一种HDPE热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺的制作工艺流程

　　本发明涉及钢绞线生产

　　技术领域：

　　，尤其涉及hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺。

　　背景技术：

　　：hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线主要适用于桥梁的索缆、锚固拉力构件、提升及固定用拉力构件和土木工程中其它构件。作为目前桥梁缆索的基本原材料“桥梁缆索用钢丝及其制品”需要不断提高耐腐蚀性能指标，不断提高使用寿命，以适应桥梁的发展要求，同时提高预应力钢绞线的柔韧性，使其在桥位施工时较容易通过鞍座索孔，不致使pe护套表面受损。20世纪90年代以来，我国建设了百余座缆索桥梁，这些桥梁对缆索钢丝及其制品的承载力、柔韧性、耐腐蚀性能要求并不高，桥梁设计使用寿命约50-70年。但是随着空气污染的日益加重，桥梁缆索系统的耐久性问题开始显现，很多缆索桥梁的缆索腐蚀速度大大超出预期，设计40年更换一次的缆索，往往用了约10多年后就因各种腐蚀问题而出现缆索断裂等严重的现象。缆索的更换需要大量的人力和物力，会造成巨大的经济损失，因此对提高桥梁缆索系统的耐腐蚀性能的研究已刻不容缓。国家的产业政策和市场需求，都需要一种高强度高柔韧性和高耐腐蚀性的新型桥梁缆索用预应力产品的出现。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，可以提高其抗腐蚀性能、柔韧性能，尤其是用在桥梁上时，可以节约建桥成本，延长使用寿命和方便施工。本发明是通过以下技术方案予以实现：hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，其包括如下工序：盘条备料检测—包括九根内层丝盘条、九根外层丝盘条及一根中心丝盘条；酸洗磷化处理工序—采用脱脂炉脱脂加多组电解碱洗加酸洗组合技术进行镀前处理；拉丝工序—采用多道次、小压缩率，搅拌润滑和旋转冷却模具组合技术；热镀工序—热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层；精整工序—将外层丝进行再拉拔；捻制、稳定化处理工序—将九根内层丝、九根外层丝及一根中心丝朝同一个方向捻制在一起，形成西鲁式结构的钢绞线，并进一步加热稳定处理及张力处理；防腐油脂涂覆工序；包塑工序—将一根或多根西鲁式结构的钢绞线捻合到一起后外层包覆hdpe护套；包装入库。进一步，拉丝工序拉拔的道次为九道次，冷却方式为罐体水冷加窄缝风冷，拉丝的线速为v＝3.0～3.5m/sec，钢丝在拉拔过程中，线温不超过临界温度80～100度。进一步，热镀工序中，纯锌温：455+5℃、合金锌温：460±5℃。进一步，精整工序外层丝的拉丝速度：2.0m/s。进一步，捻制、稳定化处理工序中捻向：左向，捻距：215-235mm，捻制速度：≤60.0米/分，加热温度显示:350-360℃，张力:125-130kn。进一步，防腐油脂涂覆工序中涂油压力为0.3-0.6mpa。进一步，包塑工序中挤塑频率为37.5hz，牵引频率为27.01hz。进一步，包塑工序中挤塑过程包括8个温区，其中一个为备用温区。进一步，酸洗磷化处理工序脱脂炉的温度为400℃。本发明的有益效果本发明所保护的hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，(1)、生产出的钢绞线结构为1×7-15.2mm，西鲁式结构：1+9+9，即一根中心丝，九根内层丝，九根外层丝，此种结构的钢绞线，由于金属丝直径较细，线密度大、金属丝截面积大，具有良好的柔韧性，在桥位施工时很容易使其通过鞍座索孔，而护套表面完好无损，不会发生漏油现象；而传统的钢绞线采用的是1×7-15.2mm，绞线传统结构：1+6，金属丝直径较粗，线密度小、金属丝截面积小，为140.0mm2，这种结构的钢绞线柔韧性差，在桥位施工时很难使其通过鞍座索孔，致使pe护套表面受损严重，容易出现漏油现象。(2)、本专利方案下的拉丝工艺采用多道次、小压缩率，搅拌润滑和旋转冷却模具组合技术，同时采用“小角度+长模芯”拉丝模的拔丝工艺，严格控制拉拔速度，使钢丝的各项技术指标在可控范围内，保证拉丝钢丝表面质量及提高半成品钢丝的塑性和韧性指标。(3)、本专利方案下的热镀层采用的是热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层，并结合脱脂炉脱脂+多组电解碱洗+电解酸洗预处理技术，能够保证镀前钢丝表面的清洁度，以便获得均匀、连续的镀层，镀层的延展性及可变形能力极强，甚至超过了它所保护的钢基，不会产生普通镀锌工艺的脆性层，大大提高了产品的抗疲劳性能；而且锌－5％铝－混合稀土合金的熔点为382℃，比锌的熔点419.5℃低近40℃，镀速快，不仅能耗较低，且能有效保证钢丝原有的力学性能和机械性能。这种镀层本身就是一种很好的预处理基底，与其外面的涂敷层有很好的粘结力，有利于提高外涂敷层的防护效果和防护时间，使钢绞线的防腐能力约是传统纯镀锌层的2～3倍。该热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层预应力钢绞线应用在桥梁建设中，可节省钢材用量约15％以上，可大大缩短建桥时间，并能保证工程质量的稳定性。由于其表面是锌-5％铝-混合稀土合金镀层，故具有更高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可提高缆索的使用寿命约1.5倍以上。附图说明图1为本发明钢绞线结构示意图；图中1.外层丝，2.内层丝，3.中心丝。具体实施方式hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，其包括如下工序：盘条备料检测—包括九根内层丝盘条、九根外层丝盘条及一根中心丝盘条；酸洗磷化处理工序—采用脱脂炉脱脂加多组电解碱洗加酸洗组合技术进行镀前处理；拉丝工序—采用多道次、小压缩率，搅拌润滑和旋转冷却模具组合技术；具体的，以内层丝盘条直径为φ6.5、外层丝盘条直径为φ11，中心丝盘条直径为φ11为例，具体拉丝配模直径如表一所示：表一热镀工序—热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层；镀后钢丝筛网力学性能如表二所示：表二精整工序—将外层丝进行再拉拔；精整后的成品钢丝力学性能如表三所示：表三捻制、稳定化处理工序—将九根内层丝2、九根外层丝1及一根中心丝3朝同一个方向捻制在一起，形成西鲁式结构的钢绞线，并进一步加热稳定处理及张力处理；具体结构如附图1所示；防腐油脂涂覆工序；包塑工序—将一根或多根西鲁式结构的钢绞线捻合到一起后外层包覆hdpe护套；防腐油脂涂覆重量及钢绞线外包塑料护套厚度如表四所示：表四品名钢绞线1×19s-15.2mm防腐润滑脂涂油重量(g/m)15-40钢绞线外包塑料护套厚度(mm)1.5-2.0包装入库。进一步，拉丝工序拉拔的道次为九道次，冷却方式为罐体水冷加窄缝风冷，拉丝的线速为v＝3.0～3.5m/sec，钢丝在拉拔过程中，线温不超过临界温度80～100度。进一步，热镀工序中，纯锌温：455+5℃、合金锌温：460±5℃。进一步，精整工序外层丝的拉丝速度：2.0m/s。进一步，捻制、稳定化处理工序中捻向：左向，捻距：215-235mm，捻制速度：≤60.0米/分，加热温度显示:350-360℃，张力:125-130kn。进一步，防腐油脂涂覆工序中涂油压力为0.3-0.6mpa。进一步，包塑工序中挤塑频率为37.5hz，牵引频率为27.01hz。进一步，包塑工序中挤塑过程包括8个温区，其中一个为备用温区。挤塑过程8个温区的加热温度如表五所示：表五进一步，酸洗磷化处理工序脱脂炉的温度为400℃。最终利用本专利方案生产出的hdpe热镀锌铝合金钢绞线的力学性能如表六所示：表六由于(1)、生产出的钢绞线结构为1×7-15.2mm，西鲁式结构：1+9+9，即一根中心丝，九根内层丝，九根外层丝，此种结构的钢绞线，由于金属丝直径较细，线密度大、金属丝截面积大，具有良好的柔韧性，在桥位施工时很容易使其通过鞍座索孔，而护套表面完好无损；而传统的钢绞线采用的是1×7-15.2mm，绞线传统结构：1+6，金属丝直径较粗，线密度小、金属丝截面积小，为140.0mm2，这种结构的钢绞线柔韧性差，在桥位施工时很难使其通过鞍座索孔，致使pe护套表面受损严重，容易出现漏油现象。(2)、本专利方案下的拉丝工艺采用多道次、小压缩率，搅拌润滑和旋转冷却模具组合技术，同时采用“小角度+长模芯”拉丝模的拔丝工艺，严格控制拉拔速度，使钢丝的各项技术指标在可控范围内，保证拉丝钢丝表面质量及提高半成品钢丝的塑性和韧性指标。(3)、本专利方案下的热镀层采用的是热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层，并结合脱脂炉脱脂+多组电解碱洗+电解酸洗预处理技术，镀层的延展性及可变形能力极强，甚至超过了它所保护的钢基，不会产生普通镀锌工艺的脆性层，大大提高了产品的抗疲劳性能；而且锌－5％铝－混合稀土合金的熔点为382℃，比锌的熔点419.5℃低近40℃，镀速快，不仅能耗较低，且能有效保证钢丝原有的力学性能和机械性能。这种镀层本身就是一种很好的预处理基底，与其外面的涂敷层有很好的粘结力，有利于提高外涂敷层的防护效果和防护时间，使钢绞线的防腐能力约是传统纯镀锌层的2～3倍。该热镀锌-5％铝-混合稀土合金镀层预应力钢绞线应用在桥梁建设中，可节省钢材用量约15％以上，可大大缩短建桥时间，并能保证工程质量的稳定性。由于其表面是锌-5％铝-混合稀土合金镀层，故具有更高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可提高缆索的使用寿命约1.5倍以上。拉丝工序—采用多道次、小压缩率，搅拌润滑和旋转冷却模具组合技术，拉丝的线速为v＝3.0～3.5m/sec，钢丝在拉拔过程中，线温不超过临界温度80～100度。能有效改善润滑条件，保证半成品钢丝的表面质量，并提高钢丝的塑性和扭转性能。捻制、稳定化处理工序中捻向：左向，捻距：215-235mm，捻制速度：≤60.0米/分，加热温度显示:350-360℃，张力:125-130kn，可以保证镀锌铝合金钢绞线抗拉强度、松弛性、延伸率和伸直性，采用在张力下的快速感应加热完成稳定化处理过程，通过线速度、张力和温度的调节达到最佳工艺状态。张力过小或过大，都会对稳定化处理产生不利的影响；若加热温度过高，钢绞线表面的锌层容易熔化，若加热温度过低，钢绞线的残余应力无法彻底消除。综上所述，本发明所保护的hdpe热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，可以提高其抗腐蚀性能、柔韧性能，尤其是用在桥梁上时，可以节约建桥成本，延长使用寿命和方便施工。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12

　　技术特征：

　　技术总结

　　本发明涉及钢绞线生产技术领域，尤其涉及HDPE热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，其包括如下工序：盘条备料检测；酸洗磷化处理工序；拉丝工序；热镀工序；精整工序；捻制、稳定化处理工序；防腐油脂涂覆工序；包塑工序；包装入库。本发明提供的HDPE热镀锌铝合金预应力钢绞线生产工艺，可以提高其抗腐蚀性能、柔韧性能，尤其是用在桥梁上时，可以节约建桥成本，延长使用寿命和方便施工。

　　技术研发人员：张建国;赵国华;王国良;王志永;李鹏;张延旭;金新

　　受保护的技术使用者：天津冶金钢线钢缆集团有限公司

　　技术研发日：2018.12.26

　　技术公布日：2019.06.07