CN108176720A - 1×7-21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺 - Google Patents

1×7-21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺 Download PDF

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Abstract

一种1×7‑­21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺，原料选用82B、Φ16mm盘条，抗拉强度1240‑1260MPa，断面收缩率大于30％，表面处理时酸洗槽中添加4－8‰的缓蚀剂，酸洗时间600s，磷化工艺参数为总酸度46‑52点，磷化温度55‑65℃，磷化时间230‑260s，促进剂2‑5点，盘条磷化膜面质量达到8.5‑10g/mm2，拉拔采用11/1270拉丝机经11道次拉拔，成品卷速度不大于3m/s，第一、第二卷卷筒上的钢丝温度不得超过100℃，其余卷筒上钢丝温度不得超过125℃，钢绞线稳定化处理回火温度380‑390℃，回火张力255kN，钢绞线经检测抗拉强度达到1860‑1980MPa，破断拉力≥530kN,屈服力≥467kN,延伸率≥3.5％，松弛率≤2.5％。

Description

1×7-21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺
技术领域
本发明涉及一种1×7—21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺，属于金属制品加工技术领域。
背景技术
1×7—21.6mm的钢绞线由于承载力大，多用于煤矿、矿山，目前国内21.6mm的钢绞线基本上为1720MPa和1770MPa强度级，对于 1860MPa强度级钢绞线的生产技术不成熟，1860MPa强度级钢绞线是今后研发及生产的趋势，该产品的运用不仅节约了材料，还降低了施工成本，缩短施工时间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种
1×7—21.6mm、1860MPa高强度钢绞线的生产工艺，解决大直径高强度钢绞线生产技术问题。
本发明的原理：选取Φ16mm、82B原料生产，原料强度达到 1240MPa以上；控制酸洗过程，提高酸洗时间提高磷化总酸度，确保磷化膜厚度；拉拔时选用11/1270拉丝机进行拉拔，合理分配压缩率，最大绝对变形量和最大部分压缩率不出现在同一道次，控制钢丝温度和成品卷速度，拉拔时拉丝模采用不同的工作锥度；控制稳定化处理参数，使钢绞线的强度级别达到1860MPa，使钢绞线的弦高小于12mm；其余各项力学性能满足相应标准，绞线表面质量良好。
本发明的实施步骤如下
(1)原料选择
由于1860MPa级Φ21.6mm的绞线直径大，强度高，生产难度大。生产时必须提高半成品钢丝的强度；提高半成品钢丝强度的方法主要有：1)提高盘条原始抗拉强度；2)提高总压缩率。添加Cr和V等合金元素，可提高盘条起始强度和加工硬化率，同时具有良好的塑性，满足钢丝钢绞线的性能要求。
本发明选用添加了Cr和V等合金元素的82B、Φ16mm高强度原料，抗拉强度为1240－1260MPa，断面收缩率大于30％，钢丝经稳定化处理后抗拉强度会损失2％－4％，取钢丝强度损失5％。本发明设计成品钢丝直径为7.18mm，钢丝强度不小于1953MPa。
(2)表面处理
酸洗时，由于盘条加入Cr和V等合金元素，使氧化膜的组成及氧化膜的致密性发生改变，为了提升酸洗效果，改变酸槽内的盐分的组成，使酸洗后的表面状态达到最佳。
盐酸槽的工艺参数
酸洗时间控制在600s左右，为提升酸洗效果，防止盐酸腐蚀钢基，在酸洗是应添加4－8‰的缓蚀剂。
磷化时为提高磷化膜的质量，确保磷化膜面质量达到8.5－10g/mm2。磷化表面光滑、致密，磷化时提高磷酸总酸度。
磷化槽参数
(3)拉拔
采用11/1270拉丝机经11道次拉拔，拉拔时采用卷筒水冷加强制风冷，成品卷速度不大于3m/s，保证钢丝质量，拉拔过程中第一、第二卷卷筒上的钢丝温度不得超过100℃，其余卷筒上钢丝温度不得超过125℃。由于钢丝直径大，钢丝含C量高，拉拔时拉丝模工作锥对钢丝性能影响大，为减小拉拔后钢丝的残余应力，拉拔时前2道次拉丝模工作锥角度为14°，3、4、5、6、7、8、9道次拉丝模工作锥角度为13°，第10、11道次拉丝模工作锥角度为12°，拉拔工艺如下：
拉拔工艺参数
拉拔后的钢丝工艺要求：抗拉强度1980-2120MPa，扭转≥18次，弯曲≥9次。
(4)稳定化处理
稳定化处理时，一般在两张力轮之间施加钢绞线破断负荷41～ 43％大小的张力，使绞线获得良好的松弛性能和直线性。但由于 1860MPa级Φ21.6mm的绞线用钢丝是由Φ16mm的盘条拉拔，拉拔时绝对变形量大、强度高、变形速率大，导致钢丝的应力分布不均，钢丝间的残余应力大，所以必须提高稳定化处理时的张力和温度，消除钢丝的残余应力，实际生产时，根据实际生产，将张力提高到44～ 47％。
钢绞线稳定化处理参数：回火温度380-390℃，回火张力255KN 捻距310mm
经检测钢绞线力学性能指标如下：抗拉强度1860-1980MPa，破断拉力≥530kN,屈服力≥467kN,延伸率≥3.5％，松弛率≤2.5％，弦高≤12mm。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明：
以生产1×7—21.6mm、1860MPa高强度钢绞线为例，其生产工艺包括如下实施步骤：
(1)原料选择
由于1860MPa级Φ21.6mm的绞线直径大，强度高，生产难度大。生产时必须提高半成品钢丝的强度；提高半成品钢丝强度的方法主要有：1)提高盘条原始抗拉强度；2)提高总压缩率。添加Cr和V等合金元素，可提高盘条起始强度和加工硬化率，同时具有良好的塑性，满足钢丝钢绞线的性能要求。
本发明选用添加了Cr和V等合金元素的82B、Φ16mm高强度原料，抗拉强度为1240－1260MPa，断面收缩率大于30％，钢丝经稳定化处理后抗拉强度会损失2％－4％，取钢丝强度损失5％。本发明设计成品钢丝直径为7.18mm，钢丝强度不小于1953MPa。
(2)表面处理
酸洗时，由于盘条加入Cr和V等合金元素，使氧化膜的组成及氧化膜的致密性发生改变，为了提升酸洗效果，改变酸槽内的盐分的组成，使酸洗后的表面状态达到最佳。
盐酸槽的工艺参数
酸洗时间控制在600s左右，为提升酸洗效果，防止盐酸腐蚀钢基，在酸洗是应添加4－8‰的缓蚀剂。
磷化时为提高磷化膜的质量，确保磷化膜面质量达到8.5－ 10g/mm2。磷化表面光滑、致密，磷化时提高磷酸总酸度。
磷化槽参数
(3)拉拔
采用11/1270拉丝机经11道次拉拔，拉拔时采用卷筒水冷加强制风冷，成品卷速度不大于3m/s，保证钢丝质量，拉拔过程中第一、第二卷卷筒上的钢丝温度不得超过100℃，其余卷筒上钢丝温度不得超过125℃。由于钢丝直径大，钢丝含C量高，拉拔时拉丝模工作锥对钢丝性能影响大，为减小拉拔后钢丝的残余应力，拉拔时前2道次拉丝模工作锥角度为14°，3、4、5、6、7、8、9道次拉丝模工作锥角度为13°，第10、11道次拉丝模工作锥角度为12°，拉拔工艺如下：
拉拔工艺参数
拉拔后的钢丝工艺要求：抗拉强度1980-2120MPa，扭转≥18次，弯曲≥9次。
(4)稳定化处理
稳定化处理时，一般在两张力轮之间施加钢绞线破断负荷41～ 43％大小的张力，使绞线获得良好的松弛性能和直线性。但由于 1860MPa级Φ21.6mm的绞线用钢丝是由Φ16mm的盘条拉拔，拉拔时绝对变形量大、强度高、变形速率大，导致钢丝的应力分布不均，钢丝间的残余应力大，所以必须提高稳定化处理时的张力和温度，消除钢丝的残余应力，实际生产时，根据实际生产，将张力提高到44～ 47％。
钢绞线稳定化处理参数：回火温度380-390℃，回火张力255KN 捻距310mm
经检测钢绞线力学性能指标如下：抗拉强度1860-1980MPa，破断拉力≥530kN,屈服力≥467kN,延伸率≥3.5％，松弛率≤2.5％，弦高≤12mm。

Claims (1)

1.1×7-21.6mm、1860MPa钢绞线生产工艺，其特征是包括如下实施步骤：
(1)原料选择
原料选用添加了Cr和V合金元素的82B、Φ16mm盘条，抗拉强度为1240－1260MPa，断面收缩率大于30％；
(2)表面处理
酸洗工艺参数：
1#酸洗槽：盐酸浓度65－115g/l，氯化亚铁浓度150－245；
2#酸洗槽：盐酸浓度125－185g/l，氯化亚铁浓度90－160；
3#酸洗槽：盐酸浓度175－230g/l，氯化亚铁浓度25－100；
4#酸洗槽：盐酸浓度225－255g/l，氯化亚铁浓度10－50；
5#酸洗槽：盐酸浓度≤90g/l，氯化亚铁浓度≤50g/l；
酸洗槽中添加4－8‰的缓蚀剂，酸洗时间600s。磷化时为提高磷化膜的质量，确保。磷化表面光滑、致密，磷化时提高磷酸总酸度。
磷化参数：总酸度46-52点，磷化温度55-65℃，磷化时间230-260s，促进剂2-5点；
盘条磷化膜面质量达到8.5-10g/mm2；
(3)拉拔
采用11/1270拉丝机经11道次拉拔，拉拔时采用卷筒水冷加强制风冷，成品卷速度不大于3m/s，拉拔过程中第一、第二卷卷筒上的钢丝温度不得超过100℃，其余卷筒上钢丝温度不得超过125℃，拉拔时前2道次拉丝模工作锥角度为14°，3、4、5、6、7、8、9道次拉丝模工作锥角度为13°，第10、11道次拉丝模工作锥角度为12°，拉拔工艺如下：
拉拔工艺参数：原料盘条直径16mm，成品直径7.18mm，各道次拔工艺为：16mm→14.97→13.80→12.65→11.71→10.85→10.07→9.37→8.75→8.18→7.66→7.18；
拉拔后的成品钢丝抗拉强度1980-2120MPa，扭转≥18次，弯曲≥9次；
(4)稳定化处理
钢绞线捻距310mm，稳定化处理参数：回火温度380-390℃，回火张力255kN；
经检测钢绞线力学性能指标如下：抗拉强度1860-1980MPa，破断拉力≥530kN,屈服力≥467kN,延伸率≥3.5％，松弛率≤2.5％，弦高≤12mm。
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