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多丝大直径PC钢绞线的生产工艺设计

来源:任丘市嘉华电讯器材有限公司 点击量: 日期:2012-09-01
根据 1×19W 一28.60mm一1860MPa低松 弛Pc钢绞线的技术要求 ,在生产工艺的设计过程中必须满足钢绞线的抗拉强度、延伸率和松弛性能要求,对结构设计、原料选择、表面处理、拉拔工艺、捻制和定化处理等关键工艺都必须制订合适的参数且严格控制。工艺流程 :原料选择一 表面处理一钢丝拉拔一捻制和稳定化处理一分卷一检验一包装入库。
3.1 结构设计
1×7PC钢绞线使用时,张拉力通过锚具压紧外层钢丝,再由外层钢丝压紧中心钢丝,依靠 2层钢丝间的摩擦力使整根钢绞线随锚具移动而伸长 。
要使张拉过程中外层钢丝不至于压不住中心钢丝而发生中心钢丝滑动现象,中心钢 丝必须加粗,加粗范围为外层钢丝直径的3.5% 一5%为宜。将1×19钢绞线结构设计为 1×19W 的单股绳(1+6+6/6),中心丝 1根,二层丝 6根,外层丝 6根,填充丝 6根,直径依次减小,结构如图 1所示,钢丝之间均为线接触 。
表面处理的主要目的是清除盘条表面的氧化铁皮,同时获得润滑载体。根据生产 1×7—15.24mm一 1860MPa钢绞线的经验,采用盐酸酸洗、磷化、皂化和烘干的处理方法,将氧化铁皮清除干净,并在钢丝表面生成一定厚度 的均匀致密、附着力强的磷化膜 。工艺流程 :盘条一预酸洗一酸洗一高压水冲洗一漂洗一中和处理一磷化一漂洗一皂化一烘干。
3.3 拉拔工艺
钢丝拉拔是控制成品钢绞线力学性能的关键工
3.2 原料选择与表面处理
生产 1×7—17.8mm一1860MPa钢绞线的原料采用 82B热轧控冷盘条,其原始抗拉强度为1120~1200MPa不同规格的钢绞线可选择 10~ 13mm的盘条 进行生产。但使用这些规格的盘条生产 1×19W 一28.60mm 一1860MPa低松弛Pc钢绞线,受盘条原始强度的限制,其抗拉强度不能完全满足需求。为弥补原料强度不足,可以通过增大原料直径,增加拉拔总压缩率来提高其硬化强度,同时保证塑性和韧性指标符合要求,宝钢生产的16mm线材可以满足这些条件,其主要理化性能指标见表 2。
序,为了满足钢丝 的加工硬化强度和塑性指标 的要求,必须合理设计严重影响钢丝性能的总压缩率、部分压缩率、拉拔速度等参数,其他参数(如模具润滑和冷却条件等 )根据生产 1×7—17.80mm一1860MPa钢绞线的参数确定。根据钢绞线的截面积和结构特点计算各层半成品钢丝的直径和确定配丝方式,根据屠林科夫公式
b=KcrB~/Dk/d0 (1)
式(1)中:crb——拉拔后钢丝强度 MPa
与拉拔条件有关的时效硬化系数 ,
取值 1.1;
or——线材原始强度,MPa;
JDK——线材直径 ,mm;
— —
拉拔后钢丝直径 ,mm。
计算得到拉拔后钢丝抗拉强度为 1970~2030MPa,一般经过稳 定化处理后钢绞线的抗 拉强度损失约为 5% ,成品钢绞线 的抗拉强度为 1870~1930MPa,符合 1x19钢绞线 l860MPa的强度要求。
拉拔过程既要使钢丝合理减径,又要使产品具有良好的综合性能。根据总压缩率和平均部分压缩率公式计算确定各层钢丝的拉拔道次 n和拉拔路径。
Q=(1一do2/DK)×100% (2)
q=(1— 1一Q)×100% (3)
式中:p——总压缩率 ,% ;
g——平均部分压缩率 ,% ;
n——拉拔道次 。
总压缩率确定后,平均部分压缩率是影响钢丝力学性能的重要因素,降低平均部分压缩率,有利于改善钢丝 的塑性。根据经验将平均部分压缩率定为18% ~21%,半成品钢丝具有良好的综合性能,因此,各层钢丝选择9道次拉拔,平均部分压缩率为18% ~19%
拉拔速度也是影响钢丝性能的重要因素,速度过快会造成钢丝表面拉拔阻力增加 ,加大心部与边部变形程度差别,同时钢丝发热量增加,降低钢丝的韧性和塑性 。选择钢丝 的拉拔速度为 5m/s。
3.4 钢 绞线的捻制和稳定化处理
捻制是钢绞线生产的主要工序,将19根冷拉半成品钢丝捻制成外 形如 图 1所 示 的钢绞线 。捻制时 ,要求放线装置在放线过程 中张力恒定,保证过线装置不卡线伤线分线盘能按照钢绞线的结构将钢丝合理分布,压线瓦能够提供合适的压力,矫直器能
够提供足够的压弯深度 J。捻制后,钢绞线在承受设计要求负荷的张力下,于 360~400℃进行回火处理 ,消除钢绞线捻制过程
中产生的应力,增加抗蠕变能力,获得低松弛预应力钢绞线。研制阶段共设计了5种不同的工艺参数,以寻求最佳生产工艺路线及改进方向
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