钢帘线生产线详细工艺及效益

1、(二)贵州钢丝帘线生产线项目1、项目可行性及依据A、钢丝帘线是一种高技术含量、高附加值的产品，用于子午线轮胎的生产。我国轮胎工业发展迅速，1990年一2000年十年间，我国轮胎工业发展迅速，轮胎产量增长3.65倍，子午线轮胎产量也大幅度提高，由1990年的118万套，猛增至2000年的3188万套，增长27倍。但我国子午线轮胎仅占31.6%，西欧各国已达100%，美国93%，日本86%。大力发展钢丝帘线，推动我国轮胎的子午线 化，是我国金属制品行业长远而艰巨的任务，符合我国产业政策。本公司拟分两期建设钢丝帘线项目，一期年产钢丝帘线5,000吨。B、项目产品有良好的市场依托。贵州、四川地区大型轮

2、胎生产企业较多，项目产品能就近供应贵州轮胎股份有限公司等公司载重子午线轮胎 所需的钢丝帘线。C、钢帘线是高能耗产品，特别对电力的需求很高，每吨产品耗电在4000kWh以上，用电成本较高，而贵州省是我国西南地区的能源大省、水电、火电丰富， 能源价格便宜。项目建设基础条件较好，有可供项目建设用地(不需新征土地)，有较完善的水、电、热、机修、运输等公用辅助设施，既可节省工程投资，又可缩短工程建设期。2、项目主要内容 主要生产线设备配备：本项目建设主体工艺设备以从国外引进为主。(1)线材预处理、粗拉连续线一条：包括放线架、机械除锈、电解酸洗、硼化、干燥等工 序，处理线经0 5.50mm，速度120m/

3、min，年工作7200小时，处理线材能力为7740t,本项目年需线材处理量为5550t，可以满足要求。粗拉丝配有一台 TD560 10型直线式拉丝机，拉拔0 1.95$ 3.15mm钢丝，道次分别为 105道，拉丝速度则为 116.5m/s，三班 生产可以满足本项目对粗拉钢丝5166t/年的能力需要。(2 )中丝热处理酸洗硼化连续线：该线由放线机、漂洗脱脂槽、明火奥氏体化热处理炉-液化气铅浴淬火炉、漂洗槽、电解酸洗槽、三段漂洗槽、热水漂洗槽、硼化槽、干燥箱、收 线机等组成。热处理炉设计DV值为72，放、收线工字轮为 DIN800 ，处理丝经0 2.100 3.15mm时，年工作7920小时，满

4、足本项目粗拉半成品钢丝约4595t/年的处理能力。(3)中拉丝设备：进线0 2.100 3.15，出线0 0.800 1.40, 9道次，拉丝速度从 16m / s到13.5m/s,配TD400 9型拉丝机二台，三班生产年工作7200小时，可以完成本项目4585年中丝拉拔量。(4 )成品钢丝热处理、电镀黄铜作业线：该线由收、放线机、奥氏体化炉和铅浴炉、电解 酸洗槽、电镀铜槽、电镀锌槽、热扩散槽、磷酸槽等组成。该线采用两段(碱性+酸性)电 镀铜和电镀锌，经热扩散得到理想黄铜镀层的工艺，以保证镀铜钢丝湿拉性能和与橡胶的良好粘着性。该线设计DV值为72，处理0 0.80 1.95钢丝，三班连续作业，

5、年工作 7920小时，24根丝年处理能力可以满足本项目年处理00.800 1.95镀铜钢丝5082t的要求。(5) 湿拉设备：根据产品大纲，本项目成品拉丝主要线径有00.15、0 0.175、0 0.20、00.22、0 0.25、0 0.35六种，年加工量约 5056t，需21模TSB4025水箱拉丝机 50台，拉 丝速度 0 0.15 丝 17m/s,0 0.35 丝 12m/s。(6) 捻制设备及外缠绕设备：本项目全部采用高速双捻机，完成产品大纲各种结构钢帘线捻制及外缠绕产量，需配备各种型号双捻机54台，外缠绕机38台，另配重卷机4台。(7) 轧尖、对焊、磨模等辅助设备：轧尖、对焊等辅机

6、随主机设备需要配备，由国内制造；磨模机及模孔检测仪器随主机一起引进。项目拟在厂区西南部已有场地上新建，不需新增土地。 钢丝帘线生产工艺流程图：项目产品执行 GB11181-89标准或相应国际标准。3、主要原材料供应 项目所需原材料主要为 5.5mm大盘重索氏体化高速线材5550吨，初期以进口料为主，以后逐步国产化。 4、建设规模 项目总投资为22,489.60万元(含外汇1620 万美元)，其中建筑费1,792.53万元，设备费 13,520.39万元，安装费 594.79万元，其他费 994.16万元，铺底流动资金3521.00万元。建成年产5,000吨钢丝帘线的生产能力。本项目已经国家计委

7、计产业2002659号文批复。5、环境污染的防治对热处理酸洗涂层线、电镀 线产生的铅尘、废酸水、废电镀液及废气进行处理，达到国家环保标准要求，不对环境造成污染。该项目已通过贵州省环境保护局（黔环函 2001134 号文 ）的审查。 6.、项目的组织实施 该项目由本公司独立组织实施。 项目实施进度：拟在 2002 年开工，建设期 2 年，达产 期 2 年。该进度在募集资金未及时到位时，可适当顺延。7、市场情况 钢丝帘线是钢铁制品深加工的高附加值产品， 被广泛应用于轮胎等橡胶制品中。 由于钢丝帘线具有高的拉伸强 度和模量，突出的耐用热性和耐冲击性，取代传统的纤维（如棉、丝、人造纤维、尼龙等） 帘子

8、线作为汽车轮胎骨架材料，使钢丝子午线轮胎比传统的普通斜交轮胎具有高速、耐磨、 行驶里程数增长 50-100% ；滚动阻力小、节省燃油 8%左右；具有承载能力大、舒适、安全 等显著的优越性能。 近五十年来， 世界各因竞相发展子午线轮胎钢帘线的技术和生产。 目前 子午线轮胎已占世界轮胎总产量的 85%以上，其中西欧各国的轮胎子午化率已达100%，美国为 93%，日本为 86%；钢丝帘线年产量 120 吨以上，并以年均 2-3% 的速度增长。 为适 应汽车工业、 交通运输业发展的需要， 国家将子午线轮胎列为重点科技攻关及发展建设项目， 数十家轮胎企业引进、 消化吸收了子午线轮胎生产技术和装备， 使子

9、午胎的生产能力和实际 产量逐年大幅度上升，与之配套的钢帘线生产也获得了较快的发展。 我国钢帘线的需求量 年增长约 12%，预计 2005年钢帘线需求约 13.5万吨， 2010 年需求将达到 20.6万吨。 我国 目前钢帘线厂主家生产设计能力约 5.3 万吨 /年，由于钢帘线技术要求高， 生产难度较大， 实 际产量远不能满足子午线轮胎发展的需求， 目前，国内钢帘线厂生产的钢帘线生产总量只能 达到需求量的 60%左右。预计 2005 年我国钢帘线设计生产能力约为 12 万吨，若按 90%达 产率计算，与该年钢帘线的规划需求量缺口仍在 2.5万吨以上。本项目达产期 2 年，达产比 例分别为 70%

10、、100%。达产后年产 5,000 吨钢丝帘线，产品平均价格 24,800 元/吨，产销率 100%，产品主要由公司销售网络在国内直销。8、财务计算和经济评价 本项目寿命计算周期为 18 年。 本项目建成达产后，年增加销售收入 12,400 万元，税后利润 3,244.14 万元。 项目投资利润率为 23.16%，投资利税率 29.89%，投资回收期为 7.05 年（含建设期 2 年）。6、工艺流程根据建设规模和产品方案，本着 “先进、适用、经济、合理 ”的原则，吸取已建成投产生 产线的成功经验，拟定主要生产工艺流程如下图1：（1）原料盘条：采用钢丝帘线专用盘条。普通强度级碳含量为0.700.

11、74%;高强度级碳含量为0.800.82%;锰含量为0.450.60% ;硫、磷含量均小于 0.02%的优质钢丝帘线 专用5.5mm盘条。其化学成分和物理性能必须严格控制。因为它们不仅影响钢丝帘线成品质量而且直接影响钢丝帘线生产过程中钢丝拉拔和高速捻制， 以及钢丝帘线成型过程中的工 艺性能。盘条进厂应进行外观、化学成分、物理性能、金相组织（特别是脆性夹杂物）的检 测以及小样投料试验。以便对所进批料的全面评估。（ 2）盘条预处理：将合格的盘条进行表面机械去氧化皮、冲洗；交替式电解酸洗、冲 洗、热水洗、涂硼、烘干；收在 1000mm 的大工字轮上。盘条表面清洁后，涂上均匀一致 的硼砂涂层，以利下道

12、拉拔，其线速度为1.5 2.5ms。（ 3）粗拉丝：经表面处理的盘条，以大工字轮的放线架牵至多头直线式拉丝机上，经过不同道次的拉拔至 2.05mm3.60mm。其中 2.05mm钢丝直接用于高强度级的电镀前 的半成品钢丝，其余 2.15mm3.60mm钢丝均至中丝热处理工序。其拉丝速度为810ms。（ 4）中丝热处理：是采用大工字轮放线，通过热水或电解碱洗去油后，进入燃石油液 化气的控制气氛的明火炉，其DV值为72;将钢丝加热到930960C然后再在500560C的铅浴处理（铅淬火） ，再冷却后，经无接触式电解酸洗、冲洗、涂硼、烘干后进行大工字 轮收线，整个过程采用连续作业线形式工作。(5)

13、中拉丝：将经过热处理、涂层处理后的2.15mm-3.60mm钢丝，按需要经过不 同道次拉拔至 0.85mm1.85mm，并缠绕在 800mm的大工字轮上。其拉拔线速度为12 18m/s。(6) 成品热处理和热扩散电镀黄铜：此道工序是钢丝帘线生产的关键工序。先由大工字轮放线，经过热水或电解碱洗去油后进入采用燃液化石油气的明火炉，控制好炉子的气氛，其DV值为75,确保钢丝表面微氧化(非常重要)，以绝对避免钢丝的挂铅，这是保证钢丝 性能和生产的重要手段。电镀工序采用新型的热扩散电镀黄铜工艺。钢丝通过电解酸洗、电解碱洗后在焦磷酸铜镀液中(碱性)均匀预镀一层有一定厚度的致密纯铜。经洗净残留镀液后，进入硫

14、酸铜镀液中镀上所需要的铜层。再经洗净残留镀液后，再进入硫酸锌镀液中镀上所需要的锌层，以保证成品钢丝所需的铜、锌比。然后通过电接触式加热，使铜、锌原子相 互扩散形成黄铜合金层。再经中压风吹干镀后钢丝表面水份，以利于水箱拉丝。本道工序的工艺要求非常严格，但通过单金属的高速电镀可严格控制铜、锌比，并能满足轮胎行业橡胶多方位的粘合体系所需的各种不同的镀层梯度，这是满足橡胶和钢丝粘合的关键问题。(7) 检验：经热处理镀黄铜的钢丝，必须经过严格检验后，才能进入下道湿拉工序。 其检验项目有：机械性能包括抗拉强度、延伸、弯曲、扭转及扩散后的强度下降率；金相检 测包括金相组织及均匀性，镀层扩散的程度，镀层质量及

15、铜锌比例的检测等。并按相应的规 定进行统计，评定产品质量的优劣。(8) 细拉丝：最终的成品拉丝。将合格的 0.85mm2.05mm钢丝按各种不同要求， 采用湿拉方法，通过 1925道模子拉为 0.10mm0.35mm的钢丝。在此道工序须严格 控制：拉拔速度1218m / s、拉丝模的使用、工字轮收线的张力、润滑剂的浓度、温度及其它影响拉拔、粘合的因素，确保钢丝的性能稳定， 镀层无损，质量优良顺利进入下道工序。(9) 单捻、双捻成型及外绕：将若干根0.10mm0.35mm的镀黄铜钢丝，按一定结构、排列、捻制要求通过各种双捻机、外绕机进行并线、帘线成型及外绕。钢丝帘线经过 一系列关键部件的预、过捻

16、，张力调整控制及修正，以达到一定的直线性、不松散性、低回 弹性和所需的残余回转数，确保一系列稳定一至的结构伸长值等工艺技术特性。本工序对操作人员的技术水平、操作经验要求甚高。(10) 成品检验：产品按照GB11181 89子午线轮胎用钢丝帘线和引进相关美国钢丝帘线的标准以及产品使用厂家技术要求进行外观、尺寸、物理性能、镀层成分、长度以及同橡胶粘合率试验等数据统计检验。(11) 包装装箱：由于钢丝帘线的使用是由相当数量的根数同时压延使用，所以确保钢丝帘线的平整、平直、无翘角是非常重要的一项工艺性能，所以包装装箱也是非常重要的环节。除确保钢丝帘线的无锈、无乱线、无氧化外，经检验合格的钢丝帘线须按不

17、同品种、规 格及残余回转值等分门别类进行包装储存。7、原料供应(1) 主要原材料的供应：5.5盘条主要从宝钢、武钢等厂家购入，少量目前国内暂不 能生产的钢丝帘线专用盘条，拟进口满足。(2) 辅助材料：公司实力雄厚，且有多年的金属制品生产、经营经验，供应渠道畅通， 其生产钢丝帘线所需辅助材料完全可通过现有供应渠道从市场购入。8、环保措施(1)废气本项目新增的排放废气有酸洗和电镀黄铜作业排放的酸性烟雾为16000NM3 /h;铅雾为15000NM3 / h;干拉粉尘为18000NM3 / h。本项目拟与主体设备配套，增置废气处理设 施4套，处理能力为130000NM3/h。废气均经车间内抽风装置抽

18、吸后分别经旋风除尘、净 化器、水洗塔、净化塔净化达标后排放。（2）废水本项目新增的排放废水包括钢丝冲洗作业连续排放废水为54.1M3 /h;另外一些间断排放废液有： 硼砂溶液、 酸洗消耗溶液、 碱性铜消耗溶液、 酸性铜消耗溶液、 酸性锌消耗溶液、 磷酸盐消耗溶液等，排放量为2000M3 /a。本项目拟与新增年产 2万吨钢帘线生产线配套，增置废水处理设备 7 套，废水均经处理后达标排放。现分述如下：废槽液处理流程为：废槽液t泵t废槽液贮存池（充气）t反应沉淀槽（充气、加废酸、废碱、凝聚剂）；其中污泥T污泥池T脱水T作制砖原料，上清液T中和槽T泵T混合污水处理泵站。混合废水处理流程为：混合废水T隔

19、油集水井T泵T调节池T钢帘线废槽液组合处理装置 T初级处理出水池 T泵t PE过滤器T活性碳过滤器 T监测水池T泵T排放。处理后的污水要求达到污水综合排放标准（GB8978-1996 ）中一级标准的要求。（ 3）废渣本项目新增的废渣有工厂固体废物、 固体沉积物、 乳化剂废渣、 湿拉后的沉积物及实验 室废物等，其排放量为 1,600t/ a。本项目拟配置废渣处理设备2套，处理能力按年产 2万吨钢丝帘线的生产能力进行配置。处理方法： 锅炉废渣作为建筑辅料使用； 废丝送钢厂回炉； 硫酸亚铁经处理后给化肥厂 使用；锌渣、铜渣送冶炼厂再加工；铅渣回炉使用。（ 4）噪声对产生噪音的设备如空压机、水泵等均采

20、取隔音、消声、减震等措施。9、项目建设进度安排本项目的建设周期预计为一年。10 、投资计划该项目投资估算总额为 50,128 万元， 其中：固定资产投资 45,000 万元（内含外汇 1,600 万美元）；铺底流动资金 5,128万元。本项目固定资产投资的构成如表 3：表 3 ：固定资产投资构成项目名称建筑工程设备安装工程其它费用总投资投资额投资总额（万元 ）6,64431,0963,1104,15045,000占百分比(%)14.7769.106.919.22100三、结论综上所述， 湖北福星科技股份有限公司新增年产 2 万吨子午线轮胎用钢丝帘线项目是一 个以市场为导向， 以高科技含量为重点

21、， 以提高经济效益为中心的好项目。 本项目是我国轮 胎行业发展的需要， 是提高企业科技含量、形成经济规模、增强企业后劲的需要。从技术上来说是合理的，从经济上来说是合算的。铅浴淬火Lead Pate nting将钢件奥氏体化后，进入熔铅中进行淬火冷却完成组织转变的过程，最终组织为细珠光体。这是在制造中碳钢及高碳钢的钢丝工艺中，为了获得适当组织以便容易拉 拔及获得高质量的一种常用工艺。这种技术对于提高钢丝绳及弹簧的疲劳寿命有重要作用。类似的工艺有在熔融盐浴中或流化床中急速冷却，在空气中淬火有时被称为AIR PATENTING 或空气派钝处理。日本新日铁在生产高碳钢盘条时，采用了一种DLP工艺生产出

22、组织和铅浴淬火一样好的盘条，适合直接拉拔高质量钢丝。这种技术利用热轧余热，在盐浴中淬火，而且盐浴吸收的热量被利用到其它工序。日本高强度棒、线材的生产加工应用简介（一）棒、线材可加工为多种产品棒、线材除直接用于建筑外，还可加工为各种部件以用于其它方面。以常见的汽车为例，每辆车大约使用棒、线材150Kg左右，约为车重的10%。其中如发动机部件（曲轴、凸轮轴和阀弹簧等）和驱动系统部件（各种齿轮、螺旋轴等）用材料都离不开棒、线材。“行 驶、转弯和停车”是汽车的基本动作，支持这些动作的某一个部件万一破损，则汽车将停止 行驶，由此可见它们的重要性。另外，作为汽车轮胎的补强材料，过去多用一些有机纤维， 后来

23、改用子午线钢丝后汽车轮胎的刚性有了明显的提高，因此近年来汽车行驶中的轮胎破损泄气事故大为减少；现在作为标准产品使用的 0.3mm子午线钢丝通过高强度化 （年产30万t）,对节约资源与改 善轮胎性能作出了明显的贡献。据统计，子午线钢丝1975年用量为2万t，到了 1985年即猛增至10万t、1995年续升至20万t、到2005年则升至30万t ,可见其发展的迅速。在建筑物和钢结构方面，高强度棒、线材也开始得到了广泛应用，其中如电线杆立 柱和砼类用补强材及吊桥、斜拉桥用钢缆等，它们的强度为一般钢筋的34倍，由此也带来许多好处。此外，由棒、线材制成的各种螺栓、螺母和弹簧等，也在机械行业为首的各个方面

24、 广泛得到应用；甚至连我们常见的钢琴线、 吉他弦和钓鱼丝等生活用品也是由线材加工而成。 尽管它们最终产品的形状和性能不同，但共同点是都由钢制的棒、线材加工而成。新日铁生产棒、线材的有室兰钢铁厂、釜石钢铁厂和君津钢铁厂，线材产品的分类和用途如表1。（二）作为半成品供应的棒线材棒、线材和其它热轧钢材的不同之处在于其以热轧状态的半成品供应，然后由汽车生产厂和部件生产厂等用户经各种加工和热处理后成为最终产品；而中厚板、薄板、钢管和H型钢等钢材则由钢铁厂轧制而成一定形状和强度的成品钢材供应。以弹球的加工过程为例简介如下： 钢铁厂生产的线材送至二次加工工厂， 经过冷拔 加工 模压成球 粗磨光 表面刻印 热

25、处理 研磨 镜面磨光 镀铬后形成产 品。小小的弹球断面为 3层不同的结构：表层3um为镀铬层，下部1mm厚处为经渗碳处理后 含碳量达 0.8的马氏体组织，内部为含碳仅 0.2 的铁素体马氏体的软组织。上述结构 使弹球表面硬度高而抗冲击性强， 内部则由于可吸收冲击而使球不易破裂。 这种渗碳处理在 使用、棒线材生产齿轮等部件时也得到应用。此外， 弹球的尺寸、 重量、加工精度取决于模压成球工序， 一般尺寸公差控制在 0.01mm重量误差在O.OIg之内。为此，对所用线材的加工性的要求非常严。由此可看出棒、 线材和其它钢材的不同之处。（三）考虑加工工序采取的调整冷却一般棒、线材制成的部件，所用材料的费

26、用仅占部件生产成本的20（其余 80为锻造 20、切削 40、热处理 1 0和其它 10）。由于二次加工的成本高，因此钢材的 开发应着眼于有利于二次加工。 即使最终产品要求强度高， 但也要求钢厂供应的棒、 线材“容 易加工以利于简化加工工序”。换言之，提供的棒、线材要和最终产品要求的高强度相反、 即要软一些，从而形成了矛盾。为了达到这一要求，采取了“调整冷却”技术。通常对热轧 后的钢材进行快冷后强度提高， 缓冷后则强度下降。 “缓冷”设备即对轧后的线材盘卷保温 使其缓慢冷却以降低强度， 例如螺栓是用线材在室温下冷锻成形的， 加工时的钢材必须较软 以使其容易成形。 为此， 对热轧材采取上述缓冷措

27、施以提高其冷锻性， 加工后再通过热处理 提高其强度而达到要求的水平。由于各种产品要求的强度不同，冷却方式也有很多种。除上述的“缓冷”设备外，还有送入空气较快冷却的 “空冷”、穿过550C盐浴冷却的“DLP和穿过热水冷却的 “EDC 等冷却方法。其中“ DLP设备对要求强度高的高碳钢的强度和延伸性调整效果明显，有利 于用户再以后的韧化处理中简化工序， 特别是使用不含铅等金属的盐浴， 不仅导热性好， 且 附着在线材上的盐也可用热水简单冲洗除去并回收后再利用，且比铅浴处理的污染小。（四）通过组织控制掌握钢材的强度但由于使用目的和如上所述，应将棒、线材的特性适应用户的加工性为第一条件,用途十分广，最终

28、产品要求的强度水平在3005000MPa的范围内。例如钢丝和铁丝网用普通线材仅为300MPa而上述的汽车轮胎用子午线钢丝和切断硅片用钢丝锯则需要高达4000MPa的高强度线材。为此，棒、线材的化学成分和结晶组织也呈多样化，因为钢铁随着含碳 量的上升而强度提高，但在薄板和中厚板制品中则需要考虑相应的延伸性，因此含碳量一般保持在0.2 %以下。但棒、线材为适应多种强度的要求，含碳量的范围扩大到0.011.1 %之间；在如此广范围的含碳量下影响强度、延伸性和韧性的组织形态也呈多样化。现在汽车制造厂为了减排 CO2正普遍采取车体轻型化以降低油耗的措施，近日在用比重小的铝合成的高强度铝合金材料，对所用材

29、料的简单评价则采用单位重量的比强度（抗拉强度/比重）。一般称为高强度钢的 8001200MPa的钢材，其比强度也不如铝合金，但是钢铁材料有各种组织形态，作为提高钢材强度的方法有“细晶强化”、“固溶强化”、“析出强化”和“位 错强化”等组织控制技术。以细晶强化为例说明如下，即将通常铁素体2030um的结晶进行细化以提高其强度的方法，特别是把晶粒直径细化到 1um以下时强度上升的效果十分明显（具体见表2）。将该组织微细化技术和加工热处理组合，有可能达到极限强度，现已据此开发出了与铝合金匹敌的“超高强度钢”。表2铁素体晶粒细化和强度的关系晶粒直径（um） 12510203040500.2c %强度（

30、mpa） 920700400325280240230220固溶强化指多量的 c、n等侵入型原子和si、mn等置换性元素增加结果引起的硬化现象，析出强化则是由于化合物增加、位错强化则由加工产生的钢材中位错数增加所引起的硬化现象。（五）追求强度极限的高碳钢丝在棒、线材制品中，追求极限强度的材料为高碳钢丝，现以桥梁用钢丝对其工艺技术说明如下。二次加工企业对热轧半成品在要求其加工性好的同时为提高强度而实施韧化处理，该项技术于19世纪取得英国专利。这种热处理采用在导热性好的金属浴中进行等温且均匀化的热处理，使常温下钢中存在的铁素体和渗碳体组织转变为奥氏体，然后再通过快速冷却使之变态为珠光体（由渗碳体和铁

31、素体 2相组成的层状组织）。该方法产生的珠光体组织中 由渗碳体相互间的间隔（即片层的厚度） 来决定线材的强度， 厚度越小则强度越高。假如在 未进行韧化处理冷却至常温时， 片层的厚度不均匀导致拉丝加工性降低， 最终的强度也降低。 为此，韧化处理对要求高强度的钢材生产是不可缺少的工艺过程。钢铁组织由高温到低温的过程中，奥氏体生成珠光体并长大；但从950C快速冷却到550C的低温时，则变成均匀的珠光体，由硬而脆的渗碳体相和软且延伸性好的铁素体相按同 一方向并列组成；而对汽车板等加工性好的材料则生成较软的铁素体单相。若能将韧化处理省略，则给用户简化加工带来很大好处，上面提到的“dip ”设备便可起到这

32、一作用，即在 550C盐浴下均匀调整冷却，使其在半成品时就转变为珠光体。对于砼 紧缩用高强钢丝的生产，新日铁也通过“ dip ”设备处理为用户省去韧化处理创造了条件。 在桥梁用钢丝的生产中，经韧化处理后，为便于拉丝加工先经酸洗、磷酸锌皮膜处理的“润滑”处理后，再在室温下分多段进行拉丝加工。即将热轧后的$ 13mm勺线材半成品冷拉减细至$ 7mm最后为提高耐蚀性再进行镀锌处理。但轮胎补强用子午线钢丝则加工工序较多，即使用$ 5.5mm的线材，经拉丝加工为$ 3mm的钢丝，经中间韧化处理后，再拉丝至$ 1.5mm勺钢丝，再经最终韧化处理和镀黄铜（可提高和橡胶的密接性）处理，最终再拉丝至 $ 0.

33、3mm并由5支组成成品。采取中间韧化处理的原因是防止由$ 5.5mm一次拉丝至$ 1.5mm时，可能由于韧性差而产生断线。总之，所有的钢材高强度化时，都会随着强度的上升而延伸性 下降，因此可实用化的高强度极限关键在于延伸性，高强度用高碳钢丝的关键技术也是如何保持延伸性。（六）丝径越细强度越高的高碳钢丝钢丝的强度和丝径有明显的关系，如桥梁用钢丝等的丝径为$ 57mm其强度为2OOOmpa以下，而丝径为 $ 0.20.4mm的轮胎用子午线钢丝则强度高达 4000mpa左右。通过 钢丝的高强度化，有利于降低建设成本和减轻轮胎的重量。钢丝直径缩小时，由于拉丝加工时施加的压力，随着其变细程度（形变加工量

34、）的加大 使得强度相应加大，这便是其根本的原理。由于钢种的不同虽有一定的差别，但在韧化处理后强度达12001500mpa的钢丝继续拉丝时其强度仍持续提高。桥梁用钢丝等的形变量为 1.5左右，子午线钢丝的形变量则高达3.54,其加工形变量与强度的关系见表3。表30.82 % c钢的加工形变量与强度的关系加工形变量（）012345抗拉强度（mpa）120017002000280035004300这一原理可由钢铁的组织变化来说明，铁素体相间隔的宽度（即片层的厚度）越小则强度上升。因为刚经韧化处理后的钢丝，其铁素体和渗碳体的结晶方向随机而呈不规则状态，通过拉丝加工强度高的渗碳体和延伸性好的铁素体的结晶

35、均按拉丝方向变得整齐一致，因此钢丝越细时片层的厚度越小而强度越高。如钢中铁素体的粒径为$ 1030um作为国家项目开发中的“超级金属（高强度钢）”也仅为0.50.8um的水平；而钢丝在韧化处理后的片层厚度仅为0.1um左右（12001500mpa），最先进的子午线钢丝经过约 20次的拉丝后变 为0.01um,相应的强度也上升至 4500mpa=轧制后的结晶方向若一致可提高强度的性质是钢材的共同现象，但薄板等产品在轧制时结晶只向轧制方向延伸而不向宽度方向延伸，因此随着方向的不同结晶粒径也不同。 而线材的拉丝加工所使用的冷拔模具， 采用和轧制方式不同的强压由四周均匀对线材挤压，因此结晶只能向拉丝方

36、向发展， 其结果使片层均匀而厚度变小， 使强度快速提高。为施加强压 的超高强度钢丝，拉丝时多用超高硬度的金刚石制模具。（七）高强度化的关键是珠光体的转变如上所述，高碳钢的珠光体比低碳普通钢的铁素体单相的强度要高的多。由此可知，珠光体在较小的拉丝变形量下易得到高强度，故成为工业化的重要因素。 反之，对纯铁无论施加多强的压力进行冷拉丝加工也难以实现高强度化的效果。关于珠光体通过拉丝加工可快速提高强度的机理，目前尚未完全清楚。一个重要的原因为，通过拉丝加工使结晶微细化后的片层厚度变薄的“细晶强化”，还有加工使位错数量加大而硬化的“位错强化”都起到了重要的作用， 这和对钢丝连续弯曲时该处变硬的现象 相同。对于其它组织，如拉丝前无晶界的渗碳体经拉丝加工微细化至纳米级水平后强度也可提高的“渗碳体细晶强化”；还有稳定金属华的渗碳体（ fe3c ）经拉丝加工而被分解，分 解后的碳附着于位错使其不易移动致使强度提高的“固溶强化”等。过去只知道在大外力作用下金属化合物会分解，近来又发现渗碳体全部被分解的现象