李博（天津冶金集團(tuán)中興盛達(dá)鋼業(yè)有限公司，天津301616）

低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管控

李博
（天津冶金集團(tuán)中興盛達(dá)鋼業(yè)有限公司，天津301616）

介紹了低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線的生產(chǎn)工藝流程，從原料、酸洗拉拔、熱鍍鋅、捻制穩(wěn)定化處理等方面論述了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素，提出了低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管控方式，以提高熱鍍鋅鋼絞線的質(zhì)量。

低松弛；預(yù)應(yīng)力；熱鍍鋅；鋼絞線；質(zhì)量控制

1 引言

鍍鋅鋼絞線是一種鋼制品，其應(yīng)用范圍廣、需求量大，鍍鋅鋼絞線主要應(yīng)用在承力索、拉索、輸電電線、巖土錨固等領(lǐng)域。而且鍍鋅鋼絞線對(duì)力學(xué)性能、表面質(zhì)量有著很高的要求，所以在生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)那些方面進(jìn)行管控，如何管控就決定了最終生產(chǎn)出來(lái)的鍍鋅鋼絞線的質(zhì)量。本文將主要介紹低松弛預(yù)應(yīng)力鍍鋅鋼絞線的生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制。

2 生產(chǎn)工藝流程

鍍鋅鋼絞線生產(chǎn)工藝流程由于成品的應(yīng)用領(lǐng)域、鍍鋅的方式等方面的影響有著較大的區(qū)別，下面主要介紹的是低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線的一種生產(chǎn)流程：

盤(pán)條→檢、化驗(yàn)→酸洗→磷化→皂化→拉拔→檢驗(yàn)→鍍鋅→檢驗(yàn)→拉拔（邊絲）→捻制→穩(wěn)定化處理→層卷→檢驗(yàn)、試驗(yàn)→包裝入庫(kù)。

3 生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制

3.1 原料控制

市場(chǎng)需求的低松弛預(yù)應(yīng)力鍍鋅鋼絞線多為高強(qiáng)度級(jí)別（如：1 770 MPa級(jí)、1 860 MPa級(jí)），考慮到成品與性能的要求，原料多選用77B、82B熱軋控冷盤(pán)條。

3.1.1 原料化學(xué)成分控制

原料化學(xué)成分控制見(jiàn)表1。

3.1.2 原料組織狀態(tài)

盤(pán)條的顯微組織應(yīng)主要為索氏體組織，索氏體率應(yīng)不小于85%，不應(yīng)有妨礙使用的馬氏體、全粉筆網(wǎng)狀滲碳體等對(duì)性能有害的組織存在。盤(pán)條一邊總脫碳層（全脫碳+部分脫碳）的深度應(yīng)不大于1.5%D（D為盤(pán)條公稱直徑）。并且各類非金屬夾雜物含量不應(yīng)大于2.5級(jí)。

3.1.3 原料抗拉強(qiáng)度

因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程不僅要進(jìn)行多次拉拔，還要進(jìn)行熱鍍鋅、捻制、穩(wěn)定化處理等多種影響成品力學(xué)性能過(guò)程，例如鍍鋅后由于直徑增加而鋅的抗拉強(qiáng)度沒(méi)有鋼高，造成鋼絲抗拉強(qiáng)度下降的影響；捻制過(guò)程中由于剪切應(yīng)力作用而造成的強(qiáng)度損失的影響；以及穩(wěn)定化處理對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度的提升的影響。計(jì)算原料投入強(qiáng)度可以使用公式P原=P絲/（K×（D原/d絲）^0.5）（K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)受拉絲設(shè)備、原料鋼種規(guī)格等方面影響）。綜合以上各種因素的生產(chǎn)投料才能保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能符合工藝要求，這也是生產(chǎn)過(guò)程的第一道質(zhì)量管控。

表1 原料化學(xué)成分 /%

3.2 酸洗拉拔過(guò)程質(zhì)量控制

3.2.1 酸洗磷化過(guò)程控制

（1）酸洗過(guò)程

在鍍前拉拔之前盤(pán)條要經(jīng)過(guò)酸洗處理，以去除盤(pán)條表面的氧化鐵皮，酸洗過(guò)程主要通過(guò)鹽酸濃度、Fe2+含量、酸洗時(shí)間來(lái)控制盤(pán)條表面質(zhì)量。

（2）磷化過(guò)程

磷化主要是為了在盤(pán)條表面形成一層致密光滑的磷化膜，方便在拉拔過(guò)程中將拉絲粉帶入模具中，提高鋼絲表面質(zhì)量。在酸洗之后先水洗后再進(jìn)入磷化槽進(jìn)行磷化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)跟蹤統(tǒng)計(jì)分析得出Φ8.0～Φ14.0 mm盤(pán)條在使用總酸度80～110點(diǎn)、游離酸11～16點(diǎn)、酸比5～10的磷化液時(shí)，磷化溫度控制在65～80℃生產(chǎn)的盤(pán)條表面質(zhì)量最好。對(duì)酸洗磷化盤(pán)條成品要控制其磷化膜厚度，在8 μm以上。

3.2.2 鍍前拉拔過(guò)程質(zhì)量控制

（1）拉拔過(guò)程工藝

鍍前拉拔過(guò)程主要是為了鋼絲達(dá)到工藝需要的直徑和抗拉強(qiáng)度。為拉拔過(guò)程順利并得到性能優(yōu)良的鋼絲，就需要根據(jù)設(shè)備能力、模具情況、原料性能等方面編制拉拔工藝，編制的拉拔工藝既要保證鋼絲能夠順利的生產(chǎn)又要保證鋼絲力學(xué)性能和表面的良好。因?yàn)槔芜^(guò)程會(huì)產(chǎn)生加工硬化，所以為保證拉拔過(guò)程順利一般設(shè)計(jì)拉拔工藝時(shí)將第二道次設(shè)計(jì)為最大壓縮率，并將末道次壓縮率設(shè)計(jì)在15%～17%。

（2）拉拔過(guò)程的潤(rùn)滑和冷卻

拉拔過(guò)程的潤(rùn)滑和冷卻將直接影響鋼絲的表面質(zhì)量和力學(xué)性能。所以在綜合考慮成本和鋼絲質(zhì)量，拉拔過(guò)程中前幾道次使用鈣基的拉絲粉而最后幾道次使用顆粒更小的鈉基拉絲粉來(lái)保證表面質(zhì)量。由于壓縮率的原因，一般拉絲過(guò)程前兩道次的拉絲粉容易結(jié)焦，可以通過(guò)在鈣基拉絲粉中摻加一定比例鈉基拉絲粉進(jìn)行改善，并且要保證車盤(pán)及模盒中的冷卻水正常循環(huán)。

3.2.3 鍍后拉拔過(guò)程質(zhì)量控制

鍍后拉拔除了為了提高鋼絲的強(qiáng)度外，也是為了使鍍鋅鋼絲表面更加光滑，防止在捻制過(guò)程將合線模堵死造成斷線。

因?yàn)槭请p金屬拉拔所以要注意模具角度，并且要擴(kuò)大入口錐、工作錐的角度，防止拉拔過(guò)程將模具堵死，造成斷線。

綜合以上因素的鋼絲拉拔才能保證生產(chǎn)出的鋼絲性能符合工藝要求，這是生產(chǎn)過(guò)程的第二道質(zhì)量管控。

3.3 熱鍍鋅過(guò)程質(zhì)量控制

鋼絲的鍍鋅方法主要為電鍍鋅法和熱鍍鋅法。這里使用的是熱鍍鋅法，熱鍍鋅工藝如下：

將鐵件清洗干凈，然后溶劑處理，烘干后浸入鋅液中，鐵與熔融鋅反應(yīng)生成一合金化的鋅層，其流程為：脫脂→水洗→酸洗→助鍍→烘干→熱浸鍍鋅→電磁抹拭→冷卻鈍化。

熱鍍鋅過(guò)程主要控制的是鋅溫、抹拭電流、氮?dú)鉁囟群土髁恳约颁摻z的在線速度等參數(shù)。

鋅溫一般在460～470℃，抹拭電流根據(jù)鋼絲直徑、上鋅量、鋼絲在線速度等方面進(jìn)行決定，氮?dú)鉁囟纫话阍?00℃以下，而氮?dú)饬髁恳鶕?jù)鋼絲的數(shù)量和直徑進(jìn)行決定，鋼絲在線速度要首先考慮設(shè)備能力，在滿足設(shè)備能力的前提下根據(jù)鋼絲直徑、上鋅量、生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)樵阱冧\之后需要再次拉拔以及捻制，所以在鍍鋅時(shí)要考慮到再次拉拔以及捻制過(guò)程上鋅量的損失，應(yīng)在制定鍍鋅工藝時(shí)對(duì)上鋅量加保險(xiǎn)值。綜合以上因素?zé)徨冧\生產(chǎn)過(guò)程才能保證生產(chǎn)出性能合格、表面質(zhì)量良好的鍍鋅鋼絲，這是生產(chǎn)過(guò)程的第三道質(zhì)量管控。

3.4 捻制及穩(wěn)定化處理的過(guò)程控制

3.4.1 捻制過(guò)程

捻制過(guò)程質(zhì)量控制主要在捻制方向、捻距是否符合工藝要求。

3.4.2 穩(wěn)定化處理

穩(wěn)定化處理其主要作用是消除生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力。穩(wěn)定化處理質(zhì)量控制主要在回火溫度、預(yù)加張力、在線速度等。

回火溫度以及張力不僅影響成品的最終力學(xué)性能還影響產(chǎn)品的伸直等性能，根據(jù)半成品檢驗(yàn)的力學(xué)性能結(jié)果以及成品鍍鋅鋼絞線的規(guī)格，一般將回火溫度設(shè)定在370～395℃，張力一般在規(guī)定破斷力的40%～50%。綜合以上因素捻制穩(wěn)定化處理過(guò)程才能生產(chǎn)出性能合格低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線。

4 結(jié)論

低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管控共有7個(gè)主要控制點(diǎn)，并可以總結(jié)為：設(shè)備管控、工藝管控等兩大方面。并且兩方面為相輔相成、相互交叉的關(guān)系，只有根據(jù)產(chǎn)品性能要求和現(xiàn)有設(shè)備制定生產(chǎn)工藝并且將生產(chǎn)工藝認(rèn)真執(zhí)行下去才能獲得性能良好低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線。

［1］ GB/T 24238-2009，預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤(pán)條［S］.

Quality Control over Production Process of Low Relaxation Hot-Dip Galvanizing Pre-stressed Steel Strand

LI Bo
（Tianjin Metallurgy Group Zhongxing Shengda Steel Industry Co.，Ltd.，Tianjin 301616，China）

The paper introduces the production process of low relaxation hot-dip galvanizing pre-stressed steel strand，from raw material，etching and drawing，hot-dip galvanizing，spinning，stabilizing treatment and other aspects expounds influencing factors on product quality in production process and puts forward the quality control method for the production process of low relaxation hot-dip galvanizing pre-stressed steel strand to improve the quality of steel strand.

low relaxation；pre-stressed；hot-dip galvanizing；steel strand；quality control

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.02.008

2015-11-13

2015-12-17

李博（1990—），男，本科，主要從事熱處理生產(chǎn)工藝方面的研究工作。