CN1349864A - 螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺 - Google Patents
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Abstract
螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺,由放线、多道次冷拔塑性变形、旋转塑性变形、中频加热去应力回火、施加预张力、续进递送、圆盘收线等工序组成连续化作业生产线,该生产线长60m,全线微机控制,触模显示屏和数据显示清晰准确,采用人机介面操作方式;生产时,将原材料经表面处理之后,即可投入该作业线,依次进行1－8道次冷拔塑性变形、旋转塑性变形和去应力回火,便生产出合格的低松弛螺旋肋钢丝,这样,不仅提高了生产效率,降低了成本,而且有效地解决了钢丝力学性能不均的难题,提高了产品质量。
Description
技术领域：
本发明是用于低松弛螺旋肋预应力钢丝或光面预应力钢丝无扭拉拔连续生产的新工艺方法，属钢丝生产工艺技术领域。
背景技术
国内外低松弛预应力钢丝的生产都是由相对独立的表面处理、拉拔和稳定化处理三大工序组成的。即经检验合格的原料(无扭控冷索氏体化盘条)，投入生产的第一道工序为表面处理，其做法是清除线坯表面的氧化铁皮，并牢固地涂上具有良好延展性的润滑载体。第二道工序为拉拔工序，将经表面处理后的线坯，放在单台或连续拉丝机上，依次进行拉拔塑性变形，通过冷加工硬化得到理想的组织结构，保证预应力钢丝的综合性能。经检验合格的冷拉再制品。进而投入第三道工序——稳定化处理，使钢丝再制品在一定张力下进行短时间的去应力回火，减少金属蠕变，达到低松弛目的。由于上述三大工序是相对独立进行的，不仅生产效率低、成本高，而且在对钢丝进行稳定化处理工序时，需将设备停车才能完成钢线接头工作，因中频加热炉启动滞后，造成相当长一段钢丝欠回火，力学性能不均匀，影响钢丝质量。
发明内容
本发明的目的是：在低松弛预应力钢丝生产过程相对独立的三大工序中，将拉拔工序和稳定化处理工序合并成一条无扭连续化作业线。原材料经表面处理之后，即可投入该作业线，依次进行1-8道次塑性变形和去应力回火，生产出合格的低松弛预应力钢丝。这样，不仅提高了生产效率，降低了成本，而且有效地解决了国内外在钢丝进行稳定化处理时设备必须停车接头，中频加热炉启动滞后造成钢丝力学性能不均的难题，提高了预应力钢丝的质量。
本发明是依以下步骤实现的：1.放线
该作业线配有两个支承式放线架，每个放线架能容纳3吨重盘条，采用负重定位鸭嘴机械调频，保证原料依次平缓放线。
在生产过程中，在线运动的盘条尾部同另一个放线架上待生产盘条头部对接，实现不间断连续化生产。2.多道次冷拔塑性变形
根据生产不同品种、规格的预应力钢丝，在线冷拔塑性变形可以由1-8台串联卧式拉丝设备进行多道次冷拔塑性变形，可满足总减面率40％-80％，每道次减面率10％-25％的工艺要求。
为减少冷拔线材产生内应力，拉拔驱动轮辐直径为800-1500mm。
为保证整条作业线平稳流动，由PLC可编程变频器控制功率为55kw-80kw电机速度和两道次塑性变形之间装有的应力调整装置完成。本调整装置，可跟踪调节不同尺寸模具之间或因模具尺寸微小变化而引起拉应力变化，及时恢复正常应力状态。
为避免因塑性变形发热而影响线材的韧性，配备有拉丝模套水冷却和运动中线材直接过水冷却设施。3.旋转塑性变形
旋转变形器由转子芯、外套筒、压力轴、高速耐压轴承及循环油、循环润滑液及密封装置组成。工作时，把螺旋模具镶嵌在转子芯内，由于钢丝在轴向牵引力作用下通过模具要有10％-14％塑性变形，钢丝受模具内壁凹下斜槽影响，产生径向分切应力，在径向分切应力力偶矩推动下，模具发生均匀被动旋转，使线材形成与基体为一体的连续的螺旋肋。这种变形机理使钢丝强度、韧性等指标高于传统工艺生产的光面或刻痕钢丝。4、中频加热去应力回火
采用250-300kw，4kHz中频感应加热装置，该装置能量交换效率可达90％以上。输出频率能自动跟踪负载频率的变化而变化，线材加热范围为Φ4.00-Φ13.00mm，加热温度为380℃-445℃，线速度为0-150m/min。该装置启动时无冲击电流，不受电网电力波动的影响，启动成功率达100％。经过热处理的钢丝再制品在一定张力下通过水冷装置进行短时间去应力回火。5.施加预张力
对线材施加张力是在作业线上的张力机组作用下实现的。张力轮设计直径为2500-3500mm，传递动力为55kw变频电机，通过PC控制系统可实现预张力为35kN-50kN，钢丝经过相当公称强度50％-55％的预加张力处理，达到低松弛指标。6.续进递送
牵引续进机组是六辊两组传动设备，由PLC变频器控制电机调速，其辊动速度高于张力轮速度0.8m/min，不仅能锁定缠绕于张力轮上的钢丝不滑动，而且对通过变形、加热、预张拉的钢丝再次进行应力调整，进一步完善低松弛要求。7.圆盘收线
收线装置采用单线双盘，往复式连续收线方式。利用变频设备可微调收线盘角速度，使成品钢丝逐层密实有序排列，收线盘径可调，盘重可在800-2500kg之间任选。
本作业线全长60m，全线微机控制，触模显示屏和数据显示清晰准确，采用人机介面，控制简单，操作方便，经过上述新工艺方法制造的预应力钢丝，其各项指标均能达到或超过GB/T5223、BS5896、ASTMA421、JIS3536及ISO6934标准要求。
附图说明
附图为本发明的生产流程示意图。图中：1-放线架；2-盘条；3-应力调整装置；4-拉丝设备；5-校直器；6-旋转变形器；7-加热装置；8-水冷却装置；9-续进导向机组；10-张力机组；11-牵引续进机组；12-螺旋肋钢丝；13-收线装置；14-控制柜；15-控制台；I至VII一生产流程工序编号；箭头指示流程方向。
具体实施方式
将经过表面处理的盘条2送入放线工序I，该工序配有两个支承式放线架1，其中一个放线架上在线运动生产的盘条2尾部同另一个放线架上待生产盘条2头部对接；对接好的盘条2进入多道次冷拔塑性变形工序II，该工序的拉丝设备4对盘条2进行多道次冷拔塑变，以应力调整装置3来跟踪调节不同模具之间或因模具尺寸微小变化而引起的应力变化，为避免因塑变发热而影响线材的韧性，该工序还配备有拉丝模套水冷却设施；经过水冷却的线材通过校直器5进入旋转塑性变形工序III，旋转变形器6的转子芯内镶嵌有螺旋模具，由于钢丝在轴向牵引力的作用下通过螺旋模具，产生10％-14％的塑性变形，同时钢丝受模具内壁斜向凹槽的影响，产生径向分切应力，在切应力力矩推动下，模具发生均匀被动旋转，使线材形成与基体为一体的连续螺旋肋；经过旋转塑变的螺旋肋钢丝进入中频加热去应力回火工序IV，采用250-300KW、4KHz中频感应加垫装置7对螺旋肋钢丝加热，进而将经热处理的钢丝在一定张力下通过水冷却装置8进行短时间的去应力回火；经去应力回火的螺旋肋钢丝穿过续进导向机组9进入施加预张力工序V，对线材施加预张力是通过张力机组10的作业实现的，该机组的张力轮直径为2500-3500mm，传递动力为55KW变频电机，通过PC控制系统可实现预张力为35KN-50KN，钢丝经过相当公称强度50％-55％的预加张力处理，达到低松弛指标；钢丝经预加张力之后进入续进递送工序VI，该工序是由牵引续进机组11来完成，该续进机组是一套六辊两组传动设备，由PLC变频器控制电机调速，其辊轴转速高于张力机组10的张力轮转速0.8m/min，利于钢丝在张力轮上缠绕锁定，同时对预张拉过的钢丝再进行应力调整，进一步完善低松弛；盘条2通过上述连续工序之后拔制成螺旋肋钢丝12进入圆盘收线工序VII，收线装置13采用单线双盘往复式连续收线方式，用变频设备调整收线速度，使成品钢丝逐层密排有序。本流水作业线通过控制柜14和控制台15进行微机控制，触模显示屏和数据显示清晰准确，采用人机介面，操作简便。
Claims (8)
1、螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：由放线多道次冷拔塑性变形、旋转塑性变形、中频加热去应力回火、旋加预张力、续进递送、圆盘收线工序组成连续化作业线。该连续作业线长60m，全线微机控制，触模显示屏和数据显示清晰准确，采用人机介面操作方式。
2、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：放线工序由2个支承式放线架完成，每个放线架能容纳3吨盘条，采用负重定位鸭嘴机械调频，在生产过程中，在线运动的盘条尾部与另一个放线架上待生产盘条头部相对接。
3、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：多道次冷拔塑性变形工序由1-8台串联卧式拉丝设备完成，其拉拔驱动轮辐直径为800-1500mm；由PLC可编程变频器控制功率为55kw-80kw电机速度和两道次塑性变形之间装有的应力调整装置；配备拉丝模套水冷却和运动中线材直接过水冷却；每道次减面率为10％-25％，总减面率为40％-80％。
4、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：在旋转塑性变形工序中旋转变形器的转子芯内镶嵌有螺旋模具，钢丝在轴向牵引力作用下通过螺旋模具，产生10％-14％的塑性变形，并在径向分切应力力矩作用下，模具产生均匀被动旋转，使线材形成与基体为一体的连续螺旋肋。
5、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：中频加热去应力回火，是采用250-300kw，4kWz中频感应加热发生炉进行的，其输出频率可自动跟踪负载率的变化而变化，加热线材的直径范围为Φ4.00-Φ13.00mm，加热温度为380℃-445℃，线速度为0-150m/min，经热处理的钢丝，在一定张力下通过水冷去应力回火。
6、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：施加预张力足通过预张力机组完成的，其预张力机组的张力轮直径2500-3500mm，传递动力为55kw变频电机，通过PC控制系统实现预张力达35kN-50kN，使钢线达到低松弛指标。
7、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：续进递送工序是由牵引续进机组完成的，牵引续进机组是六辊两组传动设备，由PLC变频器控制电机调速，其辊动速度高于张力轮速度0.8m/min，利于钢丝在张力轮上缠绕锁定，并进一步完善低松弛。
8、如权利要求1所述的螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺，其特征在于：圆盘收线工序是采用单线双盘，往复式连续收线装置进行的，利用变频设备微调收线盘角速度，使成品钢丝逐层密排有序。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101818545A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-01 | 天津市银龙预应力钢材集团有限公司 | 一种大直径高强度预应力螺旋肋钢丝及其生产方法 |
| CN102234712A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 郑州科创电子有限公司 | 细线材感应加热热处理系统 |
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2001
- 2001-12-19 CN CN 01144534 patent/CN1349864A/zh active Pending
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