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一种超高强度 钢丝绳及其 拉丝方法

阅读：631发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种超高强度钢丝绳及其拉丝方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种超高强度钢丝绳及其拉丝方法，结构为6×19W+21-Φ13.2mm，包括芯股和边股，所述芯股和边股由内到外依次均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述芯股的钢股结构为：3根中心钢丝，6根内层钢丝，12根外层钢丝；所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，6根内层钢丝，12根外层钢丝；所述芯股和边股的中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝均由直径为2.60～2.80mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为150～200g/m2，钢丝强度为1300～1600MPa的超高强度钢丝拉拔而成。本发明拉丝工序简化，芯股与边股组成钢丝直径差减小，受力时钢丝接触应力减小。易于控制镀锌层重量保持均一性。钢丝绳密度系数增大，破断拉力提高，使用寿命加长。，下面是一种超高强度钢丝绳及其拉丝方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，主要包括以下步骤：
(1)一次拉丝：选用含碳量在0.9～0.95％、硫和磷的含量小于0.015％，锰的含量0.4～
0.7％，直径为5～5.5mm的盘条，选择盘条钢号为LX90A，粗拉至Φ3.7mm、Φ2.8mm、Φ4.0mm、Φ3.2mm、Φ3.0mm和Φ2.2mm；
(2)热处理：钢丝加热温度900℃～920℃，铅浴淬火温度580℃～600℃，钢丝运行速度为30m/min～54m/min，使其组织转变为索氏体，强度达到1300MPa；
(3)热镀锌：锌浴温度440℃～460℃，钢丝运行速度30m/min～54m/min，通过氮气抹拭
2
技术和合金层自动控制技术，使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200～320g/m；
(4)二次中拉拉丝：将热镀锌钢丝直径3.7mm、锌层重量达到310g/m2、强度达到1300MPa镀锌钢丝拉至直径2.8mm、锌层重量达到180g/m2、强度达到1450MPa；将直径4.0mm、锌层重量达到320g/m2、强度达到1300MPa的镀锌钢丝拉至直径2.80mm、锌层重量达到200g/m2、强度达到1550MPa；拉拔共有5个道次，其中前三道次使用工作锥为6°的拉丝模，拉拔的后两道使用的为工作锥4°的拉丝模，每道拉拔的压缩率在15％以内；
(5)钢丝成品拉丝：将直径为2.2～2.8mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为180～200g/m2，钢丝强度为1300～1550MPa的超高强度钢丝拉拔制造超高强度输送带用钢丝绳6×19W+
21-Φ13.2mm的钢丝。
2.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(1)中一次拉丝方法为依次采用以下工序拉拔而成：
5.50→5.00→4.50→4.00，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s；
5.50→4.48→4.02→3.70，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s；
5.50→5.00→4.50→4.00→3.50→3.20单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s；
5.50→4.48→4.02→3.63→3.28→3.00单位直径mm，拉丝速度：6～7m/s；
5.50→4.98→4.35→3.80→3.32→2.96→2.67→2.40→2.20，单位直径mm，拉丝速度：
7～8m/s。
3.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(2)中，热处理方法中，钢丝运行速度分别为：Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.0mm钢丝40m/min，Φ3.2mm钢丝
37.5m/min，Φ3.7mm钢丝32.4m/min，Φ4.0mm钢丝30m/min。
4.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(3)，锌浴，钢丝运行速度分别为：Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.0mm钢丝40m/min，Φ3.2mm钢丝37.5m/min，Φ3.7mm钢丝32.4m/min，Φ4.0mm钢丝30m/min。
5.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(4)中二次拉丝方法为依次采用以下工序拉拔而成：
3.5→3.20→3.05→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s；
4.0→3.8→3.4→3.0→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s。
6.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(4)中拉拔采用的拉拔粉为DTT601。
7.如权利要求1所述的一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(5)制造钢丝绳所用钢丝，拉丝方法分别如下：
①钢丝绳中所述芯股的中心钢丝Φ0.54mm拉拔方法如下：
由直径为2.2mm、锌层重量为200g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.54拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
2.2→2.12→1.96→1.81→1.66→1.53→1.41→1.30→1.20→1.10→1.01→0.93→
0.86→0.79→0.73→0.675→0.62→0.57→0.54，
Φ0.54mm钢丝强度达到2500MPa，100d扭转值达到31次，锌层重量达到32.4g/m2；
②钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ0.75mm拉拔方法如下：
由直径为3.0mm、锌层重量为240g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.75拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
3.0→2.82→2.60→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.22→
1.12→1.03→0.95→0.87→0.80→0.75，
Φ0.75mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到28次，锌层重量达到45g/m2；
③钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ0.85mm拉拔方法如下：
由直径为3.2mm、锌层重量为250g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.85拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
3.2→3.10→2.87→2.65→2.45→2.26→2.08→1.92→1.77→1.62→1.49→1.37→
1.26→1.16→1.07→0.98→0.90→0.85，
Φ0.85mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到51g/m2；
④钢丝绳中所述边股的内层钢丝0.92mm拉拔方法如下：
由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为180g/m2、强度1450Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.92拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
2.8→2.75→2.54→2.35→2.17→2.00→1.85→1.71→1.58→1.46→1.35→1.24→
1.14→1.05→0.97→0.92，
Φ0.92mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到55.2g/m2；
⑤钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ1.00mm拉拔方法如下：
由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ1.00拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
2.80→2.62→2.42→2.23→2.06→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→
1.06→1.00，
Φ1.00mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到60g/m2；
⑥钢丝绳中所述芯股的内层钢丝Φ1.04mm拉拔方法如下：
由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度，拉拔Φ
1.04拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
2.8→2.67→2.47→2.28→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→
1.10→1.04，
Φ1.04mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到62.4g/m2；
⑦钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ1.14mm拉拔方法如下：
2
由直径为2.8mm，锌层重量为200g/m 、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ
1.14拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：
2.80→2.67→2.46→2.27→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→
1.14，
Φ1.14mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到68.4g/m2。
8.如权利要求7所述的超高强度钢丝绳的拉丝方法，其特征是，步骤(5)中拉丝模孔型选用工作锥为8°的拉丝模，选用的润滑剂为DS-306。
9.如权利要求1-6任一所述的超高强度钢丝绳的拉丝方法拉成的钢丝制备得到的钢丝绳，其结构规格为6×19W+21-Φ13.2mm，包括芯股和边股，所述芯股和边股由内到外依次均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述芯股的钢股结构为：3根中心钢丝，直径为0.5mm，
6根内层钢丝，直径为1.0mm，12根外层钢丝，由直径0.8mm和1.1mm的钢丝交替排列而成；所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，直径为1.0mm，6根内层钢丝，直径为0.9mm，12根外层钢丝，由直径1.0mm和0.7mm的钢丝交替排列而成。
10.一种超高强度输送带，采用权利要求9所述的6×19W+21-Φ13.2mm钢丝绳制备而成。

说明书全文

一种超高强度钢丝绳及其 拉丝方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢丝绳，具体涉及一种超高强度钢丝绳及其拉丝方法。

背景技术

[0002] 钢丝绳在物料搬运机械中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠。钢丝绳的承载能力是钢丝绳最重要的力学性能指标，而钢丝绳的破断拉力是一个能全面反映钢丝绳的实际承载能力的科学指标。目前，GB/T 12753-2008输送带用钢丝绳标准中的6×19W-WSC-Φ13.2mm特高强度级的破断拉力为148kN，然而随着钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等多个领域的扩展，对钢丝绳破断拉力的要求逐渐提高。现有标准往往达不到客户需要的破断拉力的190kN，钢丝的锌层重量不小60d的要求。这种超高强度、厚锌层的输送带用钢丝绳用目前钢丝绳生产的SWRH82A的材质，生产6×19W-WSC-Φ13.2mm，破断拉力为190kN，锌层重量为60d难度大，必须在原材料、镀锌钢丝生产工艺进行创新。

发明内容

[0003] 本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种SWRH92B材料，生产超高强度镀锌钢丝的方法，包括热镀锌钢丝的工艺参数的设置、厚锌层中拉镀锌钢丝的生产工艺，包括拉丝工艺的制定、拉丝模孔型结构的选择、拉丝粉的选择、湿拉钢丝工艺的制定和乳化液及拉丝模孔型结构的选择等，确保钢丝绳的破断拉力和带胶破断拉力达到190kN，裸绳老化破断拉力大于162kN，钢丝的锌层重量达到60d(g/m2)。

[0004] 为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，主要包括以下步骤：

[0006] (1)一次拉丝：选用含碳量在0.90～0.95％、硫和磷的含量小于0.015％，锰的含量0.40～0.70％，直径为5～5.5mm的盘条，选择盘条钢号为LX90A，粗拉至Φ3.7mm、Φ2.8mm、Φ4.0mm、Φ3.2mm、Φ3.0mm和Φ2.2mm；

[0007] (2)热处理：钢丝加热温度900℃～920℃，铅浴淬火温度580℃～600℃，钢丝运行速度为30m/min～54m/min，使其组织转变为索氏体，强度达到1300MPa。

[0008] (3)热镀锌：锌浴温度440℃～460℃，钢丝运行速度30m/min～54m/min，通过氮气抹拭技术和合金层自动控制技术，使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到200～320g/m2。

[0009] (4)二次中拉拉丝：将热镀锌钢丝直径3.7mm、锌层重量达到310g/m2、强度达到2
1300MPa镀锌钢丝拉至直径2.80mm、锌层重量达到180g/m 、强度达到1450MPa；将直径
4.0mm、锌层重量达到320g/m2、强度达到1300MPa的镀锌钢丝拉至直径2.80mm、锌层重量达到200g/m2、强度达到1550MPa；拉拔共有5个道次，其中前三道次使用工作锥为6°的拉丝模，拉拔的后两道使用的为工作锥4°的拉丝模，每道拉拔的压缩率在15％以内；

[0010] (5)钢丝成品拉丝：将直径为2.20～2.80mm，钢丝表面附有锌层，锌层重量为180～200g/m2，钢丝强度为1300～1550MPa的超高强度钢丝拉拔制造超高强度输送带用钢丝绳6×19W+21-Φ13.2mm的钢丝。

[0011] 优选的，拉拔采用的拉丝粉为DT601。采用直径5.50mm的LX90A盘条生产热镀锌钢丝，在钢丝绳行业应用较少，这种材质因碳含量较高，容易出现偏析现象，影响钢丝的力学性能，且直接影响钢丝绳的使用寿命，本申请中的热处理工艺成功克服了以上弊端。采用LX90A盘条生产热镀锌钢丝再进行中拉，在钢丝绳行业应用也较少(其它用途的镀锌钢丝绳的强度最高为1960MPa，强度低不需要LX90A材质，只需要SWRH52A～SWRH82A就可以)，拉丝工艺，拉丝模孔型结构的设计以及拉丝粉的选择，是本产品能否制造出来以及能否批量生产的关键。

[0012] 优选的，步骤(1)中一次拉丝方法为依次采用以下工序拉拔而成：

[0013] 5.50→5.00→4.50→4.00，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0014] 5.50→4.48→4.02→3.70，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0015] 5.50→5.00→4.50→4.00→3.50→3.20单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0016] 5.50→4.48→4.02→3.63→3.28→3.00单位直径mm，拉丝速度：6～7m/s。

[0017] 5.50→4.98→4.35→3.80→3.32→2.96→2.67→2.40→2.20，单位直径mm，拉丝速度：7～8m/s。

[0018] 优选的，步骤(2)中，热处理方法中，钢丝运行速度分别为：Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.0mm钢丝40m/min，Φ3.2mm钢丝37.5m/min，Φ3.7mm钢丝32.4m/min，Φ4.0mm钢丝30m/min。

[0019] 优选的，步骤(3)，锌浴，钢丝运行速度分别为：Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.0mm钢丝40m/min，Φ3.2mm钢丝37.5m/min，Φ3.7mm钢丝32.4m/min，Φ4.0mm钢丝30m/min。

[0020] 优选的，步骤(4)中二次拉丝方法为依次采用以下工序拉拔而成：

[0021] 3.7→3.68→3.39→3.16→2.96→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s。

[0022] 4.0→3.7→3.68→3.39→3.16→2.96→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s。

[0023] 优选的，步骤(5)制造钢丝绳所用钢丝，拉丝模孔型选用工作锥8°的拉丝模，选用的润滑剂为DS-306。该润滑剂为0.80％含碳量以上专用的润滑剂。

[0024] 各直径钢丝的拉丝方法分别如下：

[0025] ①钢丝绳中所述芯股的中心钢丝Φ0.54mm拉拔方法如下：

[0026] 由直径为2.2mm、锌层重量为200g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.54拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0027] 2.2→2.12→1.96→1.81→1.66→1.53→1.41→1.30→1.20→1.10→1.01→0.93→0.86→0.79→0.73→0.675→0.62→0.57→0.54，

[0028] Φ0.54mm钢丝强度达到2500MPa，100d扭转值达到31次，锌层重量达到32.4g/m2；

[0029] ②钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ0.75mm拉拔方法如下：

[0030] 由直径为3.0mm、锌层重量为240g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.75拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0031] 3.0→2.82→2.60→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.22→1.12→1.03→0.95→0.87→0.80→0.75，

[0032] Φ0.75mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到28次，锌层重量达到45g/m2；

[0033] ③钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ0.85mm拉拔方法如下：

[0034] 由直径为3.2mm、锌层重量为250g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.85拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0035] 3.2→3.10→2.87→2.65→2.45→2.26→2.08→1.92→1.77→1.62→1.49→1.37→1.26→1.16→1.07→0.98→0.90→0.85，

[0036] Φ0.85mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到51g/m2；

[0037] ④钢丝绳中所述边股的内层钢丝0.92mm拉拔方法如下：

[0038] 由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为180g/m2、强度1450Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.92拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0039] 2.8→2.75→2.54→2.35→2.17→2.00→1.85→1.71→1.58→1.46→1.35→1.24→1.14→1.05→0.97→0.92，

[0040] Φ0.92mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到55.2g/m2；

[0041] ⑤钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ1.00mm拉拔方法如下：

[0042] 由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ1.00拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0043] 2.8→2.62→2.42→2.23→2.06→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→1.00，

[0044] Φ1.00mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到60g/m2；

[0045] ⑥钢丝绳中所述芯股的内层钢丝Φ1.04mm拉拔方法如下：

[0046] 由直径为2.8mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度，拉拔Φ1.04拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0047] 2.8→2.67→2.47→2.28→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→1.10→1.04，

[0048] Φ1.04mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到62.4g/m2；

[0049] ⑦钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ1.14mm拉拔方法如下：

[0050] 由直径为2.8mm，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ1.14拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0051] 2.8→2.67→2.46→2.27→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→1.14，

[0052] Φ1.14mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到68.4g/m2。

[0053] 上述拉丝方法拉成的钢丝制备得到的6×19W+21-Φ13.2mm钢丝绳，其结构规格为6×19W+21-Φ13.2mm(6表示边股数量；W表示钢股结构为瓦林吞；19表示边股结构：

[0054] 1+6+6/6；21表示芯股结构：3×1+6+6/6；13.2mm表示钢丝绳直径)，包括芯股和边股，所述芯股和边股由内到外依次均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述芯股的钢股结构为：3根中心钢丝，直径为0.5mm，6根内层钢丝，直径为1.0mm，12根外层钢丝，由直径0.8mm和1.1mm的钢丝交替排列而成；所述边股的钢股结构为：1根中心钢丝，直径为1.0mm，6根内层钢丝，直径为0.9mm，12根外层钢丝，由直径1.0mm和0.7mm的钢丝交替排列而成。

[0055] 一种超高强度输送带，采用前述结构规格为6×19W+21-Φ13.2mm的超高强度钢丝绳制备而成。

[0056] 本发明的有益效果是：

[0057] 本发明钢丝绳密度系数增大，破断拉力提高，使用寿命加长。采用特高含碳量盘条，生产热镀锌钢丝，热镀锌钢丝强度1300MPa以上，伸长率6％～7％，锌层重量290g/m2以上的热镀锌钢丝，经过中拉和水箱拉丝，制备一种2500MPa，锌层60D以上的高性能钢丝，制造破断拉力和带胶破断拉力达到203kN，裸绳老化破断拉力大于180kN，钢丝的锌层重量达到60d(g/m2)，钢丝绳与橡胶的结合力高，该钢丝绳的以上性能大大超过了钢丝绳标准中同型号的钢丝绳的性能。附图说明

[0058] 图1是6×19W+21-Φ13.2mm输送带用钢丝绳横截面结构示意图；

[0059] 图2为工作锥为6°的拉丝模的结构示意图；

[0060] 图3为工作锥为4°的拉丝模的结构示意图；

[0061] 图4为工作锥为8°的拉丝模的结构示意图。

具体实施方式

[0062] 下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

[0063] 按照超高强度输送带用新结构钢丝绳6×19W+21-Φ13.2mm选用的材料和控制参数，可以实现规模生产。

[0064] 如图1所示，一种超高强度钢丝绳，其结构规格为6×19W+21-Φ13.2mm(6表示边股数量；W表示钢股结构为瓦林吞；19表示边股结构：1+6+6/6；21表示芯股结构：3×1+6+6/6；13.2mm表示钢丝绳直径)，包括芯股和边股，所述芯股和边股由内到外依次均包括中心钢丝、内层钢丝和外层钢丝，所述芯股的钢股结构为(3×Φ0.54)+6×Φ1.04+6×Φ0.85+6×Φ1.14，即3根中心钢丝，直径0.54mm，6根内层钢丝，直径1.04mm，12根外层钢丝，由直径
0.85mm和1.14mm的钢丝交替排列而成；所述边股的钢股结构为1×Φ1.00+6×Φ0.92+6×Φ0.75+6×Φ1.00，即1根中心钢丝，直径1.00mm，6根内层钢丝，直径0.92mm，12根外层钢丝，由直径1.00mm和0.75mm的钢丝交替排列而成。所述芯股的中心钢丝与边股的外层
0.75mm钢丝由直径为3.00mm、锌层重量为240g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔而成；所述芯股的内层钢丝1.04mm与外层1.14mm钢丝由中拉直径为2.80mm、锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度钢丝拉拔而成；所述芯股的外层0.85mm钢丝由直径为
3.20mm、锌层重量为250g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔而成；边股的内层钢丝
0.92mm钢丝由中拉直径为2.80mm、锌层重量为180g/m2、强度1450Mpa的超高强度钢丝拉拔而成。

[0065] 钢丝绳结构的设计，见表1。

[0066] 表1 钢丝绳结构设计参数

[0067]

[0068] 高强度、厚锌层成品钢丝的工艺设计，见表2.

[0069] 表2 高强度、厚锌层成品钢丝的工艺设计表

[0070]

[0071] 一种超高强度钢丝绳的拉丝方法，主要包括以下步骤：

[0072] (1)一次拉丝：选用含碳量在0.90～0.95％、直径为5.5mm的SWRH92A盘条，粗拉至Φ2.2mm、Φ3.00mm、Φ3.20mm、Φ3.70mm；Φ4.00mm；；用LT10/560拉丝机，分别依次采用以下工序拉拔而成：

[0073] 5.50→5.00→4.50→4.00，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0074] 5.50→4.48→4.02→3.70，单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0075] 5.50→5.00→4.50→4.00→3.50→3.20单位直径mm，拉丝速度：5～6m/s。

[0076] 5.50→4.48→4.02→3.63→3.28→3.00单位直径mm，拉丝速度：6～7m/s。

[0077] 5.50→4.98→4.35→3.80→3.32→2.96→2.67→2.40→2.20，单位直径mm，拉丝速度：7～8m/s。

[0078] (2)热处理：钢丝加热温度900℃～920℃，铅浴淬火温度580℃～600℃，钢丝运行速度分别为Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.00mm钢丝40m/min，Φ3.20mm钢丝37.5m/min，Φ3.70mm钢丝32.4m/min，Φ4.00mm钢丝30m/min，使其组织转变为索氏体，强度达到1300MPa；

[0079] (3)热镀锌方法：锌浴温度440℃～460℃，钢丝运行速度Φ2.2mm钢丝54.5m/min，Φ3.00mm钢丝40m/min，Φ3.20mm钢丝37.5m/min，Φ3.70mm钢丝32.4m/min，Φ4.00mm钢丝30m/min，通过氮气抹拭技术和合金层自动控制技术，使热镀锌钢丝绳的锌层重量达到
220g/m2、240g/m2、250g/m2、310g/m2、320g/m2。

[0080] (4)二次拉丝：采用中拉方法，特制拉丝模和选购特殊拉丝粉，将直径3.70mm，锌层重量达到310g/m2，强度达到1300MPa镀锌钢丝拉至直径2.80mm,锌层重量达到180g/m2,强2
度达到1450MPa。将直径4.00mm，锌层重量达到320g/m ，强度达到1300MPa镀锌钢丝用LT5/
560拉丝机拉至直径2.80mm，锌层重量达到200g/m2，强度达到1550MPa。

[0081] 二次拉丝方法用LT5/560拉丝机，依次采用以下工序拉拔而成：

[0082] 33.7→3.68→3.39→3.16→2.96→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s。

[0083] 4.0→3.7→3.68→3.39→3.16→2.96→2.8，单位直径mm，拉丝速度：3～4m/s。

[0084] 拉拔工艺共5个拉拔道次，其中前三道用拉拔的前三道用6°模(如图2所示)，后2道用4°模(如图3所示)，拉丝粉选用DT601。

[0085] (5)钢丝成品拉丝：用直径为2.80mm，锌层重量为180g/m2和200g/m2,强度分别为1450Mpa和1550Mpa的两种钢丝以及直径为2.20mm，锌层重量为200g/m2,强度为1300Mpa、直径为3.00mm，锌层重量为240g/m2,强度为1300Mpa、直径为3.20mm，锌层重量为250g/m2,强度为1300Mpa，制造超高强度输送带用钢丝绳6×19W+21-Φ13.2mm的钢丝。拉丝模孔型选用8°(如图4所示)。

[0086] 使用LT21/380拉丝机制造钢丝绳所用钢丝，拉丝方法分别介绍如下：

[0087] ①钢丝绳中所述芯股的中心钢丝Φ0.54mm拉拔方法如下：

[0088] 由直径为2.20mm、锌层重量为200g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.54拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0089] 2.20→2.12→1.96→1.81→1.66→1.53→1.41→1.30→1.20→1.10→1.01→0.93→0.86→0.79→0.73→0.675→0.62→0.57→0.54，

[0090] Φ0.54mm钢丝强度达到2500MPa，100d扭转值达到31次，锌层重量达到32.4g/m2；

[0091] ②钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ0.75mm拉拔方法如下：

[0092] 由直径为3.00mm、锌层重量为240g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.75拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0093] 3.00→2.82→2.60→2.40→2.21→2.03→1.87→1.72→1.58→1.45→1.33→1.22→1.12→1.03→0.95→0.87→0.80→0.75，

[0094] Φ0.75mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到28次，锌层重量达到45g/m2；

[0095] ③钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ0.85mm拉拔方法如下：

[0096] 由直径为3.20mm、锌层重量为250g/m2、强度为1300Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.85拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0097] 3.20→3.10→2.87→2.65→2.45→2.26→2.08→1.92→1.77→1.62→1.49→1.37→1.26→1.16→1.07→0.98→0.90→0.85，

[0098] Φ0.85mm强度达到2500MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到51g/m2；

[0099] ④钢丝绳中所述边股的内层钢丝0.92mm拉拔方法如下：

[0100] 由直径为2.80mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为180g/m2、强度1450Mpa的超高强度钢丝拉拔Φ0.92拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0101] 2.80→2.75→2.54→2.35→2.17→2.00→1.85→1.71→1.58→1.46→1.35→1.24→1.14→1.05→0.97→0.92，

[0102] Φ0.92mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到27次，锌层重量达到55.2g/m2；

[0103] ⑤钢丝绳中所述边股的外层钢丝Φ1.00mm拉拔方法如下：

[0104] 由直径为2.80mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ1.00拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0105] 2.80→2.62→2.42→2.23→2.06→1.90→1.75→1.61→1.48→1.36→1.25→1.15→1.06→1.00，

[0106] Φ1.00mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到60g/m2；

[0107] ⑥钢丝绳中所述芯股的内层钢丝Φ1.04mm拉拔方法如下：

[0108] 由直径为2.80mm中拉镀锌钢丝，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度，拉拔Φ1.04拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0109] 2.80→2.67→2.47→2.28→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→1.10→1.04，

[0110] Φ1.04mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到62.4g/m2；

[0111] ⑦钢丝绳中所述芯股的外层钢丝Φ1.14mm拉拔方法如下：

[0112] 由直径为2.80mm，锌层重量为200g/m2、强度为1550Mpa的超高强度中拉镀锌钢丝拉拔Φ1.14拉丝方法，依次以下工序拉拔而成，单位直径mm：

[0113] 2.80→2.67→2.46→2.27→2.10→1.94→1.79→1.65→1.52→1.40→1.29→1.19→1.14，

[0114] Φ1.14mm强度达到2450MPa，100d扭转值达到26次，锌层重量达到68.4g/m2。

[0115] 超高强度输送带用钢丝绳6×19W+21-Φ13.2mm的破断拉力检测数据：203kN，裸绳老化后的破断拉力为186kN，带胶破断拉力为206.2kN，钢丝绳的实测直径为13.22mm。

[0116] 超高强度输送带用钢丝绳6×19W+21-Φ13.2mm与橡胶结合力检测数据：老化前310N/mm，老化后289N/mm，与橡胶的渗透性为0.01bar/60s。

[0117] 一种超高强度输送带，采用前述结构规格为6×19W+21-Φ13.2mm的超高强度钢丝绳制备而成。

[0118] 相关数据具体如下：

[0119] (1)热镀锌钢丝检测数据，见表3。

[0120] 表3 热镀锌钢丝检测数据表

[0121]直径mm 抗拉强度MPa 锌层重量g/m2 扭转次数100d 伸长率％面缩率％
2.20 1400 205 42 10.8 48.6
3.00 1370 248 20 10.2 48.7
3.20 1365 256 18 10.3 48.2
3.70 1352 315 16 10.2 48.3
4.00 1345 328 15 10.2 48.5

[0122] (2)中拉镀锌钢丝检测数据，见表4。

[0123] 表4 中拉镀锌钢丝检测数据表

[0124]

[0125] (3)制绳钢丝检测数据，见表5。

[0126] 表5 制绳钢丝检测数据表

[0127]

[0128] (4)钢丝绳检测数据，见表6。

[0129] 表6 钢丝绳检测数据表

[0130]

[0131] GB/T 12753-2008输送带用钢丝绳标准中的6×19W-WSC-Φ13.2mm特高强度级的破断拉力为148kN，钢丝绳标准中的6×19W-WSC-Φ13.2mm的相关参数，见表7和表8。

[0132] 表7 工艺改进前的钢丝及钢丝绳性能指标

[0133]直径强度平均值扭转伸长率锌层重量
mm Mpa 次/360° ％ g/m2
1.14 2168 32 7.1 42.2
1.04 2176 36 7.0 45.1
1.00 2280 31 6.8 48.9
0.92 2278 32 6.7 46.4
0.85 2265 37 6.6 35.3
0.75 2276 42 6.5 34.5
0.54 2261 46 6.5 32.6

[0134] 表8 钢丝绳检测数据表

[0135]

[0136] 经过以上比较可知，本申请中的6×19W+21→13.2mm的破断拉力超过了190kN，已经到了金属制品行业所用材料能够达到的极限值了，是用LX90A材质制备抗拉强度2700MPa，且锌层重量达到钢丝直径的60d，如此高强度、厚锌层的钢丝绳是由其材料和制备工艺共同决定的。

[0137] 此外，6×19W+21→13.2mm和6×19W+21→14mm是2种不同规格的钢丝绳，其要求也不一样，6×19W+21→14mm中钢丝的强度与13.2mm的相同，但钢丝的锌层重量不相同，直径14mm要求各钢丝的锌层重量不小于40g/m2，而13.2mm则要求各钢丝的锌层重量不小于钢丝直径的60倍(g/m2)，由于13.2mm的锌层重量要求更高，钢丝的制造难度也比14mm钢丝绳的难度更大，而本申请成功克服了困难，制备出了高强度、厚锌层的6×19W+21→13.2mm钢丝绳。

[0138] 钢丝绳的直径不同，钢丝绳中的钢丝直径也不同，钢丝的直径与钢丝绳的直径有几何关系，不可以随意调整，但工艺设计中，考虑钢丝绳的股与股的缝隙值，以及丝与丝的缝隙值，还有钢丝绳的捻距、钢股的捻距等因素来设计钢丝绳中钢丝的直径。

[0139] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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