4V×48S+5FC-50鍍鋅扇形股鋼絲繩研制
四股扇形股鋼絲繩因其具有破斷拉力高、耐磨性好、耐擠壓、不旋轉(zhuǎn)、耐疲勞、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于重物提升、吊橋斜拉索具、開鑿立井提升、塔式吊車等重型裝（設(shè)）備中。橋梁索具對(duì)四股扇形股鋼絲繩的需求量日益增加，對(duì)四股扇形股鋼絲繩工藝的研究和改進(jìn)顯得尤為迫切，筆者通過4Vx48S+5FC-50鍍鋅扇形股鋼絲繩的試制來介紹四股鋼絲繩生產(chǎn)的基本思路。
1鋼絲繩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.1技術(shù)要求
鋼絲繩技術(shù)要求：（1）結(jié)構(gòu)較為新穎，為四股鋼Chna Acaceicouna blecroncP絲繩，股結(jié)構(gòu)為FC+12+18+18；（2）繩徑偏粗，直徑為50mm，超過GB89182006中規(guī)定的20~40
mm的繩徑范圍，且要求繩徑公差控制在0~+4%，要求較為嚴(yán)格；（3）制繩鋼絲直徑粗強(qiáng)度高，鋼絲抗
拉強(qiáng)度1870MPa，絲徑不小于2.0mm。（4）表面
要求鍍鋅，根據(jù)和客戶協(xié)商，采用A類鍍鋅。
1.2基本工藝參數(shù)計(jì)算
（1）4V×48S+5FC-50鋼絲繩直徑D為50
mm；考慮到鋼絲繩用于斜拉橋索具，鋼絲繩的捻距倍
數(shù)K在GB8918-2006的基礎(chǔ)上做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，取
K=8.4，可得鋼絲繩捻距T=KxD=420mm。
（2）外層股數(shù)N=4，鋼絲繩捻制系數(shù)m，=2.3，因
此dg=D/m，=21.7391mm，修正為dg=21.74mm。
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（3）股繩捻距倍數(shù)k=7.5，可得外層股捻距t=k×ds=7.5×21.74mm=163.05mm。
（4）外層鋼絲數(shù)n=18，當(dāng)k=7.5時(shí)，由此可得股捻制系數(shù)m2=7.11，8外=dg/m2=3.057mm，修正為8外=3.05mm。
（5）因該鋼絲繩股結(jié)構(gòu)為FC+12+18+18，其中內(nèi)層鋼絲呈點(diǎn)接觸，外層和次外層鋼絲呈線接觸，根據(jù)線接觸鋼絲繩股內(nèi)鋼絲直徑比例關(guān)系：61=82×
（1-sin e）/sin o國(guó)，當(dāng)n=18時(shí)，可得外：6次外=1.3529，8次外=8外/1.3529=2.254mm，修正后8次外=2.25mm。根據(jù)點(diǎn)接觸鋼絲繩特點(diǎn)可知8內(nèi)=
6次外=2.25mm。
1.3繩芯設(shè)計(jì)
（1）當(dāng)N=4，K=8時(shí)，鋼絲繩纖維芯直徑D。
與鋼絲繩直徑D的比值為0.29~0.322，考慮到捻距倍數(shù)已適當(dāng)放大，為保證繩徑達(dá)到要求，故取上限值0.32，因此D。=16mm。
（2）經(jīng)計(jì)算當(dāng)n=12時(shí)，股芯直徑d。與絲徑存在如下比例關(guān)系：d。=3.0425×8，考慮到繩芯存在一定的膨脹系數(shù)，故麻纖維芯實(shí)際直徑da=
3.0425×（1+0.25）×2.25mm=8.557mm，修正為d。=8.6mm。
2制繩鋼絲生產(chǎn)
2.1鍍前鋼絲生產(chǎn)
（1）由于制繩鋼絲強(qiáng)度要求較高、直徑較粗，為保證制鋼繩絲性能的穩(wěn)定性，采用湘鋼82B盤條作為專用料組織生產(chǎn)?；竟に嚶肪€：6.。→62.6（熱處理）→83.s，6。5→860（熱處理）→82.25。
鋼絲半成品使用熱處理、鉛淬火、酸洗連續(xù)作業(yè)線生產(chǎn)，熱處理過程采用明火加熱爐對(duì)鋼絲加熱，然后進(jìn)入鉛鍋進(jìn)行等溫處理，最后通過酸槽除去氧化鐵皮。為保證得到穩(wěn)定、拉拔性能良好的索氏體，要控制好制繩鋼絲走線速度、爐內(nèi)溫度、爐內(nèi)氣氛、鉛液溫度、酸槽濃度等工藝參數(shù)。
（2）為了提高光面制繩鋼絲的力學(xué)性能，拉拔過程中采用多道次、小壓縮率的方法，減少部分壓縮率和增強(qiáng)拉絲機(jī)工裝設(shè)備的水冷效果來保證光面制繩鋼絲抗拉強(qiáng)度的提高和扭轉(zhuǎn)值的增加0?？紤]到鍍鋅層的厚度，鍍前鋼絲直徑要保留適當(dāng)?shù)墓睿喂に噮?shù)見表1。表1制繩鋼絲拉拔工藝
Table1 Drawing process paramelers of steel wire for rope半成品鋼絲成品鋼絲總壓縮平均部分公差/
直徑/mm直徑/mm率/%壓縮率/%mm
7.63.0585.521.4-0.08~-0.046.02.2588.020.8-0.08~-0.042.2鍍鋅工藝控制
鍍鋅工藝的選擇不僅直接影響半成品制繩鋼絲的力學(xué)性能，同時(shí)對(duì)鋼絲繩的整體性能也有決定性的影響國(guó)。采用電磁抹拭工藝，為保證鋅層厚度及表面質(zhì)量，同樣對(duì)收線速度、鋅液溫度、浸鋅時(shí)間都要進(jìn)行嚴(yán)格控制。特別是電磁抹拭過程中氮?dú)饬髁?、氮?dú)鉁囟?、電流值、水冷卻、風(fēng)冷流量的參數(shù)穩(wěn)定，是確保鋅層面質(zhì)量及表面質(zhì)量的重要因素。
3鋼絲繩生產(chǎn)
3.1鋼絲繩工藝參數(shù)
4V×48S+5FC-50鋼絲繩工藝參數(shù)見表2。
3.3股繩生產(chǎn)
3.3.1捻制第1層股
捻制股繩第1層（FC+12）選用GG-12/455筒式股繩機(jī)，工裝設(shè)備：壓線瓦選用膠木尼龍瓦，預(yù)變形選用3排12孔分度式股繩預(yù)變形器。結(jié)合四股繩生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn)，為保證股繩第1層股徑的均
..1勻性，選用聚丙烯代替以往的8支棉芯。股繩捻制過程中因聚丙烯繩芯一直在“上勁”，股芯直徑略微變大，要使股徑控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可適度按小規(guī)格選用聚丙烯或選用負(fù)公差制繩絲。
在實(shí)際生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制股繩表面質(zhì)量，嚴(yán)禁股繩表面有裂縫、擠絲、騎馬等明顯的缺陷。如果聚丙烯股芯直徑過大或者是股繩有輕微浪，應(yīng)適當(dāng)放大股繩捻距。此次生產(chǎn)測(cè)得股捻距86mm，略微超過設(shè)計(jì)捻距。
3.3.2捻制第2層股
捻制股繩第2層（FC+12）+18+18選用12/
500+18/500+24/500串聯(lián)機(jī)組，分線盤使用18+
18式西魯式分線盤。
捻制第2層股時(shí)，要注意控制股繩表面鋼絲之間的縫隙，避免到成繩工序擠壓變形時(shí)，內(nèi)外層鋼絲錯(cuò)位，導(dǎo)致鋼絲繩捻制缺陷，同時(shí)也要注意股徑的控制，防止股徑偏差造成擠壓變形時(shí)的過度擠壓變形而造成鍍鋅層脫落和鋼絲擠傷。經(jīng)測(cè)量此層股的股徑控制在21.8~21.9mm。
3.4成繩生產(chǎn)
國(guó)內(nèi)四股鋼絲繩的生產(chǎn)工藝有圓股擠壓、鍛打、輥壓和合繩時(shí)整體模拉等幾種方法口，各有利弊，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備狀況及工藝特性（股捻距較小、繩捻距較大），此次四股鋼絲繩的生產(chǎn)工藝選定圓股擠壓。圓股擠壓工藝操作要點(diǎn)：（1）股繩進(jìn)入預(yù)變形器時(shí)鋼絲容易散開，因此壓第1道壓輥時(shí)，控制好壓下量；（2）為控制好鋼絲繩直徑，獲得圓整、平滑的表面，壓輥應(yīng)盡量壓緊；（3）適當(dāng)縮小股的捻距、加大繩的捻距，以便獲得更理想的不旋轉(zhuǎn)性能；（4）股芯及繩芯的油脂浸泡完全。
成繩在KS8/1250成繩機(jī)上進(jìn)行。生產(chǎn)工藝過程：圓股預(yù)變形（變形）→壓線瓦成型→后變形器矯直→壓輥改變繩面形狀→定徑輥成型。
成繩預(yù)變形器通過借鑒6V×30系列三角股鋼繩圓股擠壓的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在原有預(yù)變形器上進(jìn)行相應(yīng)的改造，設(shè)計(jì)出與股徑合適的圓弧壓輥，以便圓股初步變形，形成與鋼絲繩捻距相匹配的預(yù)螺旋。預(yù)變形器壓輥示意圖如圖1所示。
4結(jié)語(yǔ)
成繩圓股壓輥采用“3×4”型式，水平輥和垂直輥為一組，共3組，相間排列，其圓股擠壓工藝參數(shù)見表4，輥?zhàn)訄A弧半徑R為5mm。
公稱繩徑孔型直徑孔型直徑孔型直徑505351.550圓股擠壓安裝輥?zhàn)訒r(shí)，應(yīng)按輥徑壓縮順序進(jìn)行安裝，安裝時(shí)采用水平線方法來找準(zhǔn)輥?zhàn)又行?，使壓輥中心在一直線上?？刂坪贸衫K框架的翻身比，可消除部分因股捻制不緊密而造成鋼絲繩通過圓股擠壓裝置時(shí)“趕絲”的現(xiàn)象則。
4結(jié)語(yǔ)
通過圓股擠壓成型生產(chǎn)出來的4V×48+5FC-50鋼絲繩實(shí)測(cè)直徑為51.6，51.8mm，鋼絲繩直徑公差控制在0~+4%，各項(xiàng)力學(xué)性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，鋼絲繩的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)合理，研制較為成功，鋼絲繩已發(fā)給客戶，使用效果將進(jìn)一步跟蹤。
