低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線生產過程質量管控

李博（天津冶金集團中興盛達鋼業有限公司，天津301616）

低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線生產過程質量管控

李博
（天津冶金集團中興盛達鋼業有限公司，天津301616）

介紹了低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線的生產工藝流程，從原料、酸洗拉拔、熱鍍鋅、捻制穩定化處理等方面論述了產品生產過程中影響產品質量的因素，提出了低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線生產過程質量管控方式，以提高熱鍍鋅鋼絞線的質量。

低松弛；預應力；熱鍍鋅；鋼絞線；質量控制

1 引言

鍍鋅鋼絞線是一種鋼制品，其應用范圍廣、需求量大，鍍鋅鋼絞線主要應用在承力索、拉索、輸電電線、巖土錨固等領域。而且鍍鋅鋼絞線對力學性能、表面質量有著很高的要求，所以在生產過程中需要對那些方面進行管控，如何管控就決定了最終生產出來的鍍鋅鋼絞線的質量。本文將主要介紹低松弛預應力鍍鋅鋼絞線的生產過程質量控制。

2 生產工藝流程

鍍鋅鋼絞線生產工藝流程由于成品的應用領域、鍍鋅的方式等方面的影響有著較大的區別，下面主要介紹的是低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線的一種生產流程：

盤條→檢、化驗→酸洗→磷化→皂化→拉拔→檢驗→鍍鋅→檢驗→拉拔（邊絲）→捻制→穩定化處理→層卷→檢驗、試驗→包裝入庫。

3 生產過程的質量控制

3.1 原料控制

市場需求的低松弛預應力鍍鋅鋼絞線多為高強度級別（如：1 770 MPa級、1 860 MPa級），考慮到成品與性能的要求，原料多選用77B、82B熱軋控冷盤條。

3.1.1 原料化學成分控制

原料化學成分控制見表1。

3.1.2 原料組織狀態

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

3.1.3 原料抗拉強度

因為生產過程不僅要進行多次拉拔，還要進行熱鍍鋅、捻制、穩定化處理等多種影響成品力學性能過程，例如鍍鋅后由于直徑增加而鋅的抗拉強度沒有鋼高，造成鋼絲抗拉強度下降的影響；捻制過程中由于剪切應力作用而造成的強度損失的影響；以及穩定化處理對產品強度的提升的影響。計算原料投入強度可以使用公式P原=P絲/（K×（D原/d絲）^0.5）（K為經驗系數受拉絲設備、原料鋼種規格等方面影響）。綜合以上各種因素的生產投料才能保證生產出的產品性能符合工藝要求，這也是生產過程的第一道質量管控。

表1 原料化學成分 /%

3.2 酸洗拉拔過程質量控制

3.2.1 酸洗磷化過程控制

（1）酸洗過程

在鍍前拉拔之前盤條要經過酸洗處理，以去除盤條表面的氧化鐵皮，酸洗過程主要通過鹽酸濃度、Fe2+含量、酸洗時間來控制盤條表面質量。

（2）磷化過程

磷化主要是為了在盤條表面形成一層致密光滑的磷化膜，方便在拉拔過程中將拉絲粉帶入模具中，提高鋼絲表面質量。在酸洗之后先水洗后再進入磷化槽進行磷化。通過實驗跟蹤統計分析得出Φ8.0～Φ14.0 mm盤條在使用總酸度80～110點、游離酸11～16點、酸比5～10的磷化液時，磷化溫度控制在65～80℃生產的盤條表面質量最好。對酸洗磷化盤條成品要控制其磷化膜厚度，在8 μm以上。

3.2.2 鍍前拉拔過程質量控制

（1）拉拔過程工藝

鍍前拉拔過程主要是為了鋼絲達到工藝需要的直徑和抗拉強度。為拉拔過程順利并得到性能優良的鋼絲，就需要根據設備能力、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又要保證鋼絲力學性能和表面的良好。因為拉拔過程會產生加工硬化，所以為保證拉拔過程順利一般設計拉拔工藝時將第二道次設計為最大壓縮率，并將末道次壓縮率設計在15%～17%。

（2）拉拔過程的潤滑和冷卻

拉拔過程的潤滑和冷卻將直接影響鋼絲的表面質量和力學性能。所以在綜合考慮成本和鋼絲質量，拉拔過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保證表面質量。由于壓縮率的原因，一般拉絲過程前兩道次的拉絲粉容易結焦，可以通過在鈣基拉絲粉中摻加一定比例鈉基拉絲粉進行改善，并且要保證車盤及模盒中的冷卻水正常循環。

3.2.3 鍍后拉拔過程質量控制

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

因為是雙金屬拉拔所以要注意模具角度，并且要擴大入口錐、工作錐的角度，防止拉拔過程將模具堵死，造成斷線。

綜合以上因素的鋼絲拉拔才能保證生產出的鋼絲性能符合工藝要求，這是生產過程的第二道質量管控。

3.3 熱鍍鋅過程質量控制

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。

熱鍍鋅過程主要控制的是鋅溫、抹拭電流、氮氣溫度和流量以及鋼絲的在線速度等參數。

鋅溫一般在460～470℃，抹拭電流根據鋼絲直徑、上鋅量、鋼絲在線速度等方面進行決定，氮氣溫度一般在400℃以下，而氮氣流量要根據鋼絲的數量和直徑進行決定，鋼絲在線速度要首先考慮設備能力，在滿足設備能力的前提下根據鋼絲直徑、上鋅量、生產節奏進行調整。因為在鍍鋅之后需要再次拉拔以及捻制，所以在鍍鋅時要考慮到再次拉拔以及捻制過程上鋅量的損失，應在制定鍍鋅工藝時對上鋅量加保險值。綜合以上因素熱鍍鋅生產過程才能保證生產出性能合格、表面質量良好的鍍鋅鋼絲，這是生產過程的第三道質量管控。

3.4 捻制及穩定化處理的過程控制

3.4.1 捻制過程

捻制過程質量控制主要在捻制方向、捻距是否符合工藝要求。

3.4.2 穩定化處理

穩定化處理其主要作用是消除生產過程產生的應力。穩定化處理質量控制主要在回火溫度、預加張力、在線速度等。

回火溫度以及張力不僅影響成品的最終力學性能還影響產品的伸直等性能，根據半成品檢驗的力學性能結果以及成品鍍鋅鋼絞線的規格，一般將回火溫度設定在370～395℃，張力一般在規定破斷力的40%～50%。綜合以上因素捻制穩定化處理過程才能生產出性能合格低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線。

4 結論

低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線生產過程質量管控共有7個主要控制點，并可以總結為：設備管控、工藝管控等兩大方面。并且兩方面為相輔相成、相互交叉的關系，只有根據產品性能要求和現有設備制定生產工藝并且將生產工藝認真執行下去才能獲得性能良好低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線。

［1］ GB/T 24238-2009，預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條［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工藝方面的研究工作。