锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢绞线制备技术领域，特别是涉及一种锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法。
【背景技术】
[0002]目前同领域其他厂家只能提供光面无镀层或纯锌层锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，由于缆索内部钢丝锈蚀问题，既难检查又难处理，因此用户对防化学腐蚀问题非常重视。
[0003]而目前热镀锌后再热镀锌铝稀土合金层的钢丝，虽然提高了防腐蚀性，但钢丝强度和韧性方面却无法满足桥梁缆索用钢绞线对强度、韧性、寿命等多方面的要求。
[0004]专家预测未来的大跨度桥梁正在跨越海峡，桥梁跨度将继续增大，同时对桥梁缆索的使用寿命要求不断提高，桥梁设计已经出现了 100年、120年的长寿命要求。
[0005]为此，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”就要不断提高耐腐蚀、耐疲劳性能指标，不断研宄提高钢丝寿命的方法，以适应桥梁的发展要求。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀性好、高强度、高韧性、提高抗疲劳性能、延长使用寿命的锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0008]一种锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，包括以下步骤:
[0009]一、选用高碳钢盘条，对盘条进行酸洗、磷化处理；
[0010]二、采用拉丝机对盘条进行分道次拉拔，得到半成品钢丝，
[0011]三、对步骤二所得的半成品钢丝进行镀锌操作，走线速度为20-27m/min，具体步骤为:
[0012](I)使钢丝先进入明火炉内，明火炉内为温度440_460°C的铅液，清除钢丝表面残留的润滑脂，同时改善拉拔后钢丝的组织，
[0013](2)将钢丝依次进行碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0014](3)钢丝进入第一助镀槽内进行助镀，然后对钢丝进行烘干操作；
[0015](4)钢丝进入纯锌锅内镀锌，锌液温度445_455°C，当温度偏高时，会增加热耗，缩短钢质锌锅的使用寿命，加快锌渣和锌灰的生成，影响镀锌层的质量，当温度偏低时，会影响镀锌的能力，而且因锌液流动性降低使锌层堆积加厚不均匀；
[0016]四、对步骤三所得的钢丝进行热镀锌铝合金层操作，走线速度为20-27m/min，具体步骤为:
[0017](I)钢丝先进入第二助镀槽内进行助镀，然后对钢丝进行烘干操作；
[0018](2)使钢丝在震荡状态下进入锌铝合金锅内，锌铝合金锅内为锌铝合金锭熔化后的熔液，温度为450-460°C，其中铝含量控制在12-15%，锌含量控制在84-87% ；
[0019]五、精整:采用拉丝机对外层丝进行精细拉拔，得到所需规格的外层丝；
[0020]六、将中心丝、外层丝分别进行打轴，然后进行捻股，捻距倍数为12-16倍；
[0021]七、稳定化处理:给钢绞线预加一定张力，张力是钢绞线最大力的42%?45%，同时将钢绞线加热到360°C?380°C，制得本发明钢绞线。
[0022]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，进一步的，所述步骤四中，钢丝震荡通过偏心轮来实现，通过在钢丝一侧安装偏心轮，偏心轮转动使钢丝发生震荡。
[0023]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，进一步的，所述步骤四中，所得中心丝、外层丝镀层重量为240-350g/m2。
[0024]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，优选的，所述步骤三中，助镀剂采用70-85°C的氯化铵溶液，浓度为10-60g/L，含铁量< 80g/L，烘干温度170_180°C。
[0025]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，优选的，所述步骤四中，助镀剂采用60-85°C的氯化铵溶液，浓度为100-120g/L，含铁量< 80g/L，烘干温度170_180°C。
[0026]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，优选的，所述步骤七中，稳定化处理速度为90-110m/min。
[0027]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，优选的，所述步骤三中，碱洗采用55-85°C的氢氧化钠溶液，浓度为180-260g/L，酸洗采用常温盐酸，盐酸浓度为170_230g/L，含铁量 < 120g/L。
[0028]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，进一步的，所述步骤一中，酸洗为采用盐酸对盘条进行酸洗，磷化为将酸洗后的盘条放入磷化池中3-5分钟，磷化池内为85-95?的焦磷酸盐溶液，使盘条表面镀上一层致密的磷化膜。
[0029]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，与现有工艺相比，在提高防腐能力的基础上，能生产出更高强度、高韧性、抗疲劳性能更好的钢绞线，在耐腐蚀、钢绞线的强度、韧性、抗疲劳性能、钢绞线的使用寿命等方面都取得了质的提高，大幅延长了钢绞线在桥梁建设中的有效工作寿命。本发明钢绞线主要用于拉索桥的桥梁缆索，由于使用寿命长，减少了桥梁的换索次数，从而延长了桥梁的使用寿命，降低了桥梁的维护成本。
[0030]下面结合【具体实施方式】对本发明的锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法作进一步说明。
【具体实施方式】
[0031]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，主要工艺流程为:盘条一酸洗、磷化一拉拔一镀锌层一热镀锌铝合金层一精整表面一捻股一稳定化处理。
[0032]实施例1
[0033]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，包括以下步骤:
[0034]一、选用高碳钢盘条，采用盐酸对盘条进行酸洗，洗去盘条表面浮锈、氧化皮等杂质，为磷化做准备，将酸洗后的盘条放入磷化池中5分钟，磷化池内为93 °C左右的焦磷酸盐溶液，使盘条表面镀上一层致密的磷化膜，磷化膜的作用有两个，一是其本身的润滑作用，二是其特殊结构能够将润滑粉带入拉丝机内，加强润滑；
[0035]二、采用直进式拉丝机对盘条进行分道次拉拔，得到半成品钢丝，
[0036]三、对步骤二所得的钢丝进行镀锌操作，走线速度为20m/min，具体步骤为:
[0037](I)将满盘钢丝工字轮放到放线支架上，明火炉内为温度459°C左右的铅液，清除钢丝表面残留的润滑脂，同时改善拉拔后钢丝的组织，
[0038](2)将钢丝依次进行碱洗、水洗、酸洗、水洗，碱洗采用83°C左右的氢氧化钠溶液，浓度为260g/L，酸洗采用常温盐酸，盐酸浓度为230g/L，含铁量< 120g/L，水洗采用循环冷却水，作用是清除钢丝表面残留的酸、碱溶液；
[0039](3)钢丝进入助镀槽内，助镀剂采用84°C左右的氯化铵溶液，浓度为60g/L，含铁量< 80g/L，然后对钢丝进行烘干操作，烘干温度178°C左右；
[0040](4)钢丝进入纯锌锅内，锌液温度454°C左右；
[0041]四、对步骤三所得的钢丝进行热镀锌铝合金层操作，走线速度为20m/min，具体步骤为:
[0042](I)钢丝先进入助镀槽内，助镀剂采用84°C的氯化铵溶液，浓度为120g/L，含铁量(80g/l，然后对钢丝进行烘干操作，烘干温度178°C左右；
[0043](2)使钢丝在震荡状态下进入锌铝合金锅内，锌铝合金锅内为锌铝合金锭熔化后的熔液，温度为458°C左右，其中铝含量控制在12-15%，锌含量控制在84-87%，当铝含量达到下限值12%时，向锌铝合金锅内重新加入锌铝合金锭，从而将铝含量控制在12-15%之间，所得中心丝、外层丝镀层重量为345g/m2;
[0044]锌铝合金锭采用株洲冶炼集团科技开发有限责任公司的牌号为A115%或A120%的锌销合金锭。
[0045]钢丝震荡可通过偏心轮来实现，通过在钢丝一侧安装偏心轮，偏心轮转动使钢丝发生震荡。
[0046]力学性能试验表明制得钢丝的弯曲次数提高了 7-9次，扭转次数提高了 14-16次。
[0047]五、精整:采用直进式拉丝机对外层丝进行精细拉拔，得到所需规格的外层丝，精整的目的是增加镀层附着力，提高镀层表面质量；
[0048]六、将中心丝、外层丝分别进行打轴，采用滚筒式股绳机进行捻股，捻向为左捻，捻距倍数为14.5倍；
[0049]七、稳定化处理:给钢绞线预加一定张力，张力是钢绞线最大力的45%，同时将钢绞线加热到370°C左右，处理速度90m/min，制得本发明钢绞线。
[0050]测定所得钢绞线的强度为1950MPa，盐雾试验表明其耐腐蚀性是普通镀锌钢绞线的2.8倍，满足鞍座疲劳200万次不断裂的技术要求，力学性能试验表明其松弛率为1.2%,伸直性为5_，最大力伸长率为4.8 %。
[0051]实施例2
[0052]本发明锌铝合金镀层预应力钢绞线的制作方法，包括以下步骤:
[0053]一、选用高碳钢盘条，采用盐酸对盘条进行酸洗，然后将酸洗后的盘条放入磷化池中4分钟，磷化池内87°C左右的焦磷酸盐溶液，使盘条表面镀上一层致密的磷化膜；
[0054]二、采用直进式拉丝机对盘条进行分道次拉拔，得到半成品钢丝，
[0055]三、对步骤二所得的钢丝进行镀锌操作，走线速度为27m/min，具体步骤为:
[0056](I)将满盘钢丝工字轮放到放线支架上，钢丝先进入明火炉内，明火炉内为温度442°C左右的铅液，清除钢丝表面残留的润滑脂，同时改善拉拔后钢丝的组织；
[0057](2)将钢丝依次进行碱洗、水洗、酸洗、水洗，碱洗采用57°C左右的氢氧化钠溶液，浓度为180g/L，酸洗采用常温盐酸，盐酸浓度为170g/L，含铁量< 120g/L，水洗采用循环冷却水；
[0058](3)钢丝进入助镀槽内，助镀剂采用72°C左右的氯化铵溶液，浓度为10g/L，含铁量< 80g/L，然后对钢丝进行烘干操作，烘干温度172°C左右；
[0059](4)钢丝进入纯锌锅内，锌液温度447°C左右；
[0060]四、对步骤三所得的钢丝进行热镀锌铝合金层操作，走线速度为20m/min，具体步骤为:
[0061](I)钢丝先进入助镀槽内，助镀剂采用62°C左右的氯化铵溶液，浓度为100g/L，含铁量< 80g/l，然后对钢丝进行烘干操作，烘干温度172°C左右；
[0062](2)使钢丝在震荡状态下进入锌铝合金锅内，锌铝合金锅内为锌铝合金锭熔化后的熔液，温度为451°C左右，其中铝含量控制在12-15%，锌含量控制在84-87%，当铝含量达到下限值12%时，向锌铝合金锅内重新加入锌铝合金锭，从而将铝含量控制在12-15%之间，所得中心丝、外层丝镀层重量为245g/m2;
[0063]锌铝合金锭采用无锡麟龙铝业有限公司的牌号为A115%或A120%的锌铝合金锭。
[0064]钢丝震荡可通过偏心轮来实现，通过在钢丝一侧安装偏心轮，偏心轮转动使钢丝发生震荡。
[0065]力学性能试验表明制得钢丝的弯曲次数提高了 5-7次，扭转次数提高了 11-13次。
[0066]五、精整:采用直进式拉