Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產及應用

張建國

（天津冶金集團有限公司，天津300050）

Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產及應用

張建國

（天津冶金集團有限公司，天津300050）

介紹了Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的生產及應用情況。實際生產表明，Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層橋梁纜索鋼絲的抗腐蝕性能較普通鍍鋅鋼絲提高了2～3倍，其加工成型性、涂掛性優于熱鍍鋅層，能夠避免熱鍍影響的產生的強度損失，取得了較好的經濟效益和社會效益。

橋梁纜索；鍍層；抗腐蝕；成型性；涂掛性

1 引言

在20世紀末，隨著城市美觀化的要求，高架橋、斜拉橋等蘊育而生，跨河、跨江、跨海大橋也越來越多。懸索橋的設計施工不僅完成了大跨度的架越，而且對河道的污染起到了非常好的效果，解決了自然流域的環境保護等問題。這些橋梁的設計和施工，都是采取了高強度的鋼絲來完成斜拉索和懸索的結構組合。

隨著對橋的使用壽命要求，設計部門采用的鋼絲也從普通鋼絲到鍍鋅鋼絲的轉變。在21世紀，由于防腐性能的提高，鍍鋅鋼絲在橋梁纜索上的使用已經完全代替了黑鋼絲。

2006年9月，由天津市環鐘鋼絲有限公司主要起草的鋅-5%Al-混合稀土合金鍍層鋼絲國家標準的發布，也給橋梁用鋼絲注入了一股活力。一些橋梁設計專家開始關注這種鍍層在橋梁鋼絲上的使用。

2008年8月，發布的橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲國家標準，對鋼絲的強度要求越來越高，來滿足大跨度橋梁的建設，對各項機械性能的要求也越來越嚴格。

因此，只有鋼絲防腐性能的大幅提高，才能保障大跨度橋梁的壽命。即 Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層，走在了鋼基保護的前列，并且將會在橋梁纜索使用上得到廣泛應用。

Zn-5%Al-混合稀土合金鍍層鋼絲在生產過程中，其鋼基的強度損失優于鍍鋅鋼絲。

隨著我國高強度、高碳鋼盤條的生產及發展，橋梁纜索鋼絲用盤條也基本上趨于國產化。目前，我國的寶鋼、武鋼、興澄特鋼、邢鋼以及其他鋼廠的優質盤條，基本上能夠滿足橋梁纜索鋼絲所要求的強度及各項性能指標。以下就環鐘公司生產橋梁纜索鋼絲的生產過程和生產工藝進行探討：

3.1 盤條進場后的工作不容忽視

首先對盤條進行5%的抽樣檢測，對碳、錳、硅、磷、硫等化學元素進行測量，對照企業標準給予評判。對合格的盤條，根據實效時間，初始強度及縮面率進行標記投入生產以便跟蹤。

3.2 對盤條進行酸洗磷化

根據工藝制定拉拔道次，拉拔成鍍前鋼絲進行檢測。對強度、伸長、扭轉、彎曲等指標，100%兩頭檢測分析。對符合企標的產品，投放到下道工序。特別注意的是酸洗時要打開盤條捆，以便充分清洗干凈。磷化膜要適當，以便下道工序的清洗。對性能指標不合格的產品，堅決不能投放。

3.4 鍍后產品的檢測

鍍后產品逐盤做100%檢測，上鋅量的檢測，鋁含量的檢測，強度、伸長、彎曲、扭轉等檢測。從檢測的結果可以分析鋅鍋含鋁量的添加和工藝的正確。按照企業標準，將合格的產品投放到下一道工序，進行低松弛穩定化生產。鍍后產品經過專業設備完成最后一道工序，消除鋼絲本身的應力，達到國家標準的松弛率及鋼絲的平直度。由于這道工序也有加熱及張力控制，所以工藝參數也是很重要的。鋼絲生產結束后，要對產品兩頭100%進行各項指標的檢測，以及按照企業標準進行鋼絲的松弛試驗及疲勞試驗，合格產品出廠供給客戶使用。

3.5 鋼絲的生產結果數據分析

從鋼絲的生產過程中能夠發現，要想獲得合格的GB/T 17101-2008國家標準鍍層質量的要求，在生產鍍層鋼絲時，就得要求鋼絲速度大幅度提高。其原因是：合金的融點比較低，僅為382 ℃，而純鋅的融點為419 ℃。要想獲得國家標準要求的上鋅量時，就得在生產鋼絲時提高鍍鋅速度。另外，我們在生產鍍鋅和鍍這兩種鋼絲時，由于融點的作用，發現鋼絲的強度損失極低，而鍍鋅鋼絲的強度損失都在5%以上，7.0鋼絲的生產結果數據對比見表1。

表1 生產狀態

通過生產數據，可以分析得到如下結論：在生產速度和鍍鋅溫度的變化下，鋼絲的熱損失強度是可控制的，對今后生產高強度鋼絲提供了生產數據和理論依據。因此可見，鍍鋅鋼絲帶來的社會經濟效益是巨大的。

4 結論及展望

斜拉索是斜拉橋的基本命脈構件，懸拉索是懸索橋的中樞主干。由于大跨度斜拉橋和懸索橋的增多，長、大規格拉索大量使用。而其換索難，經濟成本較高，因此對拉索的腐蝕性就提出了更高的要求。

我國于2006年頒布了GB/T 20492-2006《鋅-5%鋁-混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》國家標準，等效于美國ASTMA855M制定的鋼絞線標準，為鋅-5%鋁-稀土合金鍍層產品在橋梁纜索上的應用提供了技術保障。

Production and Application of Bridge Cable Wire Coated with Zn-5%Al- Mixed Rare Earth Alloy

ZHANG Jian-guo
（Tianjin Metallurgy Group Co., Ltd., Tianjin 300050, China）

The paper explains the production and application of bridge cable wire coated with Zn-5%Almixed rare earth alloy. Actual production shows the anti corrosion ability of the above wire is 2～3 times higher than common galvanized wire. Its machinability and formability and smearability are superior to hot galvanized wire. The strength loss caused by hot galvanizing can be avoided and good economic and social benefits are achieved.

bridge cable; coating; anti corrosion; formability; smearability

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.05.005

2014-03-15

2014-04-20

張建國，副總經濟師，天津市線材制品行業協會秘書長。