[发明专利]一种跨越度≥3500米的架空电缆钢芯用钢丝及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及线材及其生产方法，具体地属于一种跨度≥3500米架空电缆承载钢芯用钢丝及其生产方法，其适用于生产直径为φ2.7-4.0mm的超高强度级别架空电缆承载钢芯用钢丝。

背景技术

超高强度级别镀锌钢丝的具体性能指标为：抗拉强度≥1770MPa，1％伸长应力≥1550MPa，延伸率≥2.5 %，扭转次数≥14，锌层质量符合GB/T3428-2002的A级。超高强度级别镀锌钢丝可以制作1×7、1×19和1×37结构的超高强度级别镀锌钢绞线。

随着具备节能、环保特点的特高压、大跨越输电技术日益成熟和推广应用，对架空输电电缆承载用镀锌钢绞线的要求越来越高，国标GB/T3428-2002（等同IEC 60888）中包含的镀锌钢线强度等级已经难以满足制造超长、大截面钢芯铝绞线的要求，急需开发出超高强度级别的镀锌钢绞线。

超高强度级别镀锌钢绞线要同时具备 “三高”特点，即：高抗拉强度、高1%伸长时应力和高扭转，制造的难点在于如何保证产品的3项性能指标均能同时满足技术条件的要求。

一般来说，提高拉拔钢丝强度和应力的方法有3种，一是增加钢丝的总变形量，但过高的冷变形量会对钢丝的韧性造成伤害，致使扭转性能不合格；二是选用初始强度超过1250MPa的原料，但目前国内能稳定生产的高碳钢盘条主要为82B系列，其初始强度一般都低于1200MPa，难以满足生产超高强度级别镀锌钢绞线产品的需求；三是对82B盘条原料进行铅浴淬火处理后再拉拔，以提高盘条的索氏体组织百分含量，达到提高盘条初始强度和韧性的目的，但该生产方法由于增加了铅浴淬火工序，每吨产品将增加工序成本800多元，同时还会对环境造成一定的污染。

关于采用盘条生产超高强度镀锌钢丝方面的研究，国内外都能查阅到相应的文献与专利，这些文献与专利可以分为两类：

其一，应用领域与本专利不同，主要为桥梁缆索用镀锌钢丝，技术指标中对抗拉强度要求较高，而对1%伸长时应力、扭转等韧性指标没有明确要求或要求较低，如：

T Tarui“High Strength Galvanized Wire for Bridge Cables”（Materials Science Forum.2003,426/432(2): 829-834）、“Wire rod for 2000 MPa galvanized wire and 2,300 MPa PC strand”（NIPPON STEEL  TECHNICAL REPORT.1999,(80):44-49）中介绍了新日铁开发的通过球化处理分解碳化体，使显微组织呈珠光体结构可减少拉拔、扭转过程分层现象的强度为1770～1960 MPa镀锌钢绞线并应用于明石和Kurushima大桥的悬拉绳，以及桥梁钢索用、抗拉强度为2000 MPa的镀锌线的专有生产技术；还有中国专利申请号为201110342720.2 的专利文献，其公开了一种“超高强度钒钛复合微合金化高碳钢盘条及其制备方法”，其化学成分(wt%)为C：0.79～0.84、Si：0.15～1.25、Mn：0.60～0.90、Cr：0.15～0.25、V：0.04～0.15、以及添加一种以上的Al：0.001～0.10、B：0.0005～0.0015、Ti：0.01～0.05、Nb：0.01～0.03、Mo：0.01～0.03，工艺生产的高碳钢盘条可用于制造抗拉强度在1960MPa以上15.2mm的桥梁缆索用镀锌钢绞线和抗拉强度在1860 MPa以上7mm镀锌钢丝；还有中国专利申请号为201010179972 的专利文献，其公开了“一种制造f5.0 mm 1860 MPa超高强度热镀锌钢丝的方法”，其化学成分(wt%)为C：0.81～0.90、Si：0.70～1.60、Mn：0.60～0.90、Ni：0.02～1.20、W：0.00～0.25、Al：0.015～0.030、Cr：0.00～0.70、V：0.00～0.15、Ca：0.002～0.006、P≤0.015、S≤0.015。