无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备及工艺的制作方法

本发明涉及无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备及工艺，属于钢绞线技术领域。

背景技术：

桥梁的缆索、拉力构件、土木工程构件等主要采用钢绞线作为其主材料，这种钢绞线通常镀有锌层并且外面包覆护套来起到防腐作用。随着近年空气污染日益加重，桥梁缆索的耐久性问题频现，很多桥梁的缆索腐蚀速度大大超出预期，使用10多年后就音各种腐蚀问题出现缆索断裂等严重现象。因此，目前桥梁缆索的基本组件是钢绞线，单现有的钢绞线的耐腐蚀性能、使用寿命渐渐不能满足桥梁发展的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高产品防腐性能，增加钢绞线使用寿命的无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备及工艺。

本发明的目的是这样实现的：

无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备，它包括预处理池，盘条通入预处理池中进行处理，所述预处理池中分为前侧的酸洗区域和后侧的磷化区域，预处理池后侧设置有热处理水浴池，热处理水浴池的后侧为多道拉丝设备；

所述拉丝设备中每道的拉丝模具中均装有应力调节装置，该应力调节装置的中间为拉丝模，拉丝模为聚晶模用于拉拔细钢丝，拉丝模中间开设喇叭孔，钢丝从拉丝模的通孔中穿过后进行拉拔变形，拉丝模在喇叭孔口径大的一端与锁紧螺栓相配合，拉丝模的另一端装在法兰中，所述法兰通过多个调节螺栓固定在法兰板上，钢丝从拉丝模中穿过法兰后穿出，钢丝的两端分别被前道牵引轮和后道牵引轮牵引拉拔；

拉丝设备将钢丝拉拔后送入放线装置中，所述放线装置包括含有左右两个放线轮支架，每个放线轮支架上设置有一排放线轮，每个放线轮的后侧都设置有一个放线盘，两排放线盘整齐排列，放线盘上缠绕拉拔后的钢丝，钢丝以垂直于放线轮支架的方向放线，绕过放线轮后再转向度，以平行于放线轮支架的方向放线，所述放线轮支架的后方设置有集中放线辊，集中放线辊安装在支架上，支架在集中放线辊的后侧设有水平多孔板，水平多孔板的表面靠近底部处开设有一排通孔，支架在水平多孔板的后侧设置有竖直多孔板，竖直多孔板的表面靠近顶部处开设有一排通孔，钢丝通过集中放线辊的上部，然后从水平多孔板的底部通孔穿过，再穿过竖直多孔板的顶部通孔；

所述放线装置后侧为清洗池，清洗池中从前到后依次为碱洗池、热水池、酸洗池和水洗池，清洗池后侧为助镀液池，助镀液池中含助镀剂溶液，助镀液池后侧为烘箱，烘箱后侧为镀锌槽，镀锌槽中装有锌液用于热镀，镀锌槽后侧为第一电磁抹拭设备，第一电磁抹拭设备后侧为热镀槽，热镀槽中含有锌铝镁合金液，热镀槽的后侧为第二电磁抹拭设备；

所述镀锌槽、热镀槽中均设置有镀层厚度控制装置，该镀层厚度控制装置为一个设置在镀槽上的调节座，调节座的左右两侧固定有固定柱，镀槽的左右两侧沿前后方向开设有一排定位口，固定柱架设在其中一个定位口上，调节座的中间竖直设置有一块多孔板，多孔板上开设一排通孔用于让钢丝穿过，镀槽内部还设置有牵引轮，牵引轮设在镀液中并位于调节座的后侧，调节座设置在镀液上方，钢丝穿过多孔板的通孔后进入镀液中，再经过牵引轮后从镀液中出去；

第二电磁抹拭设备后侧为捻股机，该捻股机包括机架，机架上从前到后依次设置有放线组件、主机组件、预变型组件、压模组件、后变型组件、过捻组件、牵引组件和收线组件，所述放线组件包含有多个的工字轮，每个工字轮上缠绕有钢丝，主机组件上包括筒体，每个工字轮上的钢丝均经过穿线嘴后绕过筒体表面，钢丝经过筒体后先通过预变型组件进行预变型，钢丝再送到压模组件处合拢，随后被送入过捻组件中进行过捻，过捻组件上连有单独的电机，通过电机带动过捻组件工作，过捻组件中带有多个滑轮，钢绞线绕过多个滑轮后可以过捻，并且过捻组件的前后均设有后变型组件对钢丝进行后变型和校直，后变型组件的后侧为牵引组件和收线组件，其中牵引组件上装有牵引轮，牵引轮上通过齿轮机械牵引钢丝进行收线；

捻股机的后侧设置有油脂槽，油脂槽中装有防腐液体，所述油脂槽后侧设置有护套包覆设备，护套包覆设备用于将钢绞线表面包覆一层hdpe护套；

所述护套包覆设备后侧为集中收线装置，集中收线装置包括收线辊支架，收线辊支架的上方设置有多个集中收线辊，集中收线辊后侧设置有收线轮，套有hdpe护套的钢绞线通过集中收线辊稳定张力之后传输至收线轮上，收线轮的下方设置有收线工字轮，钢绞线缠绕缠绕在收线工字轮上。

无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备的工艺：

1）盘条选用一根中心钢丝盘条和六根外层钢丝盘条，盘条的成分为0.70～1.00%的碳，0.30～0.90%的锰，0.15～0.50%的硅，0.03%的硫，最大0.03%的磷；

2）盘条进行检验后进行表面处理，表面处理时将盘条经过酸洗和磷化，除去润滑粉和浮锈；

3）将表面处理后的盘条进行热处理水浴，热处理后的盘条送入多组拉丝模具中进行多道拉丝工序，其中中心钢丝盘条的直径从φ12经过十道拉拔变成φ4的出丝直径，外层钢丝盘条的直径从φ7经过十道拉拔变成φ2的出丝直径，并收卷在放线装置上；

4）将拉丝后的多根钢丝用放线装置放线，并依次通过碱洗池、热水池、酸洗池、水洗池清除表面杂质，随后通入含助镀剂的水池中，助镀剂由30～40wt%的氯化铝和60～70wt%的氯化锌组成，按每升水溶解100～150g的助镀剂，将助镀剂溶于水中，钢丝以5～20m/min的速度进入助镀剂溶液中，随后进入烘箱中烘干；

5）将钢丝通过镀锌槽，镀锌槽中含有锌液，钢丝通过镀锌槽时进行钢丝表面热镀锌处理，使得半成品钢丝具有一层镀锌层，随后电磁抹拭钢丝表面多余的锌液并冷却，采用电磁抹拭，使得热镀后锌层重量为200-300g/m2，随后冷却；

6）将镀锌的钢丝通过热镀槽，热镀槽中含有锌铝镁合金液，钢丝通过热镀槽时进行钢丝表面热镀锌铝镁合金处理，随后电磁抹拭钢丝表面多余的锌铝镁合金液来控制锌铝镁合金层厚度，随后冷却；

7）将热镀锌铝镁合金的钢丝精整后送入捻股机中进行捻制，将一根中心丝、六根外层丝朝一个方向捻制，一次成型无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线；

8）将捻股完成的钢绞线通入油脂槽中，使钢绞线的缝隙中填满防腐填充物，防腐填充物为油脂也可以用腊来代替；

9）将填满防腐填充物的钢绞线表面包覆一层hdpe护套；

10）将hdpe护套包覆的钢绞线检验后包装入库。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

无粘结锌铝镁合金镀层钢绞线为多层防护防腐工程结构材料，钢绞线经过稳定化处理获得优良的综合性能；锌铝镁合金镀层有着优异的防腐性能，经过盐雾腐蚀试验的对比，为传统纯锌镀层的三倍以上，钢绞线外层采用高密度聚乙烯hdpe护套与防腐油脂进行涂覆，可以有效隔绝空气，进一步提升了产品的防腐性能。

附图说明

图1为本发明无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的示意图。

图2为图1这个钢丝表面的层状结构示意图。

图3为本发明无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备的连接示意图。

图4为图3中拉丝设备中单个拉丝模处的示意图。

图5为图3中放线装置的示意图。

图6为图3中集中放线辊、水平多孔板、竖直多孔板的关系图。

图7为图3中清洗池的俯视图。

图8为图3中镀锌槽、热镀槽中厚度控制装置的俯视图。

图9为图3中镀锌槽、热镀槽中厚度控制装置的侧视图。

图10为图3中捻股机的结构示意图。

图11为图10中后变型组件和过捻组件的结构示意图。

图12为图3中集中收线装置的示意图。

图13为图12中收线辊支架的示意图。

图14为图12中收线轮和工字轮的结构示意图。

其中：中心钢丝1、外层钢丝2、镀锌层3、锌铝镁合金镀层4、防腐填充物5、hdpe护套6、预处理池7、酸洗区域8、磷化区域9、热处理水浴池10、拉丝设备11、拉丝模11.1、锁紧螺栓11.2、法兰11.3、调节螺栓11.4、法兰板11.5、前道牵引轮11.6、后道牵引轮11.7、放线装置12、放线轮支架12.1、放线轮12.2、放线盘12.3、集中放线辊12.4、水平多孔板12.5、竖直多孔板12.6、清洗池13、助镀液池14、烘箱15、镀锌槽16、第一电磁抹拭设备17、热镀槽18、第二电磁抹拭设备19、镀层厚度控制装置20、调节座21、固定柱22、定位口23、多孔板24、通孔25、牵引轮26、捻股机27、放线组件27.1、工字轮27.1.1、主机组件27.2、筒体27.2.1、预变型组件27.3、压模组件27.4、后变型组件27.5、过捻组件27.6、电机27.6.1、滑轮27.6.2、牵引组件27.7、牵引轮27.7.1、收线组件27.8、油脂槽28、护套包覆设备29、集中收线装置30、收线辊支架31、集中收线辊32、收线轮33、收线工字轮34。

具体实施方式

参见图1至图14，本发明涉及无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线，该钢绞线由一根中心钢丝1和六根外层钢丝2通过捻股机朝一个方向捻制成型，形成1x7的钢绞线，其中六根外层钢丝2的直径大小相同，所述中心钢丝1和外层钢丝2的表面都热镀有一层镀锌层3，镀锌层3的表面还热镀有锌铝镁合金镀层4，并且中心钢丝1和外层钢丝2的间隙中填充有防腐填充物5，防腐填充物5为油脂或蜡，所述外层钢丝2的表面包覆有一层hdpe护套6，可以有效隔绝空气，提高钢绞线的防腐性能。

这种无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备包括预处理池7，盘条通入预处理池7中进行处理，所述预处理池7中分为前侧的酸洗区域8和后侧的磷化区域9，预处理池7后侧设置有热处理水浴池10，热处理水浴池10的后侧为多道拉丝设备11。

所述拉丝设备11中每道的拉丝模具中均装有应力调节装置，该应力调节装置的中间为拉丝模11.1，拉丝模11.1为聚晶模用于拉拔细钢丝，拉丝模11.1中间开设喇叭孔，钢丝从拉丝模11.1的通孔中穿过后便能进行拉拔变形，拉丝模11.1在喇叭孔口径较大的一端与锁紧螺栓11.2相配合，拉丝模11.1的另一端装在法兰11.3中，所述法兰11.3通过多个调节螺栓11.4固定在法兰板11.5上，钢丝从拉丝模11.1中穿过法兰11.3后穿出，钢丝的两端分别被前道牵引轮11.6和后道牵引轮11.7牵引拉拔。

拉丝设备11将钢丝拉拔后送入放线装置12中，所述放线装置12包括含有左右两个放线轮支架12.1，每个放线轮支架12.1上设置有一排放线轮12.2，每个放线轮的后侧都设置有一个放线盘12.3，两排放线盘12.3整齐排列，放线盘12.3上缠绕拉拔后的钢丝，钢丝以垂直于放线轮支架12.1的方向放线，绕过放线轮12.2后再转向90度，以平行于放线轮支架12.1的方向放线，所述放线轮支架12.1的后方设置有集中放线辊12.4，集中放线辊12.4安装在支架上，支架在集中放线辊12.4的后侧设有水平多孔板12.5，水平多孔板12.5的表面靠近底部处开设有一排通孔，支架在水平多孔板12.5的后侧设置有竖直多孔板12.6，竖直多孔板12.6的表面靠近顶部处开设有一排通孔，钢丝通过集中放线辊12.4的上部，然后从水平多孔板12.5的底部通孔穿过，再穿过竖直多孔板12.6的顶部通孔，这样所有钢丝的张力更稳定，钢丝与钢丝之间的张力相差较小。

所述放线装置12后侧为清洗池13，清洗池13中从前到后依次为碱洗池13.1、热水池13.2、酸洗池13.3和水洗池13.4，用于除去钢丝清除表面杂质，清洗池13后侧为助镀液池14，助镀液池14中含助镀剂溶液，助镀液池14后侧为烘箱15，烘箱15后侧为镀锌槽16，镀锌槽16中装有锌液用于热镀，镀锌槽16后侧为第一电磁抹拭设备17，第一电磁抹拭设备17后侧为热镀槽18，热镀槽18中含有锌铝镁合金液，热镀槽18的后侧为第二电磁抹拭设备19。

所述镀锌槽16、热镀槽18中均设置有镀层厚度控制装置20，该镀层厚度控制装置20为一个设置在镀槽上的调节座21，调节座21的左右两侧固定有固定柱22，镀槽的左右两侧沿前后方向开设有一排定位口23，固定柱22架设在其中一个定位口23上，调节座21的中间竖直设置有一块多孔板24，多孔板24上开设一排通孔25用于让钢丝穿过，镀槽内部还设置有牵引轮26，牵引轮26设在镀液中并位于调节座21的后侧，调节座21设置在镀液上方，钢丝穿过多孔板24的通孔25后进入镀液中，再经过牵引轮26后从镀液中出去，这样通过设置调节座在定位口上的位置，便能调节钢丝进入镀液中的长度，进而控制镀锌层和锌铝镁合金镀层的厚度，从而满足不同产品的镀层需求。

第二电磁抹拭设备19后侧为捻股机27，该捻股机包括机架，机架上从前到后依次设置有放线组件27.1、主机组件27.2、预变型组件27.3、压模组件27.4、后变型组件27.5、过捻组件27.6、牵引组件27.7和收线组件27.8，所述放线组件27.1包含有多个φ125mm的工字轮27.1.1，工字轮27.1.1由于直径较小，其转速可达3500转/分，并且每个工字轮27.1.1上缠绕有钢丝，主机组件27.2上包括筒体27.2.1，每个工字轮27.1.1上的钢丝均经过穿线嘴后绕过筒体27.2.1表面，钢丝经过筒体27.2.1后先通过预变型组件27.3进行预变型，预变型组件27.3可以使钢丝提前产生向中心捻合的内应力，从而不易松散，容易控制尺寸，钢丝再送到压模组件27.4处合拢，随后被送入过捻组件27.6中进行过捻，过捻组件27.6上连有单独的电机27.6.1，通过电机27.6.1带动过捻组件27.6工作，过捻组件27.6中带有多个滑轮27.6.2，钢绞线绕过多个滑轮27.6.2后可以过捻，并且过捻组件27.6的前后均设有后变型组件27.5对钢丝进行后变型和校直，后变型组件27.5的后侧为牵引组件27.7和收线组件27.8，其中牵引组件27.7上装有牵引轮27.7.1，牵引轮27.7.1上通过齿轮机械牵引钢丝进行收线，提高了捻制强度。

捻股机27的后侧设置有油脂槽28，油脂槽28中装有防腐液体，可以为油脂也可以用腊来代替，所述油脂槽28后侧设置有护套包覆设备29，护套包覆设备29用于将钢绞线表面包覆一层hdpe护套，提高钢绞线的防腐性能。

所述护套包覆设备29后侧为集中收线装置30，集中收线装置30包括收线辊支架31，收线辊支架31的上方设置有多个集中收线辊32，集中收线辊32后侧设置有收线轮33，套有hdpe护套的钢绞线通过集中收线辊32稳定张力之后传输至收线轮33上，收线轮33的下方设置有收线工字轮34，钢绞线缠绕缠绕在收线工字轮34上。

这种无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的生产设备中，各个设备之间都设置牵引轮对钢丝起牵引作用。

这种无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线的工艺为：

1）盘条选用一根中心钢丝盘条和六根外层钢丝盘条，盘条的成分为0.70～1.00%的碳，0.30～0.90%的锰，0.15～0.50%的硅，最大0.03%的硫，最大0.03%的磷。

2）盘条进行检验后进行表面处理，表面处理时将盘条经过酸洗和磷化，除去润滑粉和浮锈，避免出现漏镀等情况。

3）将表面处理后的盘条进行热处理水浴，热处理后的盘条送入多组拉丝模具中进行多道拉丝工序，其中中心钢丝盘条的直径从φ12经过十道拉拔变成φ4的出丝直径，外层钢丝盘条的直径从φ7经过十道拉拔变成φ2的出丝直径，并收卷在放线装置上。

4）将拉丝后的多根钢丝用放线装置放线，并依次通过碱洗池、热水池、酸洗池、水洗池清除表面杂质，随后通入含助镀剂的水池中，助镀剂由30～40wt%的氯化铝和60～70wt%的氯化锌组成，按每升水溶解100～150g的助镀剂，将助镀剂溶于水中，钢丝以5～20m/min的速度进入助镀剂溶液中，随后进入烘箱中烘干。

5）将钢丝通过镀锌槽，镀锌槽中含有锌液，钢丝通过镀锌槽时进行钢丝表面热镀锌处理，使得半成品钢丝具有一层均匀光亮，并且具有一定厚度的锌层，随后电磁抹拭钢丝表面多余的锌液并冷却，采用电磁抹拭，能够有效的控制镀层重量，使得热镀后锌层重量为200-300g/m²，随后冷却。

6）将镀锌的钢丝通过热镀槽，热镀槽中含有锌铝镁合金液，钢丝通过热镀槽时进行钢丝表面热镀锌铝镁合金处理，随后电磁抹拭钢丝表面多余的锌铝镁合金液来控制锌铝镁合金层厚度，随后冷却。

7）将热镀锌铝镁合金的钢丝精整后送入捻股机中进行捻制，将一根中心丝、六根外层丝朝一个方向捻制，一次成型无粘结锌铝镁合金镀层的钢绞线。

8）将捻股完成的钢绞线通入油脂槽中，使钢绞线的缝隙中填满防腐填充物，并且油脂也可以用腊来代替。

9）将填满防腐填充物的钢绞线表面包覆一层hdpe护套，高密度聚乙烯hdpe护套与防腐油脂可以有效隔绝空气，提高钢绞线的防腐性能。

10）将hdpe护套包覆的钢绞线检验后包装入库。