低松弛预应力热镀锌钢绞线生产过程质量管控

李博（天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司，天津301616）

低松弛预应力热镀锌钢绞线生产过程质量管控

李博
（天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司，天津301616）

介绍了低松弛预应力热镀锌钢绞线的生产工艺流程，从原料、酸洗拉拔、热镀锌、捻制稳定化处理等方面论述了产品生产过程中影响产品质量的因素，提出了低松弛预应力热镀锌钢绞线生产过程质量管控方式，以提高热镀锌钢绞线的质量。

低松弛；预应力；热镀锌；钢绞线；质量控制

1 引言

镀锌钢绞线是一种钢制品，其应用范围广、需求量大，镀锌钢绞线主要应用在承力索、拉索、输电电线、岩土锚固等领域。而且镀锌钢绞线对力学性能、表面质量有着很高的要求，所以在生产过程中需要对那些方面进行管控，如何管控就决定了最终生产出来的镀锌钢绞线的质量。本文将主要介绍低松弛预应力镀锌钢绞线的生产过程质量控制。

2 生产工艺流程

镀锌钢绞线生产工艺流程由于成品的应用领域、镀锌的方式等方面的影响有着较大的区别，下面主要介绍的是低松弛预应力热镀锌钢绞线的一种生产流程：

盘条→检、化验→酸洗→磷化→皂化→拉拔→检验→镀锌→检验→拉拔（边丝）→捻制→稳定化处理→层卷→检验、试验→包装入库。

3 生产过程的质量控制

3.1 原料控制

市场需求的低松弛预应力镀锌钢绞线多为高强度级别（如：1 770 MPa级、1 860 MPa级），考虑到成品与性能的要求，原料多选用77B、82B热轧控冷盘条。

3.1.1 原料化学成分控制

原料化学成分控制见表1。

3.1.2 原料组织状态

盘条的显微组织应主要为索氏体组织，索氏体率应不小于85%，不应有妨碍使用的马氏体、全粉笔网状渗碳体等对性能有害的组织存在。盘条一边总脱碳层（全脱碳+部分脱碳）的深度应不大于1.5%D（D为盘条公称直径）。并且各类非金属夹杂物含量不应大于2.5级。

3.1.3 原料抗拉强度

因为生产过程不仅要进行多次拉拔，还要进行热镀锌、捻制、稳定化处理等多种影响成品力学性能过程，例如镀锌后由于直径增加而锌的抗拉强度没有钢高，造成钢丝抗拉强度下降的影响；捻制过程中由于剪切应力作用而造成的强度损失的影响；以及稳定化处理对产品强度的提升的影响。计算原料投入强度可以使用公式P原=P丝/（K×（D原/d丝）^0.5）（K为经验系数受拉丝设备、原料钢种规格等方面影响）。综合以上各种因素的生产投料才能保证生产出的产品性能符合工艺要求，这也是生产过程的第一道质量管控。

表1 原料化学成分 /%

3.2 酸洗拉拔过程质量控制

3.2.1 酸洗磷化过程控制

（1）酸洗过程

在镀前拉拔之前盘条要经过酸洗处理，以去除盘条表面的氧化铁皮，酸洗过程主要通过盐酸浓度、Fe2+含量、酸洗时间来控制盘条表面质量。

（2）磷化过程

磷化主要是为了在盘条表面形成一层致密光滑的磷化膜，方便在拉拔过程中将拉丝粉带入模具中，提高钢丝表面质量。在酸洗之后先水洗后再进入磷化槽进行磷化。通过实验跟踪统计分析得出Φ8.0～Φ14.0 mm盘条在使用总酸度80～110点、游离酸11～16点、酸比5～10的磷化液时，磷化温度控制在65～80℃生产的盘条表面质量最好。对酸洗磷化盘条成品要控制其磷化膜厚度，在8 μm以上。

3.2.2 镀前拉拔过程质量控制

（1）拉拔过程工艺

镀前拉拔过程主要是为了钢丝达到工艺需要的直径和抗拉强度。为拉拔过程顺利并得到性能优良的钢丝，就需要根据设备能力、模具情况、原料性能等方面编制拉拔工艺，编制的拉拔工艺既要保证钢丝能够顺利的生产又要保证钢丝力学性能和表面的良好。因为拉拔过程会产生加工硬化，所以为保证拉拔过程顺利一般设计拉拔工艺时将第二道次设计为最大压缩率，并将末道次压缩率设计在15%～17%。

（2）拉拔过程的润滑和冷却

拉拔过程的润滑和冷却将直接影响钢丝的表面质量和力学性能。所以在综合考虑成本和钢丝质量，拉拔过程中前几道次使用钙基的拉丝粉而最后几道次使用颗粒更小的钠基拉丝粉来保证表面质量。由于压缩率的原因，一般拉丝过程前两道次的拉丝粉容易结焦，可以通过在钙基拉丝粉中掺加一定比例钠基拉丝粉进行改善，并且要保证车盘及模盒中的冷却水正常循环。

3.2.3 镀后拉拔过程质量控制

镀后拉拔除了为了提高钢丝的强度外，也是为了使镀锌钢丝表面更加光滑，防止在捻制过程将合线模堵死造成断线。

因为是双金属拉拔所以要注意模具角度，并且要扩大入口锥、工作锥的角度，防止拉拔过程将模具堵死，造成断线。

综合以上因素的钢丝拉拔才能保证生产出的钢丝性能符合工艺要求，这是生产过程的第二道质量管控。

3.3 热镀锌过程质量控制

钢丝的镀锌方法主要为电镀锌法和热镀锌法。这里使用的是热镀锌法，热镀锌工艺如下：

将铁件清洗干净，然后溶剂处理，烘干后浸入锌液中，铁与熔融锌反应生成一合金化的锌层，其流程为：脱脂→水洗→酸洗→助镀→烘干→热浸镀锌→电磁抹拭→冷却钝化。

热镀锌过程主要控制的是锌温、抹拭电流、氮气温度和流量以及钢丝的在线速度等参数。

锌温一般在460～470℃，抹拭电流根据钢丝直径、上锌量、钢丝在线速度等方面进行决定，氮气温度一般在400℃以下，而氮气流量要根据钢丝的数量和直径进行决定，钢丝在线速度要首先考虑设备能力，在满足设备能力的前提下根据钢丝直径、上锌量、生产节奏进行调整。因为在镀锌之后需要再次拉拔以及捻制，所以在镀锌时要考虑到再次拉拔以及捻制过程上锌量的损失，应在制定镀锌工艺时对上锌量加保险值。综合以上因素热镀锌生产过程才能保证生产出性能合格、表面质量良好的镀锌钢丝，这是生产过程的第三道质量管控。

3.4 捻制及稳定化处理的过程控制

3.4.1 捻制过程

捻制过程质量控制主要在捻制方向、捻距是否符合工艺要求。

3.4.2 稳定化处理

稳定化处理其主要作用是消除生产过程产生的应力。稳定化处理质量控制主要在回火温度、预加张力、在线速度等。

回火温度以及张力不仅影响成品的最终力学性能还影响产品的伸直等性能，根据半成品检验的力学性能结果以及成品镀锌钢绞线的规格，一般将回火温度设定在370～395℃，张力一般在规定破断力的40%～50%。综合以上因素捻制稳定化处理过程才能生产出性能合格低松弛预应力热镀锌钢绞线。

4 结论

低松弛预应力热镀锌钢绞线生产过程质量管控共有7个主要控制点，并可以总结为：设备管控、工艺管控等两大方面。并且两方面为相辅相成、相互交叉的关系，只有根据产品性能要求和现有设备制定生产工艺并且将生产工艺认真执行下去才能获得性能良好低松弛预应力热镀锌钢绞线。

［1］ GB/T 24238-2009，预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条［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，主要从事热处理生产工艺方面的研究工作。