CN107739978A - 一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢丝绳用钢应用领域，具体涉及一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法，该钢丝绳用钢的化学成分质量百分比为：C：0.64～0.69％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.30～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质，部分化学成分的目标质量百分比为：C：0.65％、Mn：0.50％、Si：0.15％；夹杂物尺寸控制在8μm以下，具体步骤如下：1)将上述钢成分制成的盘条，经过除鳞、拉拔到第一次退火、再拉拔到第二次退火后拉拔得到

Description

一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法
技术领域
本发明属于钢丝绳用钢应用领域，具体提供一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法。
背景技术
电梯轿厢是在电梯钢丝绳牵引下运行的，电梯钢丝绳运行平稳、噪音小、不易断裂即耐用，是高速电梯基本要求。
由图1所示，传统电梯钢丝绳都是用直径为0.47mm～0.81mm通过捻股制成外径为12～16mm，抗拉强度为1570MPa，图2为该种电梯钢丝绳横截面。该种钢丝绳运行时与转鼓是点接触，在转鼓上承受的应力如图3所示。由图可以看出离转鼓最远的金属质点承受的弯曲应力最大，其承受的应力还有来自轿厢的重力引起的，两拉应力相加。另外与转鼓相接触的是点接触。这两点都会造成对钢丝的损坏，导致钢丝寿命降低。
因此，对于用户高要求的制造高速电梯用钢丝绳，一方面需要生产强度高的电梯钢丝绳用钢，具有非常好的拉拔性能，且控制钢体中的夹杂物，减少拉拔及其捻制过程中发生的断丝；另一方面，在钢丝生产工艺上，需要考虑如何解决钢丝绳在使用过程中的损耗和噪音问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的是提供一种使用寿命更长且减少噪音产生的电梯钢丝绳。
本发明提供一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法，该钢丝绳用钢的化学成分的质量百分比为：C：0.64～0.69％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.30～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质，部分化学成分的目标质量百分比为：C：0.65％、Mn：0.50％、Si：0.15％；夹杂物尺寸控制在8μm以下，具体步骤如下：
1)将用上述钢成分制成的盘条，经过除鳞、拉拔到第一次退火、再拉拔到第二次退火后拉拔得到的钢丝，第二次退火后的拉拔道次为6，最后捻股形成电梯钢丝绳半成品。
2)将上述钢丝绳半成品通过包塑成扁带，扁带厚度为3mm,得到高速静音耐用的电梯钢丝绳。
具体的，第一次退火温度为800～830℃，第二次退火温度为810～815℃。
本发明成分范围设定的理由，尤其是C的含量的选择基于冷拔强度增量的公式，σb＝σB+Δσb(1)
式中：σb：钢丝冷拉后抗拉强度，kg/mm2；
σB：钢丝铅淬火后抗拉强度，kg/mm2；
Δσb：钢丝冷拉后抗拉强度增加值，kg/mm2，
式中：C：钢的碳含量，％；
Q：拉拔总压缩率，％；
D：拉拔前直径，mm；
d：拉拔后直径，mm；
n：拉拔道次；
qcp：钢丝部分压缩率，％；
当n为6，D为0.9mm，d为0.17mm时，
Q＝(1-(d2/D2))×100％＝96.4％
qcp＝42.5％
σB＝100C+49
σb＝100C+49+177.3C+79.35(kg/mm2)
若要钢丝冷拉后抗拉强度σb大于3000MPa，则(100C+49+177.3C+79.35)×9.8≥3000，则C≥0.64％，在冷拉状态下，钢的抗拉强度随着含碳量的增加而不断提高、塑性随着碳含量的增加而降低。确保制得的产品满足超高强的抗拉要求和一定的韧性，因此选择C的化学成分质量百分比在0.64～0.69的范围。
P、S等元素含量要求尽可能低。因为磷在钢中具有容易造成偏析、降低钢的低温冲击韧性、提高脆性转变温度等不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂，还影响钢的低温冲击韧性。因此，本发明尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，通过对铁水进行脱硫处理等手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。
对夹杂物大小的控制，由于钢中非金属夹杂物尺寸只要大于被加工钢丝直径的5％，即可导致钢丝在冷拔和捻股过程中脆性断裂，如果要制得直径小于0.2mm的钢丝，为防止断丝问题，夹杂物的大小应控制在10μm以下。因此，本发明将夹杂物尺寸控制在8μm以下。
夹杂物尺寸的控制的方法在于，在精炼过程中采用低碱度渣在合适的温度范围内能够吸附钢中Al2O3夹杂形成低熔点的锰铝榴石或钙斜长石夹杂物，这些低熔点的夹杂物随着钢的变形而变形，随着变形程度的增加，从而大大降低夹杂物的尺寸。
本发明制备钢丝绳的原理在于：当电梯钢丝绳直径为比较粗时，如常用的3～5mm，用该钢制作就不能达到3000MPa以上，即使达到3000MPa以上，也几乎不能用，因为电梯钢丝绳在使用时，是通过卷扬机使用的，如此硬的粗钢丝，不能承受如此频繁的卷曲工作；若用直径为0.15～0.19mm抗拉强度为3000MPa以上钢丝，通过多股捻股制成的电梯钢丝绳，则有如下优势：承受的总力相同，横截面积将大大缩小；或横截面积相同，承受的总力将大大增加。由于单个钢丝很细，承受频繁弯曲没有问题，由于钢丝绳直径已足够小，单个钢丝可看成是由点串成，整个钢丝绳受扭时，单个钢丝之间不会产生剪力，使钢丝更耐用。因此，由于有钢中的夹杂物尺寸小于8μm、钢的拉拔性能好的保证，用直径小于0.2mm钢丝代替直径为3～5mm钢丝，只要用此钢制作钢丝生产过程中，退火时钢丝直径与成品钢丝直径之比大于5.3，就可生产强度大于3000MPa的超高强电梯钢丝绳。
在强度高达3000MPa的钢丝绳的基础上，通过包塑成扁带，如图4所示，扁带厚度大约3mm，这样可大大减少包塑带厚度，从而可大大减小如图3中的弯曲应力，另外包塑带与转鼓接触的是面接触，会大大减小接触应力，从而增加钢丝绳的使用寿命，也可提高电梯运行速度，减少噪音。
本发明的有益效果在于：通过本方法生产的电梯钢丝绳，具有高强，静音、耐用的优点，且工艺简单，适于生产应用。
附图说明
图1：高速电梯的电梯钢丝绳工作情景；
图2：传统电梯钢丝绳的横截面；
图3：传统电梯钢丝绳转鼓上承受的应力示意图；
图4：本发明电梯钢丝绳包塑成扁带示意图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限制本发明。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1：
按照钢成分要求，其钢水化学成分为：C：0.64％、Si：0.30％、Mn：0.60％、P：0.020％、S：0.010％。直径为6.5的盘条除磷后，粗拉到直径为2.5mm钢丝退火，退火温度800℃，中拉到直径为0.9mm钢丝退火，退火温度810℃，第二次退火后拉拔的D为0.9mm，d为0.15mm，n为6。
实施例2：
按照钢成分要求，其钢水化学成分为：C：0.65％、Si：0.25％、Mn：0.55％、P：0.015％、S：0.008％。直径为6.5的盘条除磷后，粗拉到直径为2.7mm钢丝退火，退火温度810℃，中拉到直径为0.95mm钢丝退火，退火温度810℃，第二次退火后拉拔的D为0.95mm，d为0.16mm，n为6。
实施例3：
按照钢成分要求，其钢水化学成分为：C：0.67％、Si：0.20％、Mn：0.50％、P：0.010％、S：0.007％。直径为6.5的盘条除磷后，粗拉到直径为3.0mm钢丝退火，退火温度815℃，中拉到直径为0.98mm钢丝退火，退火温度810℃，第二次退火后拉拔的D为0.98mm，d为0.17mm，n为6。
实施例4：
按照钢成分要求，其钢水化学成分为：C：0.68％、Si：0.15％、Mn：0.40％、P：0.008％、S：0.006％。直径为6.5的盘条除磷后，粗拉到直径为3.3mm钢丝退火，退火温度820℃，中拉到直径为1.0mm钢丝退火，退火温度815℃，第二次退火后拉拔的D为1.0mm，d为0.18mm，n为6。
实施例5：
按照钢成分要求，其钢水化学成分为：C：0.69％、Si：0.10％、Mn：0.30％、P：0.007％、S：0.005％。直径为6.5的盘条除磷后，粗拉到直径为3.5mm钢丝退火，退火温度830℃，中拉到直径为1.02mm钢丝退火，退火温度815℃，第二次退火后拉拔的D为1.02mm，d为0.19mm，n为6。
以实施例1～5制得的一种超高强电梯钢丝绳用钢性能。见表1。表1实施例1～5制得的超高强电梯钢丝绳用钢的性能

Claims (2)

1.一种高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法，其特征在于：该钢丝绳用钢的化学成分的质量百分比为：C：0.64～0.69％、Si：0.10～0.30％、Mn：0.30～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质，部分化学成分的目标质量百分比为：C：0.65％、Mn：0.50％、Si：0.15％；夹杂物尺寸控制在8μm以下，具体步骤如下：
1)将用上述钢成分制成的盘条，经过除鳞、拉拔到第一次退火、再拉拔到第二次退火后拉拔得到的钢丝，第二次退火后的拉拔道次为6，最后捻股形成电梯钢丝绳半成品；
2)将上述钢丝绳半成品通过包塑成扁带，扁带厚度为3mm，得到高速静音耐用的电梯钢丝绳。
2.根据权利要求1所述的高速静音耐用电梯钢丝绳生产方法，其特征在于：所述第一次退火温度为800～830℃，所述第二次退火温度为810～815℃。
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