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1、(10)申请公布号 CN 103008385 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103008385 A *CN103008385A* (21)申请号 201210542482.4 (22)申请日 2012.12.14 B21C 37/04(2006.01) B21C 1/00(2006.01) (71)申请人 武汉钢铁 （集团） 公司 地址 430080 湖北省武汉市武昌区友谊大道 999 号 (72)发明人 李建华 吴东明 张光新 詹学明 胡昕 周祖江 王惠琳 张俊华 陶维奇 阮琴 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 段姣姣 (54) 。
2、发明名称 用 82B 盘条生产超高强架空电缆钢芯用钢丝 的方法 (57) 摘要 用 82B 盘条生产超高强架空电缆钢芯用钢丝 的方法， 其步骤 ： 选直径不超过 8mm、 初始抗拉强 度不低于 1150MPa 的盘条 ； 酸洗及磷化处理 ； 拉 拔 ； 镀锌 ； 待用。本发明与采用普通 82B 盘条原料 生产 1.60-2.60mm 的超高强度级别镀锌钢丝， 盘条无需经过铅浴淬火处理， 直接拉拔， 减少了对 环境的污染， 减少了铅浴淬火等热处理工序及相 应的设备维护工作， 并且在成分简单的条件下， 使 所生产钢丝的抗拉强度至少在 1900MPa,1% 伸长 应力至少在 1600MPa， 扭转次。
3、数至少在 20 次。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 用 82B 盘条生产超高强架空电缆钢芯用钢丝的方法， 其步骤 ： 1） 选用直径不超过 8mm、 初始抗拉强度不低于 1150MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 并使盘条表面的磷化膜层均匀 ； 3） 拉拔， 拉拔道次控制为 10 11 道次， 并控制平均道次压下率在 17 20%， 拉拔速度 在 3 4m/S, 控制冷却后的钢丝表面温度不超过 60； 在拉拔中保持润滑剂均。
4、匀覆在钢丝 表面 ； 平均道次压下率根据以下公式计算 ： 式中 ： Qcp表示平均道次压下率， 单位为 % ； d表示钢丝直径， 单位为 mm ； D表示盘条直径， 单位为 mm ； n表示拉拔道次 ； 4） 镀锌， 并控制钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 90 110mmm/min ； d 表示钢丝直径， 单位为 mm ； v表示钢丝镀锌的运行速度， 单位为 m/min ； 5） 待用。 权 利 要 求 书 CN 103008385 A 2 1/5 页 3 用 82B 盘条生产超高强架空电缆钢芯用钢丝的方法 技术领域 0001 本发明涉及线材的生产方法， 具体地属于一种用 8。
5、2B 盘条生产超高强度级别架空 电缆承载钢芯用钢丝的方法， 其适用于生产直径为 1.60-2.60mm 的超高强度级别架空电 缆承载钢芯用钢丝。 背景技术 0002 超高强度级别镀锌钢丝的具体性能指标为 ： 抗拉强度 1770MPa， 1伸长应力 1550MPa， 延伸率 2.5 %， 扭转次数 14， 锌层质量符合 GB/T3428-2002 的 A 级。超高强 度级别镀锌钢丝可以制作 17、 119 和 137 结构的超高强度级别镀锌钢绞线。 0003 随着具备节能、 环保特点的特高压、 大跨越输电技术日益成熟和推广应用， 对架空 输电电缆承载用镀锌钢绞线的要求越来越高， 国标 GB/T3。
6、428-2002（等同 IEC 60888） 中包 含的镀锌钢线强度等级已经难以满足制造超长、 大截面钢芯铝绞线的要求， 急需开发出超 高强度级别的镀锌钢绞线。 0004 超高强度级别镀锌钢绞线要同时具备 “三高” 特点， 即 ： 高抗拉强度、 高 1% 伸长时 应力和高扭转， 制造的难点在于如何保证产品的 3 项性能指标均能同时满足技术条件的要 求。 0005 一般来说， 提高拉拔钢丝强度和应力的方法有 3 种， 一是增加钢丝的总变形量， 但 过高的冷变形量会对钢丝的韧性造成伤害， 致使扭转性能不合格 ； 二是选用初始强度超过 1250MPa 的原料 ； 三是对 82B 盘条原料进行铅浴淬火。
7、处理后再拉拔， 以提高盘条的索氏体组 织百分含量， 达到提高盘条初始强度和韧性的目的， 但该生产方法由于增加了铅浴淬火工 序， 每吨产品将增加工序成本 800 多元， 同时还会对环境造成一定的污染。 0006 关于采用盘条生产超高强度镀锌钢丝方面的研究， 国内外都能查阅到相应的文 献与专利， 这些文献与专利可以分为两类 ： 其一， 应用领域与本专利不同， 主要为桥梁缆索 用镀锌钢丝， 抗拉强度有要求， 而对 1% 伸长时应力和扭转没有明确要求或要求较低， 如 ： T Tarui“High Strength Galvanized Wire for Bridge Cables” （Material。
8、s Science Forum.2003,426/432(2): 829-834） 、“Wire rod for 2000 MPa galvanized wire and 2,300 MPa PC strand” （NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT.1999,(80):44-49） 中介绍 了新日铁开发的通过球化处理分解碳化体， 使显微组织呈珠光体结构可减少拉拔、 扭转 过程分层现象的强度为 1770 1960 MPa 镀锌钢绞线并应用于明石和 Kurushima 大桥 的悬拉绳， 以及桥梁钢索用、 抗拉强度为 2000 MPa 的镀锌线的专有生产技术 ；“超高强度 。
9、钒钛复合微合金化高碳钢盘条及其制备方法” （中国专利 . 申请号 :201110342720.2） 介 绍了沙钢钢铁研究采用钒钛复合微合金化工艺生产的高碳钢盘条可用于制造抗拉强度 在 1960MPa 以上 15.2mm 的桥梁缆索用镀锌钢绞线和抗拉强度在 1860 MPa 以上 7 mm 镀 锌钢丝 ；“一种 1860MPa 级桥梁缆索镀锌钢丝用盘条及其制造方法” （中国专利 . 申请 号 :201210132587.2） 、“一种 1770MPa 级桥梁斜拉索镀锌钢丝用盘条及其制造方法” （中 国专利 . 申请号 :200710093823.3） 、“高强度桥梁斜拉索及悬索镀锌钢丝用盘条及其。
10、制 说 明 书 CN 103008385 A 3 2/5 页 4 造方法” （中国专利 . 申请号 :200710045315.8） 、“一种制造 f5.0 mm 1860 MPa 超高强 度热镀锌钢丝的方法” （中国专利 . 申请号 :201010179972）均为宝钢研究院申报的生 产桥梁缆索镀锌钢丝用盘条及其制造方法。其二， 应用领域与本专利相同或接近， 但均 采用盐浴或铅浴淬火等热处理工艺， 如 ： Yasuhiro Oki “Development of 200 kgf/mm2 Grade High-strength Zinc-galvanized Wire” （R.1999,49(。
11、2):8-11）介绍了日本采用 在过共析钢中添加 Si 和 C 合金盘条， 经过拉拔、 镀锌、 热处理等工艺， 生产出镀锌后组织 为纳米结构， 具有优异延展性、 韧性、 抗疲劳性、 延迟断裂性绳索、 电缆用高达 200 kgf/ mm2 (1960 N/mm2) 级镀锌绞线 ； 陈贤忠 “强韧性特高强度镀锌制绳钢丝的研制” （金属制 品 .2009,35(5):11-13） 介绍了贵州钢绳公司选取贵州钢厂生产的 f8.0 mm82A 盘条为原材 料， 拉拔至 f6.20 mm 半成品后， 在加热温度为 880 920、 铅淬火温度为 540 560、 收线速度为 7 11 m/min 的条件下。
12、制备出抗拉强度达到 1365MPa、 索氏体体积分数大于 96 %、 拉拔至 f2.40mm， 经电镀锌后钢丝扭转值为 29.1 次、 弯曲值为 16.1 次、 抗拉强度为 2209MPa、 锌层面质量为 243g/mm2 的强韧性特高强度镀锌制绳钢丝 ； 冯跃平 “77MnA 盘条试 制高强度热镀锌钢绞线” （金属制品 .2009,35(5):19-21） 介绍了新疆八钢采用自己生产 的 77MnA 盘条经过原料生产及表面处理、 拉拔、 脱脂、 热处理、 助镀、 热镀锌和绞制等工序， 其中表面处理采用常温盐酸洗、 中温磷化工艺， 拉拔采用较小的道次压缩率、 热处理温度 715 730、 加热。
13、时间约 124 s、 收线速度 8.5m/min， 热镀锌时锌液温度为 455 465、 镀锌时间 12 S， 捻制时 7 根钢丝放线张力应一致生产出电力电讯用高强度镀锌钢绞线 ； “NIPPON STEEL CORP.HIGH TENSILE STRENGTH WIRE ROD FOR STEEL WIRE EXCELLENT IN TWISTING VALUE AND ITS PRODUCTION” (Japan.No.JP19980034580)、“NIPPON STEEL CORP.HIGH STRENGTH HIGH TOUGHNESS HIGH CARBON STEEL WIRE 。
14、ROD AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME” （Japan.No.EP20040705540） 、“NIPPON STEEL CORP.PRODUCTION OF HIGH STRENGTH GALVANIZED STEEL WIRE” （Japan.No.JP08296008） 、“NIPPON STEEL CORP. HIGH-STRENGTH WIRE ROD HAVING SUPERIOR ROD DRAWABILITY, MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND HIGH-STRENGTH STEEL WIRE HAVIN。
15、G SUPERIOR ROD DRAWABILITY”（Japan. No.JP20060179741） 为日本新日铁的盘条生产及加工专利技术， 均采用盐浴或铅浴淬火或 再奥氏体化的热处理工艺。 发明内容 0007 本发明专利的目的在于克服现有技术存在的不足， 提供一种采用普通 82B 盘条原 料生产 1.60-2.60mm， 无需经过铅浴淬火处理， 直接拉拔， 使钢丝的抗拉强度 1900MPa, 1% 伸长应力 1600MPa， 扭转次数 20 次的超高强架空电缆承载钢芯用钢丝的方法。 0008 实现上述目的的措施 ： 用 82B 盘条生产超高强架空电缆钢芯用钢丝的方法， 其步骤 ： 1） 。
16、选用直径不超过 8mm、 初始抗拉强度不低于 1150MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 并使盘条表面的磷化膜层均匀 ； 3） 拉拔， 拉拔道次控制为 10 11 道次， 并控制平均道次压下率在 17 20%， 拉拔速度 在 3 4m/S, 控制冷却后的钢丝表面温度不超过 60； 在拉拔中保持润滑剂均匀覆在钢丝 表面 ； 平均道次压下率根据以下公式计算 ： 说 明 书 CN 103008385 A 4 3/5 页 5 式中 ： Qcp表示平均道次压下率， 单位为 % ； d表示钢丝直径， 单位为 mm ； D表示盘条直径， 单位为 mm ； n表示拉拔道次 ； 4） 。
17、镀锌， 并控制钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 90 110mmm/min ； d 表示钢丝直径， 单位为 mm ； v表示钢丝镀锌的运行速度， 单位为 m/min ； 5） 待用。 0009 本发明与现有技术相比， 采用普通 82B 盘条原料生产 1.60-2.60mm 的超高强度 级别镀锌钢丝， 盘条无需经过铅浴淬火处理， 直接拉拔， 减少了对环境的污染， 减少了铅浴 淬火等热处理工序及相应的设备维护工作， 并且在成分简单的条件下， 使所生产钢丝的抗 拉强度至少在 1900MPa, 1% 伸长应力至少在 1600MPa， 扭转次数至少在 20 次。 具体实施方式 0010 。
18、下面对本发明予以详细描述 ： 实施例 1 ： G4A 7/1.95（17-5.85mm） 用镀锌钢绞线的生产 ： 所用 82B 的成分及重量百分比含量为 C ： 0.82%、 Si ： 0.22%、 Mn ： 0.75%、 S 0.01%、 P 0.01%， 其余为 Fe 及不可避免的微量杂质 ； 其盘条的直径 D 为 5.5mm， 初始抗拉强度为 1160MPa， 断面收缩率为 32%， 晶粒度为 8 级， 索氏体含量在 90%， 钢丝直径 d 为 1.95mm， 钢丝 镀锌的运行速度 v 为 46.2m/min， 压下道次数 n 为 11 次。 0011 其生产步骤 ： 1） 选用直径为 。
19、5.5mm， 初始抗拉强度为 1160MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 经磷化处理后的盘条表面的磷化膜层均匀 ； 3） 进行拉拔， 拉拔道次 n 为 11 次， 道次平均压下率在 17.2%， 拉拔速度在 3.8m/s, 冷却 后的钢丝表面温度 45-50； 在拉拔中保持润滑剂均匀覆在钢丝表面 ； 平均道次压下率根据 以下公式计算 ： 分别将 d 为 1.95mm、 D 为 5.5mm， n 为 11 次代入后， 得 Qcp=17.2% ； 4） 进行镀锌， 钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 90mmm/min， 钢丝直径 d 为 1.95mm， 钢。
20、丝镀锌的运行速度 v 为 46.2m/min ； 5） 待用。 0012 经检测， 其钢丝的抗拉强度为 1908MPa, 1% 伸长应力为 1610MPa， 伸长率 4.4%， 扭 转为 26 次， 锌层质量为 238g/m2。 0013 实施例 2 ： G4A 7/2.10（17-6.30mm） 用镀锌钢绞线的生产 ： 所用 82B 的成分及重量百分比含量为 C ： 0.81%、 Si ： 0.24%、 Mn ： 0.78%、 S 0.01%、 P 说 明 书 CN 103008385 A 5 4/5 页 6 0.01%， 其余为 Fe 及不可避免的微量杂质 ； 其盘条的直径 D 为 6.5。
21、mm， 初始抗拉强度为 1160MPa， 断面收缩率为 32%， 晶粒度为 8 级， 索氏体含量在 90%， 钢丝直径 d 为 2.10mm， 钢丝 镀锌的运行速度 v 为 45m/min， 压下道次数 n 为 11 次。 0014 其生产步骤 ： 1） 选用直径为 6.5mm， 初始抗拉强度为 1160MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 经磷化处理后的盘条表面的磷化膜层均匀 ； 3） 进行拉拔， 拉拔道次 n 为 11 次， 道次平均压下率在 18.6%， 拉拔速度在 3.5m/s, 冷却 后的钢丝表面温度 45-50； 在拉拔中保持润滑剂均匀覆在钢丝表面 ； 平均。
22、道次压下率根据 以下公式计算 ： 分别将 d 为 2.10mm、 D 为 6.5mm， n 为 11 次代入后， 得 Qcp=18.6% ； 4） 进行镀锌， 钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 95mmm/min， 钢丝直径 d 为 2.10mm， 钢丝镀锌的运行速度 v 为 45m/min ； 5） 待用。 0015 经检测， 其钢丝的抗拉强度为 1936MPa, 1% 伸长应力为 1647MPa， 伸长率 4.0%， 扭 转为 22 次， 锌层质量为 254g/m2。 0016 实施例 3 ： G4A 19/2.50（119-12.50mm） 用镀锌钢绞线的生产 ： 所用 。
23、82B 的成分及重量百分比含量为 C ： 0.81%、 Si ： 0.25%、 Mn ： 0.80%、 S 0.01%、 P 0.01%， 其余为 Fe 及不可避免的微量杂质 ； 其盘条的直径 D 为 8.0mm， 初始抗拉强度为 1160MPa， 断面收缩率为 32%， 晶粒度为 8 级， 索氏体含量在 90%， 钢丝直径 d 为 2.50mm， 钢丝 镀锌的运行速度 v 为 44m/min， 压下道次数 n 为 11 次。 0017 其生产步骤 ： 1） 选用直径为 8.0mm， 初始抗拉强度为 1160MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 经磷化处理后的盘条表面的。
24、磷化膜层均匀 ； 3） 进行拉拔， 拉拔道次 n 为 11 次， 道次平均压下率在 19.1%， 拉拔速度在 3.2m/s, 冷却 后的钢丝表面温度 45-50； 在拉拔中保持润滑剂均匀覆在钢丝表面 ； 平均道次压下率根据 以下公式计算 ： 分别将 d 为 2.50mm、 D 为 8.0mm， n 为 11 次代入后， 得 Qcp=19.1% ； 4） 进行镀锌， 钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 110mmm/min， 钢丝直径 d 为 2.50mm， 钢丝镀锌的运行速度 v 为 44m/min ； 5） 待用。 0018 经检测， 其钢丝的抗拉强度为 1955MPa, 1%。
25、 伸长应力为 1617MPa， 伸长率 4.0%， 扭 转为 29 次， 锌层质量为 244g/m2。 0019 实施例 4 ： G4A 37/2.86（137-20.02mm） 用镀锌钢绞线的生产 ： 说 明 书 CN 103008385 A 6 5/5 页 7 所用 82B 的成分及重量百分比含量为 C ： 0.81%、 Si ： 0.25%、 Mn ： 0.80%、 S 0.01%、 P 0.01%， 其余为 Fe 及不可避免的微量杂质 ； 其盘条的直径 D 为 8.0mm， 初始抗拉强度为 1160MPa， 断面收缩率为 32%， 晶粒度为 8 级， 索氏体含量在 90%， 钢丝直径 。
26、d 为 2.86mm， 钢丝 镀锌的运行速度 v 为 39m/min， 压下道次数 n 为 10 次。 0020 其生产步骤 ： 1） 选用直径为 8.0mm， 初始抗拉强度为 1160MPa 的 82B 盘条 ； 2） 进行常规酸洗及磷化处理， 经磷化处理后的盘条表面的磷化膜层均匀 ； 3） 进行拉拔， 拉拔道次 n 为 10 次， 道次平均压下率在 18.6%， 拉拔速度在 3.0m/s, 冷却 后的钢丝表面温度 45-50； 在拉拔中保持润滑剂均匀覆在钢丝表面 ； 平均道次压下率根据 以下公式计算 ： 分别将 d 为 2.86mm、 D 为 8.0mm， n 为 10 次代入后， 得 Qcp=18.6% ； 4） 进行镀锌， 钢丝直径 d 与钢丝镀锌的运行速度 v 乘积值在 110mmm/min， 钢丝直径 d 为 2.86mm， 钢丝镀锌的运行速度 v 为 38.4m/min ； 5） 待用。 0021 经检测， 其钢丝的抗拉强度为 1912MPa, 1% 伸长应力为 1623MPa， 伸长率 4.8%， 扭 转为 27 次， 锌层质量为 327g/m2。 0022 上述实施例仅为最佳例举， 而并非是对本发明的实施方式的限定。 说 明 书 CN 103008385 A 7 。