热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法
技术领域
本发明涉及钢绞线技术领域，尤其涉及热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法。
背景技术
预应力热镀GALFAN合金钢绞线主要适用于吊架、悬挂、拴系、固定物件、通讯电缆及架空地线、提升及固定用拉力构件和土木工程中其它构件。其抗拉强度指标至关重要，如何提高预应力热镀GALFAN合金钢绞线的抗拉强度并节约成本，以适应吊架、悬挂、拴系、固定物件、通讯电缆及架空地线、提升及固定用拉力构件和土木工程等的需求，成为各研发单位及生产单位的主要研发方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法，其包括如下工艺步骤：
——选材；原料为盘条，提高原料碳质量分数和原料微合金化并严格控制盘条中的P、S、O、N、Si元素含量；
——预酸洗；
——盘条热处理；首先盘条进入加热炉内经过预热段、加热段及均热段加热得到奥氏体钢，再进入铅锅冷却得到大于等于95％的索氏体；
——集中酸洗、磷化；主要包括盐酸洗→高压水冲洗→磷化→高压水冲洗→皂化→烘干处理过程；
——拉丝；采用多道次小压缩率直进式拉拔工艺，平均部分压缩率17.85％；
——GALFAN合金镀层；其工艺流程为：工字轮主动放线→电解碱洗→水洗→酸洗→水洗→助镀→烘干→厚镀纯锌层→厚镀GALFAN合金→冷却→工字轮收线，通过电磁电流的调整,确保上锌量≥340g/m2；
——捻制、稳定化处理；
——收线并层缠。
进一步，盘条热处理时，预热段、加热段及均热段炉温为分别为980℃、960℃、940℃，铅温为550-560℃，线速为5.5m/min，线温度为905-915℃。
进一步，酸洗时，采用盐酸常温处理，盐酸质量浓度为170～230g/L,亚铁离子质量浓度<120g/L，酸洗时间15min。磷化采用中温磷化，磷化液总酸度为120～160点，游离酸度10～15点，总锌量40～60g/L，磷化温度70～80℃，磷化时间5～10min。
进一步，GALFAN合金镀层时，采用中温电解碱洗，碱洗氢氧化钠质量浓度为180～260g/L,碱洗温度为80～90℃；酸洗采用盐酸常温酸洗，盐酸质量浓度为170～230g/L,亚铁离子质量浓度小于120g/L；为保证钢丝热镀锌的质量，在钢丝进锌锅前进行涂助镀剂处理，助镀剂氯化铵质量浓度为100～120g/L，助镀温度为80～90℃；热镀锌锌锅温度为465℃，Dv值为138.4/min。
进一步，捻制、稳定化处理时，捻距：175mm；捻制速度：40-50m/min；加热温度设置：360℃(入口45)；设定张力：54.5kN。
本发明的有益效果
采用本发明所提供的热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法生产出的钢绞线，除了在电力行业得到应用之外，而且广泛应用于水利、铁路、桥梁建设、国家大型体育场馆等领域。该产品应用在桥梁建设中，可节省大量的建桥材料，缩短建设时间，保证工程质量稳定性，且其具有较高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可大大提高缆索使用寿命，经济效益和社会效益显著。又由于其外观敷有靓丽色彩，用于城市桥梁建设，可以起到美化环境的作用。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图；
具体实施方式
热镀GALFAN合金钢绞线的生产方法，其包括如下工艺步骤：
——选材；原料为盘条，提高原料碳质量分数和原料微合金化并严格控制盘条中的P、S、O、N、Si元素含量；以下均以1×7-Φ10.38mm-1860-Ⅱ级钢绞线为例，其钢丝为：Φ3.46mm GALFAN合金镀层钢丝要求抗拉强度≥1900MPa，上锌量要求≥340g/m2，同时要具有高韧性，要求钢丝的碳质量分数为0.81％～0.82％，对于高碳钢盘条，钢中碳质量分数每提高0.10％，其抗拉强度极限升高约80MPa；钢中锰质量分数每提高0.10％，其抗拉强度极限升高约10MPa，延伸率降低约0.4％。采用Φ10.0mm(S82B)盘条为原料，其化学成分需满足表1要求：
表1
其力学性能和组织需满足表2要求：
表2
其他指标需满足表3及表4的要求：
钢绞线拆股单丝技术条件表3
钢绞线技术条件表4
——预酸洗；
——盘条热处理；首先盘条进入加热炉内经过预热段、加热段及均热段加热得到奥氏体钢，再进入铅锅冷却得到大于等于95％的索氏体；具体工艺参数控制如表5：
热处理工艺表5
经热处理后，钢绞线Φ10.0mm(S82B)其抗拉强度：1260-1300MPa；断后伸长率：10％-11.5％；面减率：35％-40％，索氏体含量：95％以上。
——集中酸洗、磷化；主要包括盐酸洗→高压水冲洗→磷化→高压水冲洗→皂化→烘干处理过程；主要是对盘条进行表面处理，要求盘条表面生成的磷化膜有一定的厚度、具有良好的附着力、表面相对粗糙，以便于后续拉拔时吸附润滑粉，形成润滑膜。
——拉丝；采用多道次小压缩率直进式拉拔工艺，平均部分压缩率17.85％；可以避免钢丝由于较大的部分压缩率而产生大量的变形热，使钢丝表面温度急剧升高导致组织变化，在钢丝表面形成马氏体。拉丝时最后三道不放润滑剂，这样为保证得到高上锌量，为镀合金层提高车速打下基础。
具体拉拔工艺路线见表6：
表6
——GALFAN合金镀层；其工艺流程为：工字轮主动放线→电解碱洗→水洗→酸洗→水洗→助镀→烘干→厚镀纯锌层→厚镀GALFAN合金→冷却→工字轮收线，通过电磁电流的调整,确保上锌量≥340g/m2；另外对热镀锌生产线工装设备进行局部改进，主要措施：厚镀纯锌时采用EMW工艺取代过去的压块方法，原压块方法薄镀使用寿命具有不确定性，属于易损部件，确保该环节的稳定可靠。由于车速大幅度提高，加强厚镀层后的水冷却。
GALFAN合金镀层结束后，成品钢丝的性能见表7：
成品钢丝性能表7
成品钢丝耐腐蚀性对比见表8：
盐雾腐蚀实验数据表8
从以上试验数据可以看出：GALFAN镀层钢丝的防腐性能明显优于普通镀锌钢丝，其防腐能力约为普通镀锌钢丝的2.3倍。
——捻制、稳定化处理；确立预应力热镀GALFAN合金钢绞线的稳定化生产工艺参数，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，生产的成品钢绞线实验数据将表9和表10：
钢绞线拆股单丝性能表9
成品钢绞线试验数据表10
同时，为保证热镀锌预应力钢绞线有良好的表面质量，对捻制工序中，为保证钢丝行走过程不发生意外的剐蹭，特别对捻制设备进行了改造，在绞线放线机部位所有通线孔处都加大直径的光滑的硬质合金模；将金属合线模换成尼龙合线模，以减少对钢丝的磨损；第二张力轮加装一组清除锌屑的抹拭器，以实现捻制环节中对钢绞线镀锌层的保护。
——收线并层缠。层缠可以采用不同的颜色。
进一步，盘条热处理时，预热段、加热段及均热段炉温为分别为980℃、960℃、940℃，铅温为550-560℃，线速为5.5m/min，线温度为905-915℃。
进一步，酸洗时，采用盐酸常温处理，盐酸质量浓度为170～230g/L,亚铁离子质量浓度<120g/L，酸洗时间15min。磷化采用中温磷化，磷化液总酸度为120～160点，游离酸度10～15点，总锌量40～60g/L，磷化温度70～80℃，磷化时间5～10min。
进一步，GALFAN合金镀层时，采用中温电解碱洗，碱洗氢氧化钠质量浓度为180～260g/L,碱洗温度为80～90℃；酸洗采用盐酸常温酸洗，盐酸质量浓度为170～230g/L,亚铁离子质量浓度小于120g/L；为保证钢丝热镀锌的质量，在钢丝进锌锅前进行涂助镀剂处理，助镀剂氯化铵质量浓度为100～120g/L，助镀温度为80～90℃；热镀锌锌锅温度为465℃，Dv值为138.4/min。
进一步，捻制、稳定化处理时，捻距：175mm；捻制速度：40-50m/min；加热温度设置：360℃(入口45)；设定张力：54.5kN。
采用该工艺生产热镀锌预应力钢绞线，在国内为首创：
(1)可生产单丝在Φ3.46mm以上大规格高强度GALFAN合金镀层产品，上锌量高达350～500g/m2，且锌层表面光滑平整、直径均匀，外观光洁度好。
(2)具有优良的耐腐蚀性能，使用寿命是普通镀锌产品的2～3倍。
(3)GALFAN合金镀层表面的硬度大于纯锌层，在使用的过程中不易因磨损而产生掉锌粉现象，避免了轨道堵塞。
(4)该产品填补了国内市场空白，经济效益高，可满足客户对各种规格GALFAN合金镀层钢绞线的质量要求。
综上所述，采用本申请提供的生产方法生产出的热镀GALFAN合金钢绞线，成本低且抗拉强度高，除了在电力行业得到应用之外，而且广泛应用于水利、铁路、桥梁建设、国家大型体育场馆等领域。该产品应用在桥梁建设中，可节省大量的建桥材料，缩短建设时间，保证工程质量稳定性，且其具有较高的耐腐蚀性能和较好的耐疲劳性能，可大大提高缆索使用寿命，经济效益和社会效益显著。又由于其外观敷有靓丽色彩，用于城市桥梁建设，可以起到美化环境的作用。
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。
