一种矿用锚索用超大直径钢绞线及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种矿用锚索用超大直径钢绞线及其制造方法，所述钢绞线采用1

【技术实现步骤摘要】
一种矿用锚索用超大直径钢绞线及其制造方法


[0001]本专利技术属于矿用钢绞线
，特别涉及一种矿用锚索用超大直径钢绞线及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着矿山资源的不断开采，更多的煤矿进入到深度开采阶段，矿山深度开采，增大了围岩的失稳性和支护难度，给矿山的安全生产带来了隐患，同时深度开采，也使施工环境等工况条件变得极为复杂，国家煤矿安监局下发的“煤安监技装［2019］21号”文件《关于加强煤矿冲击地压防治工作的通知》中，明确规定了要求强化冲击地压矿井巷道支护，要求合理选择巷道支护形式与参数，提出了“厚煤层沿底托顶煤掘进的巷道选择锚杆锚索支护时，
…
锚索直径不得小于20mm，延展率必须大于5%
…”
等要求，为进一步提高巷道支护的安全系数，某煤矿客户提出了超大直径钢绞线的需要，钢绞线捻制后的外接圆直径要达到35mm左右。
[0003]而矿用钢绞线目前没有专用的行业标准，国家标准GB/T5224
‑
2014《预应力混凝土用钢绞线》适用于矿用钢绞线，但在国家标准中，1
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19W结构钢绞线的最大直径为28.6mm，该直径以上的产品在国内外相关产品标准中均未涉及，属于空白产品。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种矿用锚索用超大直径钢绞线及其制造方法。
[0005]本专利技术的上述目之一的通过如下技术方案来实现：一种矿用锚索用超大直径钢绞线，其特征在于：钢绞线采用1
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19丝瓦林吞结构，19根丝一次性捻制，采用13.5倍捻距，中心丝的直径为7.74mm, 外层粗丝直径为8.01mm，外层细丝直径为6.07mm，内层丝直径为7.43mm，钢绞线的公称直径为34.6mm，上偏差为+0.40mm，下偏差为
‑
0.15mm。
[0006]进一步：钢绞线的公称抗拉强度为1770 MPa级别，对应的最大力不小于1395 kN、0.2%屈服力不小于1186；最大力总伸长率≥3.5%；伸直性≤15 mm。
[0007]本专利技术的上述目之一的通过如下技术方案来实现：一种根据权利要求1或2所述的矿用锚索用超大直径钢绞线的制造方法，工序为：盘条的选取
→
检、试验
→
酸洗、磷化
→
检验
→
拉拔
→
半成品检、试验
→
捻股
→
稳定化处理
→
层绕
→
成品检、试验
→
包装
→
入库，其特征在于：所述盘条选取工序中，四种配丝直径采用了同种牌号、同一规格的盘条，其化学成分为：C:0.807
‑
0.840%、Si:0.464
‑
0.589%、Mn:0.731
‑
0.858%、P:0.007
‑
0.020；S:0.004
‑
0.011；Cr:0.175
‑
0.255%、Ni:0.011
‑
0.024%、Cu:0.018
‑
0.033%、V:0.110
‑
0.128，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
[0008]进一步的：在酸洗、磷化工序中，酸洗在加热且盐酸液循环流动的环境下进行，并
在盐酸液中添加有抑制剂；酸洗后冲洗的时间≥0.75min，磷化工艺温度为65
‑
75℃，烘干时间≥0.2min，盘条表面处理后磷化膜的厚度≥7.0g/m2。
[0009]进一步的：在拉拔工序中，所述中心丝由14.0mm盘条经过8道次拉拔至7.74mm，所述外层粗丝由14.0mm盘条经过7道次拉拔至8.01mm，所述内层丝由14.0mm盘条经过8道次拉拔至7.43mm，所述外层细丝由14.0mm盘条经过9道次拉拔至6.07mm：四种配丝所用原料的抗拉强度为≥1330MPa；中心丝、内层丝、外层粗丝拉拔后的抗拉强度达到1860MPa级别；外层细丝拉拔后的抗拉强度达到2000MPa以上级别。
[0010]进一步的：在捻制工序中，采用13.5倍捻距进行捻制，在捻制工序采用的矫直变形器的外圆为φ120mm，采用V型槽设计，槽宽42mm，槽深10mm；在捻制工序采用的压线模的内孔取36.2mm。
[0011]进一步的：在稳定化处理工序中，回火温度取410～420℃，生产线的运行速度低于12m/min，钢绞线的张力控制在钢绞线最大力35%
‑
40%；回火后的冷却采用直冷浸泡式的冷却方式。
[0012]本专利技术具有的优点和积极效果：1、本专利技术钢绞线的原料盘条采用了高含量的Si、V合金元素，相比于现有常规产品采用的82B牌号盘条，提高了盘条的抗拉强度和塑韧性指标；相比于采用高含C量的合金盘条，没有离线盐（水）浴索氏体化等温处理工艺，原料的生产成本低、生产效率高。
[0013]2、本专利技术在酸洗、磷化处理工序环节中实施了创新改进，在酸洗池中增加铺设了加热管路，加热盐酸液，有助于盐酸与氧化铁皮的反应，同时在酸洗池外增加了酸洗循环泵，在酸洗池的侧壁上设置出液口和回液口，并通过管路与酸洗循环泵连接，使盐酸液形成流动，起到搅拌酸洗液的作用，也有助于盐酸与氧化铁皮的反应，彻底洗净氧化铁皮，为后续获得均匀、牢固的磷化膜创造条件。在酸洗池中添加了抑制剂，避免了因盐酸加速反应而产生的过酸洗风险，从而对钢基造成的腐蚀，该抑制剂能够使盐酸只与氧化铁皮反应，可保护钢基，并有效减少盘条表面产生的氢脆，可降低后续拉拔工序中钢丝脆断的风险，同时也可降低盘条的钢耗，减少盐酸的用量。对酸洗、磷化工序中的温度和时间工艺参数进行了优化，通过以上措施，提高了盘条表面处理后磷化膜的厚度、并且磷化膜致密、均匀、牢固性提高，从而使成品钢绞线表面的耐腐蚀性能得到了提高，满足了矿用钢绞线耐腐蚀的性能要求。
[0014]3、本专利技术在拉拔工序环节，创新将外层细丝的抗拉强度设计到2000MPa以上；同时又针对原料的初始强度和按照四种配丝尺寸计算出的总压缩率，分别采用了7
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9道次的拉拔工艺设计，通过提高外层细丝的抗拉强度，从而实现了提高钢绞线整体最大力水平的目的。
[0015]4、本专利技术在捻股工序环节，采用13.5倍捻距进行设计，保证了钢绞线结构的紧密性。
[0016]5、本专利技术在捻股工序环节对矫直变形器进行优化设计；在稳定化处理工序环节对冷却水槽实施了创新改进，将原来喷淋式冷却方式改为直冷浸泡式的冷却方式，并将冷却水管道直径由原来的10mm增加到16mm，使冷却水的供给量增加了约2倍左右；并提高回火工艺温度、同时降低车速和适当地降低张力，通过以上措施，实现了提高钢绞线的伸直性
和降低钢绞线屈服力的目的。
[0017]综上，本专利技术从盘条成分改变及生产各工序环节的优化设计，使制造的钢绞线在满足大直径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用锚索用超大直径钢绞线，其特征在于：钢绞线采用1
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19丝瓦林吞结构，19根丝一次性捻制，采用13.5倍捻距，中心丝的直径为7.74mm, 外层粗丝直径为8.01mm，外层细丝直径为6.07mm，内层丝直径为7.43mm，钢绞线的公称直径为34.6mm，公称直径的上偏差为+0.40mm，公称直径的下偏差为
‑
0.15mm。2.根据权利要求1所述的矿用锚索用超大直径钢绞线，其特征在于：钢绞线的公称抗拉强度为1770 MPa级别，对应的最大力不小于1395 kN、0.2%屈服力不小于1186；最大力总伸长率≥3.5%；伸直性≤15mm。3.一种根据权利要求1或2所述的矿用锚索用超大直径钢绞线的制造方法，工序为： 盘条的选取
→
检、试验
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酸洗、磷化
→
检验
→
拉拔
→
半成品检、试验
ꢀ→
捻股
→
稳定化处理
→
层绕
→
成品检、试验
→
包装
→
入库，其特征在于：所述盘条选取工序中，四种配丝直径采用了同种牌号、同一规格的盘条，其化学成分为：C:0.807
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0.840%、Si:0.464
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0.589%、Mn:0.731
‑
0.858%、P:0.007
‑
0.020；S:0.004
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0.011；Cr:0.175
‑
0.255%、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，张翔，李宝军，赵学刚，李建富，潘捷，吕芳，王鸿利，
申请(专利权)人：天津市新天钢中兴盛达有限公司，
类型：发明
国别省市：