1高端鋼絲繩定義

什么是高端鋼絲繩產(chǎn)品？國內(nèi)某設(shè)計院將其譯成“High Grade”，行業(yè)內(nèi)的部分工程技術(shù)人員將高端產(chǎn)品特點理解成是高強度高韌性，強度即為1960MPa、2160MPa，甚至更高。而此處“Grade”專指鋼絲的抗拉強度級別a。而國外同行將其定義為“Excellent service life”或“Longer service life”，意即“卓越的服務(wù)壽命”或“更長的服務(wù)壽命”。沒有高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品概念，只有高質(zhì)量產(chǎn)品（High Quality）和低劣（Poor）產(chǎn)品的差距。

國內(nèi)企業(yè)現(xiàn)在面臨的不是什么結(jié)構(gòu)和規(guī)格的產(chǎn)品生產(chǎn)不出來，而是產(chǎn)品品質(zhì)與歐、關(guān)、日等技術(shù)先進國家存在巨大差距的問題。世界著名起重機企業(yè)德馬格（Demag）、科尼（kone），塔式起重機企業(yè)馬尼托瓦克（manilowuc）等在中國都有生產(chǎn)和組裝，但設(shè)備配置的鋼絲繩均為進口鋼絲繩，原因是國產(chǎn)鋼絲繩的品質(zhì)達不到設(shè)計要求。高品質(zhì)的鋼絲繩除了具有較長的使用壽命外，還應(yīng)有均勻一致的通條性：再者就是具有使用壽命的可預(yù)期性，這樣可為客戶對產(chǎn)品的采購、儲存、保養(yǎng)、使用和更換的計劃性提供有效的保障。實際上，國外先進的鋼絲繩制造商反復(fù)強調(diào)的是鋼絲繩的使用壽命，這是客戶關(guān)注之所在。

2影響鋼絲繩品質(zhì)的因素

2.1產(chǎn)品設(shè)計

影響鋼絲繩品質(zhì)的因素很多，首先是產(chǎn)品設(shè)計。設(shè)計決定了一部分鋼絲繩的壽命。如普通的6股鋼絲繩，國內(nèi)有些生產(chǎn)企業(yè)為使經(jīng)銷商滿意而設(shè)計成剛剛滿足鋼絲繩直徑的最低要求。而國外鋼絲繩廠家除了特殊場合鋼絲繩設(shè)計直徑為+2%左右，絕大多數(shù)鋼絲繩的設(shè)計直徑控制在+3%左右，少部分的專業(yè)用鋼絲繩，其直徑甚至控制在+4%左右：日本某著名企業(yè)普通類鋼絲繩繩徑設(shè)計控制在+3.8%

左右。當然，這些對鋼絲繩的生產(chǎn)質(zhì)量控制提出了很高要求，因為有+5%的鋼絲繩直徑上限要求口。

鋼絲繩設(shè)計還要遵循安全原則，即各種結(jié)構(gòu)的鋼絲繩中，肉眼可視部分相對于不可視部分一定要是鋼絲繩中最薄弱的環(huán)節(jié)和地方才合理，最易出現(xiàn)斷絲且可以發(fā)現(xiàn)“非等壽命的設(shè)計”，這樣在使用時，通過定期和不定期檢查可以發(fā)現(xiàn)問題并及時更換，確保鋼絲繩的安全使用[國。日本6×37鋼絲繩結(jié)構(gòu)中，股的下挖和中捻捻角大，上捻挖角較小且鋼絲直徑比下捻和中捻鋼絲直徑略小。在使用過程中，最外層鋼絲伸長率小，鋼絲直徑也略小，斷絲的可能性和概率大，很好地體現(xiàn)了安全設(shè)計原則和理念。

2.2生產(chǎn)環(huán)節(jié)影響質(zhì)量的因素

生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)影響產(chǎn)品質(zhì)量的五大因素：人員、材料、機器設(shè)備、方法、環(huán)境（4MlV）。

2.2.1材料

2.2.1.1線材

線材是鋼絲繩的主要原材料，是鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。

GB/T 699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》0中，中高碳鋼碳質(zhì)量分數(shù)波動范圍為-0.03%一+0.05%，如70#線材的碳質(zhì)量分數(shù)為0.67%-0.75%；某合資公司采購的產(chǎn)品標準完全按照日本IS標準進行分類，并將碳質(zhì)量分數(shù)的波動范圍縮小，有的僅為

±0.02%，各鋼種鋼號的劃分更加詳細，且各合金元素的含量也略有不同。尤其是合資公司采購標準中最大的一點不同就是對線材抗拉強度目標值及其范圍均有明確的要求，也是判定線材是否合格的一個主要因素之一，而GB/T699-1999中對線材的抗拉強度沒有強制性要求，筆者曾經(jīng)遇到過65#線材比70#線材抗拉強度略高的情況。對抗拉強度有強制性的要求，雖然對線材生產(chǎn)企業(yè)要求提高了，但對提高線材品質(zhì)的有效性和一致性，以及鋼絲達到抗拉強度目標值的準確性有了更好的保障。

2.2.1.2鋼絲繩用潤滑油潤滑油對提高鋼絲繩的使用壽命有很大幫助。

現(xiàn)在國內(nèi)潤滑油同國外技術(shù)先進企業(yè)鋼絲繩用潤滑油有巨大差距。首先在品種上，國外鋼絲繩用潤滑油按照使用區(qū)域和專業(yè)性分為油田用、旋挖鉆機繩用、鍛打繩用、鍍鋅繩用、抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩用、露天礦鋼絲繩用、漁業(yè)鋼絲繩用等；而圍內(nèi)主要是礦山摩擦提升有的指定用增摩油，其他地方使用的潤滑油沒有什么區(qū)別。另外就是性能上，比如普通用途的鋼絲繩，國產(chǎn)潤滯油是由石蠟、防銹油以及塑料改性顆粒等組成，附著力很小，流動性強，使用中易于擠出、甩出，有些甚至熱水燙一下，再用抹布擦拭，鋼絲繩上就沒有潤滑油了，很難滿足附著力等技術(shù)要求。國內(nèi)很多的潤滑油供應(yīng)商僅能提供滴點和黏度試驗，以及pH值等，而國外該類鋼絲繩用潤滑油是以瀝青為基油，具有很好的潤滑性能和防銹性能。其潤滑油檢測指標至少有15項，如錐入度、針入度、黏度、閃點、熔點、軟化點、凝固點、銅腐蝕、鹽霧試驗、四球EP燒結(jié)點、四球EP載荷磨損系數(shù)、四球磨斑直徑等。

鋼絲繩用潤滑油是非常專業(yè)的產(chǎn)品，國內(nèi)鋼絲繩企業(yè)需要同石油化工廠家進行深度合作，研發(fā)出滿足市場要求的專業(yè)潤滑油，共同發(fā)展。

2.2.2機器裝備

裝備和工具是生產(chǎn)力發(fā)展水平的標志，與行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平密切相關(guān)，反映了制造企業(yè)對產(chǎn)品實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)要素的穩(wěn)定控制和把握。

機器設(shè)備的配置會隨著機器的整個壽命周期面存在，即使后來通過技術(shù)改造也難以達到滿意的效果。筆者曾同國內(nèi)某知名裝備制造企業(yè)老總就鋼絲繩生產(chǎn)裝備情況進行過交流。假設(shè)國外鋼絲繩制造商就生產(chǎn)高端鋼絲繩產(chǎn)品再次進行選擇，依然會選擇歐美設(shè)備，究其原因是中國裝備有些理念不同，尤其是國內(nèi)裝備的制造裝配精度與之相比還存在較大差距。歐關(guān)制造的裝備對產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性有更好的保障，而且高速、高效。好的裝備對產(chǎn)品質(zhì)量的保障程度很高，可以彌補一些人員經(jīng)驗和素質(zhì)的不足。

比如捻股工序一臺德國產(chǎn)的鋼絲焊接機，其焊接范圍0.20-4.76mm，一名新操作工，經(jīng)過練習，稍微熟練后焊接處的鋼絲抗拉強度就可以達到原鋼絲抗拉強度的85%-90%。

有些設(shè)備制造商對關(guān)鍵工藝有切實可靠的解決方案，如熱處理加熱爐制造商提供的加熱制度：壓實軋機廠家提供的各道次壓實率的分配等，這些都是有理論支撐的，非專業(yè)人士難以做到。

2.2.2.1恒張力放線裝置根據(jù)國外先進企業(yè)在國內(nèi)采購制繩鋼絲情況，并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗，捻股合繩是生產(chǎn)高品質(zhì)鋼絲繩的重要工序。而捻股合繩的關(guān)鍵在于鋼絲或股的放線張力控制。恒張力控制是關(guān)鍵，既控制放線張力的大小，也確保張力基本穩(wěn)定。

恒張力控制的放線裝置有3種結(jié)構(gòu)形式：氣動頂針裝置：機械式頂針裝置和穿軸式鎖緊裝置。其共同的特點就是放線張力摩擦盤固定在線框上，每次裝、卸工字輪時，都無需調(diào)整張力。

筆者在國外考察、培訓時，對捻股、合繩機的放線張力控制裝置比較關(guān)注。美國WieCa集團公司的捻股合繩設(shè)備都是上世紀70-80年代的產(chǎn)品，放線張力裝置大都采用氣動頂針裝置恒張力控制。而墨西哥工廠的設(shè)備大多采用穿軸式，其恒張力裝置的生產(chǎn)強度要高于頂針式恒張力裝置的。

國內(nèi)管式捻股機、合繩機的張力裝置大多數(shù)是落軸式，非恒張力裝置，即摩擦盤和軸連接在一起。或摩擦盤與工字輪焊接在一起，更換工字輪時需要重新調(diào)整張力，且放線鋼絲或股到了工字輪兩側(cè)時，工字輪和線框會產(chǎn)生一定的傾斜，傾斜工字輪的側(cè)邊與線框又附加摩擦，張力無法保持恒定。鋼絲直徑越小、挖制速度越快對挖制質(zhì)量的不利影響越大。

國內(nèi)的挖股設(shè)備中上述3種恒張力結(jié)構(gòu)都有，由于設(shè)計、制造、裝配精度以及配套工字輪等原因，有些恒張力裝置根本達不到恒張力的效果。筆者使用過國內(nèi)幾家專業(yè)設(shè)備制造商生產(chǎn)的恒張力裝置（氣動頂針裝置和機械頂針裝置），其使用效果不理想，如摩擦盤本身運行不同心，運轉(zhuǎn)一周摩擦阻力時大時??；摩擦阻力片與摩擦輪產(chǎn)生相對滑移，摩擦片與摩擦輪兩側(cè)邊不規(guī)則的摩擦等造成張力不恒定。

這樣的裝備很難生產(chǎn)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。

2.2.2.2配套工字輪工字輪是裝載在設(shè)備上配套使用的，工字輪的質(zhì)量對放線張力有很大的影響，從設(shè)計到制造都不可忽視，一定要做動平衡檢測。同心度等如果沒有得到很好地控制，會造成張力不一致。國內(nèi)許多廠家配套的工字輪不到一年時間就需要全部進行返工返修，其隱性成本是很高的。如果從設(shè)計到制造都能嚴格把控，其工字輪的使用壽命會長很多。

2.2.2.3工裝設(shè)計與制造捻股質(zhì)量的控制，還與后變形器的設(shè)計、壓線瓦的配套使用密切相關(guān)。

股扭應(yīng)力的控制與后變形器的設(shè)計制造有很大的關(guān)系，需要專業(yè)人員提供主要工裝參數(shù)及設(shè)計。北關(guān)有一種無間隙式壓線瓦設(shè)計。其對股、繩直徑等控制更加精確，可確保股中鋼絲不會出現(xiàn)交叉、

“騎馬”或位置交錯的現(xiàn)象，對股中各鋼絲相對位置的固定、股繩圓整性的保證程度很高。但對原工裝模具的制造提出了更高的要求：其一，尺寸精度比原來高出許多；其二，制造工序多，需要在熱處理后進行精磨來達到磨具控制的尺寸公差和表面精度。

國內(nèi)某企業(yè)OEM出口產(chǎn)品以及某新建企業(yè)中，采用無間隙設(shè)計制造的壓線瓦，在防止鋼絲交叉跳絲等方面取得了明顯效果，股表面平整光滑，沒有出現(xiàn)過交叉絲、跳絲等情況。

2.2.2.4重視和嚴格執(zhí)行整繩破斷拉力試驗國外鋼絲繩的檢測，完全按照標準進行取樣和整繩破斷拉力試驗。所有的產(chǎn)品都根據(jù)批量抽樣、取樣原則，按照采購技術(shù)協(xié)議的要求進行整繩破斷拉力試驗。

鋼絲繩做整繩破斷拉力試驗，既是標準的要求，也是自身質(zhì)量管理控制和自我完善的要求。根據(jù)整繩破斷拉力試驗的數(shù)據(jù)判斷是否符合標準要求，視一次拉斷的股數(shù)量來檢查驗證合繩設(shè)備的張力放線狀態(tài)是否一致。

抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩通過整繩破斷拉力試驗，既可以判斷其破斷拉力是否達到標準要求，也可以通過抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩在受力狀態(tài)下鋼絲繩的偏轉(zhuǎn)角度，來判斷該鋼絲繩是否達到阻旋轉(zhuǎn)的要求。

2.2.3方法

在技術(shù)改造和產(chǎn)品升級前，一定要謀劃在前，以高品質(zhì)為目標。有些企業(yè)在環(huán)保要求和資金壓力下，考慮取消線材整體表面處理，采用以機械式剝殼為主，輔以鹽酸洗、磷化和涂層處理等。這樣的生產(chǎn)工藝對需要經(jīng)過熱處理的小直徑成品鋼絲可以，但對采用直接拉拔的大直徑的成品鋼絲則弊端很大。機械式反復(fù)彎曲去除氧化鐵皮的方式，會造成線材表面損傷和微裂紋。這些帶有表面損傷和微裂紋的制繩鋼絲，在使用中會成為疲勞斷裂源和應(yīng)力應(yīng)變交集點，大大降低鋼絲繩的使用壽命。而一旦選擇了全部采用機械式剝殼方式處理線材，最好放棄直拉制繩鋼絲工藝路線。

在質(zhì)量控制中，可以引進國外行之有效的“首批首件必檢”制度。如拉絲更換規(guī)格時，在完成起頭部分后，停下來取樣進行各項性能檢測，只有合格后才能繼續(xù)生產(chǎn)，否則需要更換坯料等：對合繩起頭正常部分進行不松散性能的定量檢測等都是嚴格控制鋼絲繩質(zhì)量的有效手段和方法。

2.2.3.1水浴淬火處理存在的問題目前國家環(huán)保要求熱處理取消鉛浴，許多企業(yè)都采用水浴淬火處理。水浴處理與鉛浴淬火處理明顯區(qū)別除了淬火介質(zhì)外，淬火后鋼絲缺少一個等溫轉(zhuǎn)變的過程。

現(xiàn)在水浴處理后，半成品鋼絲的抗拉強度、斷面收縮率或伸長率都可以達到鉛浴處理后的水平，但大規(guī)格直徑如熱處理鋼絲直徑≥2.80mm，進行拉拔后成品鋼絲強度達不到鉛浴淬火鋼絲水平，且熱處理鋼絲直徑越大，差距也越大，主要是鋼絲水浴時存在淬透性問題。同一鋼種，欲提高成品鋼絲的強度，就需要提高熱處理半成品鋼絲直徑，而半成品鋼絲直徑越大，水浴淬火的淬透性問題也越明顯。國外取消鉛浴后采用的是鹽浴，制繩鋼絲強度可以達到2460MPa。熱處理的鹽浴淬火技術(shù)是國內(nèi)急需解決的技術(shù)難題。

2.2.3.2捻制、合繩扭應(yīng)力控制技術(shù)先進企業(yè)對捻制質(zhì)量如股、繩扭應(yīng)力狀態(tài)有指標化控制要求，是以量化的股扭應(yīng)力狀態(tài)作為控制指標。國外企業(yè)依據(jù)鋼絲繩的捻法、捻向，以及股結(jié)構(gòu)的不同，對股應(yīng)力狀態(tài)的要求也不同。如6×36WS結(jié)構(gòu)交互捻鋼絲繩和同向捻鋼絲繩，其股的應(yīng)力控制指標就不一樣。捻制時股的應(yīng)力對合繩后鋼絲繩的使用壽命有一定影響。

鋼絲繩扭應(yīng)力的控制主要取決于合繩預(yù)變形器各有關(guān)參數(shù)的選擇和調(diào)整，經(jīng)過高品質(zhì)預(yù)變形處理的鋼絲繩，每根鋼絲和股都保持靜止狀態(tài)，這樣可以將鋼絲繩內(nèi)部應(yīng)力降到最低，鋼絲繩壽命隨之提高。

2.3人的因素

筆者在同美國、墨西哥及德國同行的交流中，明顯感覺到他們對自己所從事的工作和職業(yè)而感到滿意，更為企業(yè)品牌擁有的關(guān)譽度而感到驕傲和自豪。

鋼絲繩產(chǎn)品的生產(chǎn)特點除熱處理外，拉絲、捻股、合繩等工序大都是單機獨立操作，非自動流水線：有些產(chǎn)品關(guān)鍵點的控制和特制的工裝，都是鋼絲繩制造商獨有設(shè)計的，這也是鋼絲繩行業(yè)沒有進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的原因之一。人員的技術(shù)素質(zhì)和操作的熟練程度對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。