Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的生产及应用

张建国

（天津冶金集团有限公司，天津300050）

Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的生产及应用

张建国

（天津冶金集团有限公司，天津300050）

介绍了Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的生产及应用情况。实际生产表明，Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的抗腐蚀性能较普通镀锌钢丝提高了2～3倍，其加工成型性、涂挂性优于热镀锌层，能够避免热镀影响的产生的强度损失，取得了较好的经济效益和社会效益。

桥梁缆索；镀层；抗腐蚀；成型性；涂挂性

1 引言

在20世纪末，随着城市美观化的要求，高架桥、斜拉桥等蕴育而生，跨河、跨江、跨海大桥也越来越多。悬索桥的设计施工不仅完成了大跨度的架越，而且对河道的污染起到了非常好的效果，解决了自然流域的环境保护等问题。这些桥梁的设计和施工，都是采取了高强度的钢丝来完成斜拉索和悬索的结构组合。

随着对桥的使用寿命要求，设计部门采用的钢丝也从普通钢丝到镀锌钢丝的转变。在21世纪，由于防腐性能的提高，镀锌钢丝在桥梁缆索上的使用已经完全代替了黑钢丝。

2006年9月，由天津市环钟钢丝有限公司主要起草的锌-5%Al-混合稀土合金镀层钢丝国家标准的发布，也给桥梁用钢丝注入了一股活力。一些桥梁设计专家开始关注这种镀层在桥梁钢丝上的使用。

2008年8月，发布的桥梁缆索用热镀锌钢丝国家标准，对钢丝的强度要求越来越高，来满足大跨度桥梁的建设，对各项机械性能的要求也越来越严格。

因此，只有钢丝防腐性能的大幅提高，才能保障大跨度桥梁的寿命。即 Zn-5%Al-混合稀土合金镀层，走在了钢基保护的前列，并且将会在桥梁缆索使用上得到广泛应用。

Zn-5%Al-混合稀土合金镀层钢丝在生产过程中，其钢基的强度损失优于镀锌钢丝。

随着我国高强度、高碳钢盘条的生产及发展，桥梁缆索钢丝用盘条也基本上趋于国产化。目前，我国的宝钢、武钢、兴澄特钢、邢钢以及其他钢厂的优质盘条，基本上能够满足桥梁缆索钢丝所要求的强度及各项性能指标。以下就环钟公司生产桥梁缆索钢丝的生产过程和生产工艺进行探讨：

3.1 盘条进场后的工作不容忽视

首先对盘条进行5%的抽样检测，对碳、锰、硅、磷、硫等化学元素进行测量，对照企业标准给予评判。对合格的盘条，根据实效时间，初始强度及缩面率进行标记投入生产以便跟踪。

3.2 对盘条进行酸洗磷化

根据工艺制定拉拔道次，拉拔成镀前钢丝进行检测。对强度、伸长、扭转、弯曲等指标，100%两头检测分析。对符合企标的产品，投放到下道工序。特别注意的是酸洗时要打开盘条捆，以便充分清洗干净。磷化膜要适当，以便下道工序的清洗。对性能指标不合格的产品，坚决不能投放。

3.4 镀后产品的检测

镀后产品逐盘做100%检测，上锌量的检测，铝含量的检测，强度、伸长、弯曲、扭转等检测。从检测的结果可以分析锌锅含铝量的添加和工艺的正确。按照企业标准，将合格的产品投放到下一道工序，进行低松弛稳定化生产。镀后产品经过专业设备完成最后一道工序，消除钢丝本身的应力，达到国家标准的松弛率及钢丝的平直度。由于这道工序也有加热及张力控制，所以工艺参数也是很重要的。钢丝生产结束后，要对产品两头100%进行各项指标的检测，以及按照企业标准进行钢丝的松弛试验及疲劳试验，合格产品出厂供给客户使用。

3.5 钢丝的生产结果数据分析

从钢丝的生产过程中能够发现，要想获得合格的GB/T 17101-2008国家标准镀层质量的要求，在生产镀层钢丝时，就得要求钢丝速度大幅度提高。其原因是：合金的融点比较低，仅为382 ℃，而纯锌的融点为419 ℃。要想获得国家标准要求的上锌量时，就得在生产钢丝时提高镀锌速度。另外，我们在生产镀锌和镀这两种钢丝时，由于融点的作用，发现钢丝的强度损失极低，而镀锌钢丝的强度损失都在5%以上，7.0钢丝的生产结果数据对比见表1。

表1 生产状态

通过生产数据，可以分析得到如下结论：在生产速度和镀锌温度的变化下，钢丝的热损失强度是可控制的，对今后生产高强度钢丝提供了生产数据和理论依据。因此可见，镀锌钢丝带来的社会经济效益是巨大的。

4 结论及展望

斜拉索是斜拉桥的基本命脉构件，悬拉索是悬索桥的中枢主干。由于大跨度斜拉桥和悬索桥的增多，长、大规格拉索大量使用。而其换索难，经济成本较高，因此对拉索的腐蚀性就提出了更高的要求。

我国于2006年颁布了GB/T 20492-2006《锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝、钢绞线》国家标准，等效于美国ASTMA855M制定的钢绞线标准，为锌-5%铝-稀土合金镀层产品在桥梁缆索上的应用提供了技术保障。

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

张建国，副总经济师，天津市线材制品行业协会秘书长。