[发明专利]螺旋肋钢丝无扭拉拔连续作业生产工艺

说明书

技术领域：

本发明是用于低松弛螺旋肋预应力钢丝或光面预应力钢丝无扭拉拔连续生产的新工艺方法，属钢丝生产工艺技术领域。

背景技术

国内外低松弛预应力钢丝的生产都是由相对独立的表面处理、拉拔和稳定化处理三大工序组成的。即经检验合格的原料(无扭控冷索氏体化盘条)，投入生产的第一道工序为表面处理，其做法是清除线坯表面的氧化铁皮，并牢固地涂上具有良好延展性的润滑载体。第二道工序为拉拔工序，将经表面处理后的线坯，放在单台或连续拉丝机上，依次进行拉拔塑性变形，通过冷加工硬化得到理想的组织结构，保证预应力钢丝的综合性能。经检验合格的冷拉再制品。进而投入第三道工序——稳定化处理，使钢丝再制品在一定张力下进行短时间的去应力回火，减少金属蠕变，达到低松弛目的。由于上述三大工序是相对独立进行的，不仅生产效率低、成本高，而且在对钢丝进行稳定化处理工序时，需将设备停车才能完成钢线接头工作，因中频加热炉启动滞后，造成相当长一段钢丝欠回火，力学性能不均匀，影响钢丝质量。

发明内容

本发明的目的是：在低松弛预应力钢丝生产过程相对独立的三大工序中，将拉拔工序和稳定化处理工序合并成一条无扭连续化作业线。原材料经表面处理之后，即可投入该作业线，依次进行1-8道次塑性变形和去应力回火，生产出合格的低松弛预应力钢丝。这样，不仅提高了生产效率，降低了成本，而且有效地解决了国内外在钢丝进行稳定化处理时设备必须停车接头，中频加热炉启动滞后造成钢丝力学性能不均的难题，提高了预应力钢丝的质量。

本发明是依以下步骤实现的：1.放线

该作业线配有两个支承式放线架，每个放线架能容纳3吨重盘条，采用负重定位鸭嘴机械调频，保证原料依次平缓放线。

在生产过程中，在线运动的盘条尾部同另一个放线架上待生产盘条头部对接，实现不间断连续化生产。2.多道次冷拔塑性变形

根据生产不同品种、规格的预应力钢丝，在线冷拔塑性变形可以由1-8台串联卧式拉丝设备进行多道次冷拔塑性变形，可满足总减面率40％-80％，每道次减面率10％-25％的工艺要求。

为减少冷拔线材产生内应力，拉拔驱动轮辐直径为800-1500mm。

为保证整条作业线平稳流动，由PLC可编程变频器控制功率为55kw-80kw电机速度和两道次塑性变形之间装有的应力调整装置完成。本调整装置，可跟踪调节不同尺寸模具之间或因模具尺寸微小变化而引起拉应力变化，及时恢复正常应力状态。

为避免因塑性变形发热而影响线材的韧性，配备有拉丝模套水冷却和运动中线材直接过水冷却设施。3.旋转塑性变形

旋转变形器由转子芯、外套筒、压力轴、高速耐压轴承及循环油、循环润滑液及密封装置组成。工作时，把螺旋模具镶嵌在转子芯内，由于钢丝在轴向牵引力作用下通过模具要有10％-14％塑性变形，钢丝受模具内壁凹下斜槽影响，产生径向分切应力，在径向分切应力力偶矩推动下，模具发生均匀被动旋转，使线材形成与基体为一体的连续的螺旋肋。这种变形机理使钢丝强度、韧性等指标高于传统工艺生产的光面或刻痕钢丝。4、中频加热去应力回火

采用250-300kw，4kHz中频感应加热装置，该装置能量交换效率可达90％以上。输出频率能自动跟踪负载频率的变化而变化，线材加热范围为Φ4.00-Φ13.00mm，加热温度为380℃-445℃，线速度为0-150m/min。该装置启动时无冲击电流，不受电网电力波动的影响，启动成功率达100％。经过热处理的钢丝再制品在一定张力下通过水冷装置进行短时间去应力回火。5.施加预张力

对线材施加张力是在作业线上的张力机组作用下实现的。张力轮设计直径为2500-3500mm，传递动力为55kw变频电机，通过PC控制系统可实现预张力为35kN-50kN，钢丝经过相当公称强度50％-55％的预加张力处理，达到低松弛指标。6.续进递送

牵引续进机组是六辊两组传动设备，由PLC变频器控制电机调速，其辊动速度高于张力轮速度0.8m/min，不仅能锁定缠绕于张力轮上的钢丝不滑动，而且对通过变形、加热、预张拉的钢丝再次进行应力调整，进一步完善低松弛要求。7.圆盘收线

收线装置采用单线双盘，往复式连续收线方式。利用变频设备可微调收线盘角速度，使成品钢丝逐层密实有序排列，收线盘径可调，盘重可在800-2500kg之间任选。