Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產(chǎn)及應(yīng)用

張建國(guó)

（天津冶金集團(tuán)有限公司，天津300050）

Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產(chǎn)及應(yīng)用

張建國(guó)

（天津冶金集團(tuán)有限公司，天津300050）

介紹了Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產(chǎn)及應(yīng)用情況。實(shí)際生產(chǎn)表明，Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的抗腐蝕性能較普通鍍鋅鋼絲提高了2～3倍，其加工成型性、涂掛性優(yōu)于熱鍍鋅層，能夠避免熱鍍影響的產(chǎn)生的強(qiáng)度損失，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

橋梁纜索；鍍層；抗腐蝕；成型性；涂掛性

1 引言

在20世紀(jì)末，隨著城市美觀化的要求，高架橋、斜拉橋等蘊(yùn)育而生，跨河、跨江、跨海大橋也越來(lái)越多。懸索橋的設(shè)計(jì)施工不僅完成了大跨度的架越，而且對(duì)河道的污染起到了非常好的效果，解決了自然流域的環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。這些橋梁的設(shè)計(jì)和施工，都是采取了高強(qiáng)度的鋼絲來(lái)完成斜拉索和懸索的結(jié)構(gòu)組合。

隨著對(duì)橋的使用壽命要求，設(shè)計(jì)部門(mén)采用的鋼絲也從普通鋼絲到鍍鋅鋼絲的轉(zhuǎn)變。在21世紀(jì)，由于防腐性能的提高，鍍鋅鋼絲在橋梁纜索上的使用已經(jīng)完全代替了黑鋼絲。

2006年9月，由天津市環(huán)鐘鋼絲有限公司主要起草的鋅-5%Al-混合稀土合金鍍層鋼絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，也給橋梁用鋼絲注入了一股活力。一些橋梁設(shè)計(jì)專(zhuān)家開(kāi)始關(guān)注這種鍍層在橋梁鋼絲上的使用。

2008年8月，發(fā)布的橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鋼絲的強(qiáng)度要求越來(lái)越高，來(lái)滿足大跨度橋梁的建設(shè)，對(duì)各項(xiàng)機(jī)械性能的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

因此，只有鋼絲防腐性能的大幅提高，才能保障大跨度橋梁的壽命。即 Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層，走在了鋼基保護(hù)的前列，并且將會(huì)在橋梁纜索使用上得到廣泛應(yīng)用。

Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層鋼絲在生產(chǎn)過(guò)程中，其鋼基的強(qiáng)度損失優(yōu)于鍍鋅鋼絲。

隨著我國(guó)高強(qiáng)度、高碳鋼盤(pán)條的生產(chǎn)及發(fā)展，橋梁纜索鋼絲用盤(pán)條也基本上趨于國(guó)產(chǎn)化。目前，我國(guó)的寶鋼、武鋼、興澄特鋼、邢鋼以及其他鋼廠的優(yōu)質(zhì)盤(pán)條，基本上能夠滿足橋梁纜索鋼絲所要求的強(qiáng)度及各項(xiàng)性能指標(biāo)。以下就環(huán)鐘公司生產(chǎn)橋梁纜索鋼絲的生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)工藝進(jìn)行探討：

3.1 盤(pán)條進(jìn)場(chǎng)后的工作不容忽視

首先對(duì)盤(pán)條進(jìn)行5%的抽樣檢測(cè)，對(duì)碳、錳、硅、磷、硫等化學(xué)元素進(jìn)行測(cè)量，對(duì)照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給予評(píng)判。對(duì)合格的盤(pán)條，根據(jù)實(shí)效時(shí)間，初始強(qiáng)度及縮面率進(jìn)行標(biāo)記投入生產(chǎn)以便跟蹤。

3.2 對(duì)盤(pán)條進(jìn)行酸洗磷化

根據(jù)工藝制定拉拔道次，拉拔成鍍前鋼絲進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、扭轉(zhuǎn)、彎曲等指標(biāo)，100%兩頭檢測(cè)分析。對(duì)符合企標(biāo)的產(chǎn)品，投放到下道工序。特別注意的是酸洗時(shí)要打開(kāi)盤(pán)條捆，以便充分清洗干凈。磷化膜要適當(dāng)，以便下道工序的清洗。對(duì)性能指標(biāo)不合格的產(chǎn)品，堅(jiān)決不能投放。

3.4 鍍后產(chǎn)品的檢測(cè)

鍍后產(chǎn)品逐盤(pán)做100%檢測(cè)，上鋅量的檢測(cè)，鋁含量的檢測(cè)，強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、彎曲、扭轉(zhuǎn)等檢測(cè)。從檢測(cè)的結(jié)果可以分析鋅鍋含鋁量的添加和工藝的正確。按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將合格的產(chǎn)品投放到下一道工序，進(jìn)行低松弛穩(wěn)定化生產(chǎn)。鍍后產(chǎn)品經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備完成最后一道工序，消除鋼絲本身的應(yīng)力，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的松弛率及鋼絲的平直度。由于這道工序也有加熱及張力控制，所以工藝參數(shù)也是很重要的。鋼絲生產(chǎn)結(jié)束后，要對(duì)產(chǎn)品兩頭100%進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，以及按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋼絲的松弛試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)，合格產(chǎn)品出廠供給客戶使用。

3.5 鋼絲的生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析

從鋼絲的生產(chǎn)過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)，要想獲得合格的GB/T 17101-2008國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鍍層質(zhì)量的要求，在生產(chǎn)鍍層鋼絲時(shí)，就得要求鋼絲速度大幅度提高。其原因是：合金的融點(diǎn)比較低，僅為382 ℃，而純鋅的融點(diǎn)為419 ℃。要想獲得國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的上鋅量時(shí)，就得在生產(chǎn)鋼絲時(shí)提高鍍鋅速度。另外，我們?cè)谏a(chǎn)鍍鋅和鍍這兩種鋼絲時(shí)，由于融點(diǎn)的作用，發(fā)現(xiàn)鋼絲的強(qiáng)度損失極低，而鍍鋅鋼絲的強(qiáng)度損失都在5%以上，7.0鋼絲的生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 生產(chǎn)狀態(tài)

通過(guò)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以分析得到如下結(jié)論：在生產(chǎn)速度和鍍鋅溫度的變化下，鋼絲的熱損失強(qiáng)度是可控制的，對(duì)今后生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼絲提供了生產(chǎn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。因此可見(jiàn)，鍍鋅鋼絲帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。

4 結(jié)論及展望

斜拉索是斜拉橋的基本命脈構(gòu)件，懸拉索是懸索橋的中樞主干。由于大跨度斜拉橋和懸索橋的增多，長(zhǎng)、大規(guī)格拉索大量使用。而其換索難，經(jīng)濟(jì)成本較高，因此對(duì)拉索的腐蝕性就提出了更高的要求。

我國(guó)于2006年頒布了GB/T 20492-2006《鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，等效于美國(guó)ASTMA855M制定的鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)，為鋅-5%鋁-稀土合金鍍層產(chǎn)品在橋梁纜索上的應(yīng)用提供了技術(shù)保障。

Production and Application of Bridge Cable Wire Coated with Zn-5%Al- Mixed Rare Earth Alloy

ZHANG Jian-guo
（Tianjin Metallurgy Group Co., Ltd., Tianjin 300050, China）

The paper explains the production and application of bridge cable wire coated with Zn-5%Almixed rare earth alloy. Actual production shows the anti corrosion ability of the above wire is 2～3 times higher than common galvanized wire. Its machinability and formability and smearability are superior to hot galvanized wire. The strength loss caused by hot galvanizing can be avoided and good economic and social benefits are achieved.

bridge cable; coating; anti corrosion; formability; smearability

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.05.005

2014-03-15

2014-04-20

張建國(guó)，副總經(jīng)濟(jì)師，天津市線材制品行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。