螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝制造技術

螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，由放線、多道次冷拔塑性變形、旋轉塑性變形、中頻加熱去應力回火、施加預張力、續進遞送、圓盤收線等工序組成連續化作業生產線，該生產線長６０ｍ，全線微機控制，觸模顯示屏和數據顯示清晰準確，采用人機介面操作方式；生產時，將原材料經表面處理之后，即可投入該作業線，依次進行１－８道次冷拔塑性變形、旋轉塑性變形和去應力回火，便生產出合格的低松弛螺旋肋鋼絲，這樣，不僅提高了生產效率，降低了成本，而且有效地解決了鋼絲力學性能不均的難題，提高了產品質量。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是用于低松弛螺旋肋預應力鋼絲或光面預應力鋼絲無扭拉拔連續生產的新工藝方法，屬鋼絲生產工藝
本專利技術是依以下步驟實現的1.放線該作業線配有兩個支承式放線架，每個放線架能容納3噸重盤條，采用負重定位鴨嘴機械調頻，保證原料依次平緩放線。在生產過程中，在線運動的盤條尾部同另一個放線架上待生產盤條頭部對接，實現不間斷連續化生產。2.多道次冷拔塑性變形根據生產不同品種、規格的預應力鋼絲，在線冷拔塑性變形可以由1-8臺串聯臥式拉絲設備進行多道次冷拔塑性變形，可滿足總減面率40％-80％，每道次減面率10％-25％的工藝要求。為減少冷拔線材產生內應力，拉拔驅動輪輻直徑為800-1500mm。為保證整條作業線平穩流動，由PLC可編程變頻器控制功率為55kw-80kw電機速度和兩道次塑性變形之間裝有的應力調整裝置完成。本調整裝置，可跟蹤調節不同尺寸模具之間或因模具尺寸微小變化而引起拉應力變化，及時恢復正常應力狀態。為避免因塑性變形發熱而影響線材的韌性，配備有拉絲模套水冷卻和運動中線材直接過水冷卻設施。3.旋轉塑性變形旋轉變形器由轉子芯、外套筒、壓力軸、高速耐壓軸承及循環油、循環潤滑液及密封裝置組成。工作時，把螺旋模具鑲嵌在轉子芯內，由于鋼絲在軸向牽引力作用下通過模具要有10％-14％塑性變形，鋼絲受模具內壁凹下斜槽影響，產生徑向分切應力，在徑向分切應力力偶矩推動下，模具發生均勻被動旋轉，使線材形成與基體為一體的連續的螺旋肋。這種變形機理使鋼絲強度、韌性等指標高于傳統工藝生產的光面或刻痕鋼絲。4、中頻加熱去應力回火采用250-300kw，4kHz中頻感應加熱裝置，該裝置能量交換效率可達90％以上。輸出頻率能自動跟蹤負載頻率的變化而變化，線材加熱范圍為Φ4.00-Φ13.00mm，加熱溫度為380℃-445℃，線速度為0-150m/min。該裝置啟動時無沖擊電流，不受電網電力波動的影響，啟動成功率達100％。經過熱處理的鋼絲再制品在一定張力下通過水冷裝置進行短時間去應力回火。5.施加預張力對線材施加張力是在作業線上的張力機組作用下實現的。張力輪設計直徑為2500-3500mm，傳遞動力為55kw變頻電機，通過PC控制系統可實現預張力為35kN-50kN，鋼絲經過相當公稱強度50％-55％的預加張力處理，達到低松弛指標。6.續進遞送牽引續進機組是六輥兩組傳動設備，由PLC變頻器控制電機調速，其輥動速度高于張力輪速度0.8m/min，不僅能鎖定纏繞于張力輪上的鋼絲不滑動，而且對通過變形、加熱、預張拉的鋼絲再次進行應力調整，進一步完善低松弛要求。7.圓盤收線收線裝置采用單線雙盤，往復式連續收線方式。利用變頻設備可微調收線盤角速度，使成品鋼絲逐層密實有序排列，收線盤徑可調，盤重可在800-2500kg之間任選。本作業線全長60m，全線微機控制，觸模顯示屏和數據顯示清晰準確，采用人機介面，控制簡單，操作方便，經過上述新工藝方法制造的預應力鋼絲，其各項指標均能達到或超過GB/T5223、BS5896、ASTMA421、JIS3536及ISO6934標準要求。將經過表面處理的盤條2送入放線工序I，該工序配有兩個支承式放線架1，其中一個放線架上在線運動生產的盤條2尾部同另一個放線架上待生產盤條2頭部對接；對接好的盤條2進入多道次冷拔塑性變形工序II，該工序的拉絲設備4對盤條2進行多道次冷拔塑變，以應力調整裝置3來跟蹤調節不同模具之間或因模具尺寸微小變化而引起的應力變化，為避免因塑變發熱而影響線材的韌性，該工序還配備有拉絲模套水冷卻設施；經過水冷卻的線材通過校直器5進入旋轉塑性變形工序III，旋轉變形器6的轉子芯內鑲嵌有螺旋模具，由于鋼絲在軸向牽引力的作用下通過螺旋模具，產生10％-14％的塑性變形，同時鋼絲受模具內壁斜向凹槽的影響，產生徑向分切應力，在切應力力矩推動下，模具發生均勻被動旋轉，使線材形成與基體為一體的連續螺旋肋；經過旋轉塑變的螺旋肋鋼絲進入中頻加熱去應力回火工序IV，采用250-300KW、4KHz中頻感應加墊裝置7對螺旋肋鋼絲加熱，進而將經熱處理的鋼絲在一定張力下通過水冷卻裝置8進行短時間的去應力回火；經去應力回火的螺旋肋鋼絲穿過續進導向機組9進入施加預張力工序V，對線材施加預張力是通過張力機組10的作業實現的，該機組的張力輪直徑為2500-3500mm，傳遞動力為55KW變頻電機，通過PC控制系統可實現預張力為35KN-50KN，鋼絲經過相當公稱強度50％-55％的預加張力處理，達到低松弛指標；鋼絲經預加張力之后進入續進遞送工序VI，該工序是由牽引續進機組11來完成，該續進機組是一套六輥兩組傳動設備，由PLC變頻器控制電機調速，其輥軸轉速高于張力機組10的張力輪轉速0.8m/min，利于鋼絲在張力輪上纏繞鎖定，同時對預張拉過的鋼絲再進行應力調整，進一步完善低松弛；盤條2通過上述連續工序之后拔制成螺旋肋鋼絲12進入圓盤收線工序VII，收線裝置13采用單線雙盤往復式連續收線方式，用變頻設備調整收線速度，使成品鋼絲逐層密排有序。本流水作業線通過控制柜14和控制臺15進行微機控制，觸模顯示屏和數據顯示清晰準確，采用人機介面，操作簡便。權利要求1.螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于由放線多道次冷拔塑性變形、旋轉塑性變形、中頻加熱去應力回火、旋加預張力、續進遞送、圓盤收線工序組成連續化作業線。該連續作業線長60m，全線微機控制，觸模顯示屏和數據顯示清晰準確，采用人機介面操作方式。2.如權利要求1所述的螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于放線工序由2個支承式放線架完成，每個放線架能容納3噸盤條，采用負重定位鴨嘴機械調頻，在生產過程中，在線運動的盤條尾部與另一個放線架上待生產盤條頭部相對接。3.如權利要求1所述的螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于多道次冷拔塑性變形工序由1-8臺串聯臥式拉絲設備完成，其拉拔驅動輪輻直徑為800-1500mm；由PLC可編程變頻器控制功率為55kw-80kw電機速度和兩道次塑性變形之間裝有的應力調整裝置；配備拉絲模套水冷卻和運動中線材直接過水冷卻；每道次減面率為10％-25％，總減面率為40％-80％。4.如權利要求1所述的螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于在旋轉塑性變形工序中旋轉變形器的轉子芯內鑲嵌有螺旋模具，鋼絲在軸向牽引力作用下通過螺旋模具，產生10％-14％的塑性變形，并在徑向分切應力力矩作用下，模具產生均勻被動旋轉，使線材形成與基體為一體的連續螺旋肋。5.如權利要求1所述的螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于中頻加熱去應力回火，是采用250-300kw，4kWz中頻感應加熱發生爐進行的，其輸出頻率可自動跟蹤負載率的變化而變化，加熱線材的直徑范圍為Φ4.00-Φ13.00mm，加熱溫度為380℃-445℃，線速度為0-150m/min，經熱處理的鋼絲，在一定張力下通過水冷去應力回火。6.如權利要求1所述的螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于施加預張力足通過預張力機組完成的，其預張力機組的張力輪直徑2500-3500mm，傳遞動力為55kw變頻電機，通過PC控制系統實現預張力達35kN-50kN，使鋼線本文檔來自技高網...

【技術保護點】
螺旋肋鋼絲無扭拉拔連續作業生產工藝，其特征在于：由放線多道次冷拔塑性變形、旋轉塑性變形、中頻加熱去應力回火、旋加預張力、續進遞送、圓盤收線工序組成連續化作業線。該連續作業線長６０ｍ，全線微機控制，觸模顯示屏和數據顯示清晰準確，采用人機介面操作方式。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝鐵橋，余景崎，張秀云，
申請(專利權)人：北京中鐵建協技術開發有限公司，天津市銀龍預應力鋼絲有限公司，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]