大規格預應力鋼絞線用高碳鋼絲,經連續冷拉、捻股及穩定化加工后,主要用于大跨度橋梁、鐵路、高層建筑、電視塔、核電站安全殼等現代化重要工程,對線材的表面質量有很高的要求。表面缺陷最大的危害就是降低線材的斷面收縮率等塑性指標,從而影響冷拉加工性能,容易發生盤條拉拔脆斷及捻股中的斷絲等問題。
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研究表明,表面缺陷對產品性能的影響與缺陷的深度有密切關系。隨著缺陷深度的增加,線材平均面縮率及面縮率的合格率均逐步下降,0.20~0.37mm缺陷深度的面縮率合格率較0.11~0.19mm缺陷深度要下降17%。按照歐洲的質量標準,高等級Φ12.5mm規格的線材,允許最大不連續裂紋深度為0.20mm。
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經對缺陷試樣斷口宏觀特征及組織的檢測分析,發現表面缺陷主要與軋制折疊、熱劃傷等有關,其次也與盤條在儲運過程中的擦傷有關。其主要因素有以下幾個:
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軋制折疊。主要是前道次的耳子,也可能是其它縱向凸起物折倒軋入本體所造成。
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熱劃傷。主要是成品通過有缺陷的設備,如水冷箱、夾送輥、吐絲機等所造成。
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表面晶界弱化。金屬表面晶界有脫溶的金屬化合物,并且伴隨著殘余元素的聚集,這種脆性表面結構在鋼坯加熱過程中會發展。在這方面,銅有明顯破壞作用。銅在鋼和氧化物的界面上產生富集;錫、硫等元素則會明顯降低銅的溶解極限,導致金屬間化合物中的含銅量增加。晶界富銅脫溶物的影響是使晶界變弱,其后果是使表面破裂,在拉拔過程中就會發生斷線事故。
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儲運過程中的擦傷。劇烈的摩擦會造成盤條表面升溫然后急冷,導致表面形成類似淬火組織的硬化層,最終造成成品表面裂紋。
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針對上述檢測結果,可以采取以下技術措施來控制表面缺陷的發生。
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軋鋼方面為控制耳子、折疊的產生,需規范中軋及減定徑機RSM的輥縫設定,并定期抽查;加強頭尾剪切的標準化操作,保證時效試樣的代表性。
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為了避免熱劃傷引起的線狀缺陷,應及時更換損壞的導衛;并對水冷箱、夾送輥、吐絲機等部位經常進行檢查,做到及時維修。
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為了減少銅的富集,應對高爐鐵水及廢鋼中的殘余元素提出要求,保證鋼中銅的質量分數控制在0.10%以下,并盡可能降低鋼中錫、硫的質量分數。
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儲運工序增加簡易包裝,減輕機械損傷,要求盤條裝卸按標準操作,吊車用軟繩,叉車叉頭有保護等。
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另外,為避免皮下氣泡及非金屬夾雜物的產生,煉鋼方面的措施是采用弱冷制度、大的鑄機弧形半徑、保護渣澆注、合理的結晶器振動方式、結晶器電磁攪拌、精確的結晶器液位控制等方面的技術。
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武鋼采取了以上各項措施后,明顯提高了產品的合格率。
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