特征在于，所述芯股由三股组成，每股芯股由10～35根中心聚合物丝捻制而成，中心聚合物丝的直径为0.31～0.34mm，所述中间聚合物丝由聚乙烯和聚丙烯组成；边股由内到外依次包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，直径0.8～1.5mm，6根内层钢丝和6根外层钢丝，内层钢丝和外层钢丝直径均为0.5～1.2mm。本发明的有益效果是：成本较低，钢丝强度1600MPa以上，伸长率3%，锌层重量100g/m2以上；钢丝绳破断拉力检测数据：240kN以上；与橡胶结合力检测数据：老化前310N/mm以上，老化后290N/mm以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种输送带用超高强度钢丝绳。
背景技术
目前，GB/T12753-2008输送带用钢丝绳标准中的6×19-WSC-14mm特高强度级的破断拉力为160kN，达不到客户需要的破断拉力为230kN的要求。用目前的原料，含碳量0.70～0.82%的盘条，制造的6×19-WSC-14mm的破断拉力达不到230kN。
CN102975422公开了一种高强度钢丝、其制备方法以及输送带用超高强度钢丝绳。钢丝截面为圆形，直径为2.50mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为100g/m2以上，钢丝强度为1650MPa以上。钢丝绳结构和芯结构为6×19-WSC-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。其有益效果是：钢丝强度1680MPa，伸长率9%，锌层重量126g/m2，扭转32次/360°；钢丝绳破断拉力检测数据：254kN；与橡胶结合力检测数据：老化前322N/mm，老化后300N/mm。但是该钢丝成本较高，不适于大规模工业化生产。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种超高强度输送带用钢丝绳，其具有优异的物理强度，同时生产成本较低。
所述超高强度输送带用钢丝绳包括芯股和边股，其特征在于，所述芯股由三股组成，每股芯股由10～35根中心聚合物丝捻制而成，中心聚合物丝的直径为0.31～0.34mm，所述中间聚合物丝由聚乙烯和聚丙烯组成；边股由内到外依次包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，直径0.8～1.5mm，6根内层钢丝和6根外层钢丝，内层钢丝和外层钢丝直径均为0.5～1.2mm。
优选地，所述中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝的截面为圆形，直径为2.0～3.0mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为100g/m2以上，钢丝强度为1650MPa以上。
优选地，锌层重量为100g/m2～120g/m2，钢丝强度为1650MPa～1750MPa。
优选地，所述中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝的制备方法步骤如下：（1）选用含碳量在0.90～0.95%、直径为4.50～6.50mm的盘条，粗拉至4.0～4.2mm，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25～34m/min，使其组织转变为索氏体，强度达到1250MPa以上；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25～35m/min，使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200g/m2以上；（2）采用中拉工艺，将直径4.0～4.2mm，锌层重量达到200g/m2以上，强度达到1250MPa以上的镀锌钢丝用拉至直径2.10～3.0mm，锌层重量达到100g/m2以上，强度达到1650MPa以上。
优选地，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。
优选地，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→2.74→2.50，单位直径mm，拉丝速度：4m/s。
优选地，所述中间聚合物丝的制备方法包括：先将聚丙乙烯颗粒和聚乙烯颗粒混合均匀，制成混合料;再使混合料通过挤塑机，挤制成丝;之后，将从挤塑机挤出的丝进行冷却，得到直径为0.31～0.34mm的细丝。
优选地，所述中心聚合物丝中聚乙烯和聚丙烯的质量比为0.5:1～2:1，进一步优选为0.8:1～1.5:1，特别优选为1:1。
优选地，挤塑机的头部、中部和尾部的温度分比为270～310℃、220～260℃、130～180℃。
本发明的有益效果是：本发明所述钢丝绳成本较低，钢丝强度1600MPa以上，伸长率3%，锌层重量100g/m2以上；钢丝绳破断拉力检测数据：240kN以上；与橡胶结合力检测数据：老化前310N/mm以上，老化后290N/mm以上。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种超高强度输送带用钢丝绳，包括芯股和边股，所述芯股由三股组成，每股芯股由35根中心聚合物丝捻制而成，中心聚合物丝的直径为0.31mm，所述中间聚合物丝由质量比为1:2的聚乙烯和聚丙烯组成；边股由内到外依次包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝；所述边股的钢股结构为（∮1.00+6×∮0.93）+12×∮0.93，中心钢丝直径1.00mm，内层钢丝和外层钢丝直径0.93mm，所述边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝直径均为圆形，∮0.93强度达到2700MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；∮1.00强度达到2700MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；∮1.05强度达到2500MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；∮1.15强度达到2200MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2。所述边股股直径为4.72mm，捻距为71mm，捻制类型为S；所述钢丝绳直径为14.0mm，捻距为120mm，捻制类型为Z，重量为776kg/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1350MPa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2.50mm强度大于1650MPa锌层重量大于100g/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→2.74→2.50，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2.50mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为100g/m2以上，钢丝强度为1650MPa以上
步骤4：用直径2.50mm的镀锌钢丝制造直径为∮1.15、∮1.05、∮1.00、∮0.93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：
∮2.50拉拔∮0.93拉丝工艺：
2.50→2.48→2.34→2.15→1.97→1.81→1.66→1.52→1.39→1.28→1.17→1.08→0.99→0.93
∮0.93强度达到2700MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；
∮2.50拉拔∮1.00拉丝工艺：
2.50→2.43→2.24→2.06→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→1.00
∮1.00强度达到2700MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；
∮2.50拉拔∮1.05拉丝工艺：
2.50→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.22→1.12→1.05
∮1.05强度达到2500MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2；
∮2.50拉拔∮1.15拉丝工艺：
2.50→2.34→2.16→1.99→1.83→1.68→1.55→1.43→1.32→1.22→1.15
∮1.15强度达到2200MPa，100d扭转值达到20次，锌层重量达到40g/m2。
步骤5：将聚丙乙烯颗粒和聚乙烯颗粒混合均匀，制成混合料；再使混合料通过挤塑机，挤制成丝;之后，将从挤塑机挤出的丝进行冷却，得到直径为0.31mm的细丝。挤塑机的头部、中部和尾部的温度分比为310℃、260℃、180℃。
用所述钢丝和中间聚合物丝制备钢丝绳。
钢丝绳破断拉力检测数据：245kN；与橡胶结合力检测数据：老化前312N/mm，老化后294N/mm。
实施例2
本实施例钢丝绳的制备方法与实施例1基本相同，区别在于：每股芯股由10根中心聚合物丝捻制而成，中心聚合物丝的直径为0.34mm，聚乙烯和聚丙烯的质量比为2:1。
钢丝绳破断拉力检测数据：248kN；与橡胶结合力检测数据：老化前319N/mm以上，老化后302N/mm。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (8)
1.一种超高强度输送带用钢丝绳，包括芯股和边股，其特征在于，所述芯股由三股组成，每股芯股由10～35根中心聚合物丝捻制而成，中心聚合物丝的直径为0.31～0.34mm，所述中间聚合物丝由聚乙烯和聚丙烯组成；边股由内到外依次包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，直径0.8～1.5mm，6根内层钢丝和6根外层钢丝，内层钢丝和外层钢丝直径均为0.5～1.2mm。
2.根据权利要求1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截面为圆形，直径为2.0～3.0mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为100g/m2以上，钢丝强度为1650MPa以上。
3.根据权利要求2所述的超高强度输送带用钢丝绳，其特征在于，锌层重量为100g/m2～120g/m2，钢丝强度为1650MPa～1750MPa。
4.权利要求1或2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制备方法步骤如下：（1）选用含碳量在0.90～0.95%、直径为4.50～6.50mm的盘条，粗拉至4.0～4.2mm，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25～34m/min，使其组织转变为索氏体，强度达到1250MPa以上；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25～35m/min，使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200g/m2以上；（2）采用中拉工艺，将直径4.0～4.2mm，锌层重量达到200g/m2以上，强度达到1250MPa以上的镀锌钢丝用拉至直径2.10～3.0mm，锌层重量达到100g/m2以上，强度达到1650MPa以上。
5.根据权利要求4所述的所述的超高强度输送带用钢丝绳，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。
6.根据权利要求4所述的所述的超高强度输送带用钢丝绳，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→2.74→2.50，单位直径mm，拉丝速度：4m/s。
7.根据权利要求1所述的超高强度输送带用钢丝绳，其特征在于，所述中间聚合物丝的制备方法包括：先将聚丙乙烯颗粒和聚乙烯颗粒混合均匀，制成混合料;再使混合料通过挤塑机，挤制成丝;之后，将从挤塑机挤出的丝进行冷却，得到直径为0.31～0.34mm的细丝。
8.根据权利要求1-7任一项所述的超高强度输送带用钢丝绳，其特征在于，所述中心聚合物丝中聚乙烯和聚丙烯的质量比为0.5:1～2:1，进一步优选为0.8:1～1.5:1，特别优选为1:1。
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