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桥梁盘条不再依赖进口!看青岛合金无缝管特钢大显身手T

作者:合金管|合金钢管|合金无缝钢管 发布日期:2019/3/28 关注次数: 306

自主设计建造了QWTP(Qingdao Wire Toughness Patenting)生产线,通过离线盐浴索氏体处理工艺保证盘条原料的组织性能,满足了1960MPa及更高级别桥梁缆索镀锌(铝)钢丝对盘条原料的要求。


    随着桥梁行业技术的发展,合金无缝管大跨度悬索桥和斜拉索桥对其主缆和斜拉索用镀锌(铝)钢丝的抗拉强度级别要求提高至1960MPa以上,同时要求满足扭转指标。中国大桥设计水平和建设能力虽然处于世界前列,高压无缝钢管但过去桥梁缆索钢丝用盘条主要依赖进口,制约了桥梁行业的发展。为此,青岛特殊钢铁有限公司(以下简称青岛特钢)自主设计建造了QWTP(Qingdao Wire Toughness Patenting)生产线,通过离线盐浴索氏体处理工艺保证盘条原料的组织性能,满足了1960MPa及更高级别桥梁缆索镀锌(铝)钢丝对盘条原料的要求。

    市场开拓

    国内虎门二桥、武汉杨泗港长江大桥、沪通长江公铁两用桥等近几年新建重点桥梁工程,都设计采用1960MP梁主缆钢丝用钢盘条将只能长期依赖从有关国家进口。

    在此背景下,青岛特钢联合中铁大桥局和江阴华新钢缆有限公司等上下游单位协作攻关,高压无缝管开发1960MPa级桥梁缆索镀锌钢丝用盘条。为此,公司内部以研究院(技术中心)为主体,组建产品攻关组,做到研—产—销—用一体负责,即产品开发前期的设备工艺研制、试产、销售及售后服务均由技术中心完成,后期产品成熟并建立起成熟高效的技术管理体系后,交由生产厂负责,生产厂全部实行标准化作业和精益化管理。

    项目内容

    项目创新点。

    一是自主设计建造了国内第一条离线盐浴生产线QWTP装备,形成全套生产工艺技术,相比国外开发的在线盐浴工艺,温度控制更精确,相比国外开发的离线铅浴工艺更环保,具有独立的知识产权。

    二是生产线适用于桥梁缆索等超高强度钢盘条等温索氏体化处理。生产的1960MPa级桥梁缆索镀锌(铝)钢丝用盘条的索氏体化率≥93%,索氏体片层间距80nm左右,抗拉强度同圈差≤40MPa,断面收缩率同圈差≤4%。

    三是该产线制造的ϕ5mm-1960 DT4O6r和ϕ6.2mm-1960MPa桥梁缆索镀锌(铝)钢丝已经在虎门二桥、杨泗港大桥等国内大型桥梁工程中应用,为国内首次应用,经济效益和社会效益显著。该产线试制的ϕ7.0mm-2000MPa级桥梁缆索镀锌(铝)钢丝抗拉强度在2050MPa以上,通条扭转次数平均20次左右,已应用于沪通大桥(在建)工程,为国际首次应用。

    项目基本原理。

    青岛特钢QWTP生产线是对热轧风冷盘条进行离线“奥氏体化加热+等温盐浴索氏体化处理”,通过合理的加热工艺设计,控制盘条的奥氏体晶粒尺寸,使其细小均匀。盘条在细小均匀的奥氏体组织状态下快速进入盐浴槽进行等温索氏体相变,由于盐浴温度控制精确、波动小,能保证获得的索氏体组织球团细小均匀、片层间距小和索氏体化率高,最终达到同时提高盘条强度和塑性、韧性的目的。

  

    盘条生产工艺流程:高炉铁水→单吹颗粒镁(KR)脱硫→100t顶底复吹转炉→100tLF(RH)炉精炼→连铸(保护浇铸、电磁搅拌、凸辊机械轻压下)→连铸坯修磨→全线无扭高速线材轧机控轧控冷→离线盐浴热处理→成品包装、防护→入库。

    离线盐浴热处理工艺流程:盘条表面除鳞处理→盘条放线→盘条加热奥氏体化→盘条等温盐浴淬火→盘条表面清洗→盘条收线→打包、称重。

    适用盘条规格范围为ϕ12mm~ϕ16mm;等温盐浴淬火温度为500℃~600℃,盐浴由熔融硝盐组成,并添加适量水以满足不同品种淬火烈度要求。

    关键技术主要包括以下几项:一是盐浴温度的均匀性与稳定性控制。该项目通过对导流槽和搅拌器的设计,形成涌泉式的流场,能保证槽内盐浴的温度均匀性。槽内盐液中配备加热器、保温和冷却系统,保证盐槽内融盐温升≤3℃。二是盐浴冷却能力可调。盐浴加水技术可根据盘条的成分、直径及其组织转变对冷却速度的要求,向盐浴中加入不同含量的水,从而调整盘条在盐浴中的冷却速度。三是盐的回收利用。盘条经盐浴处理后,可对其表面带出的盐进行清洗,清洗后的含盐介质可进行盐水分离处理后重新加入盐浴槽内,实现盐的零排放。四是QWTP产线对盘条阻力和张力的平衡控制。通过理论计算和机械结构的优化设计,使盘条受到的阻力与自身张力达到平衡,既保证了盘条尺寸精度又能实现盘条矫直和卷取。

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