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钢丝及其制品的种类根多,现简要介绍几种主要产品的生产方法。
钢丝拉拔是钢丝及其制品生产的起点,钢丝产品还为一切钢丝制品提供原料。钢丝拉的工艺技水水平对钢丝及其制品的质量、品种起著决定性作用。
钢丝生产工艺一般分为拉拔前的原料准备、中间及最终热处理、钢丝拉拔和钢丝镀层如图:
1.拉拔前的原料准备
主要是将盘条或半成品钢丝的表面进行清理,使之适合拉拔的要求,减少拉拔阻力,保证成品表面质量。热轧盘条冷却及中间处理后表面产生氧化皮及由于储存等原因产生的表面杂质,都要在拉拔前加以清除。清除盘条表面氧化层(锈层)和其它杂质的方法主要有机械方法和化学方法。
机械去锈是将盘条的氧化皮用施加外力的方法使之疏松、破裂、剥落。可用剥壳机、抛光、喷砂和钢丝刷清理等方法。一般用剥壳机,盘条经过多次弯曲而使氧化皮剥落。
化学去锈法是利用氧化皮与化学溶剂的化学反应使氧化皮与铁基体剥离并溶解,一般用酸洗法。为了能使盘条表面杂物彻底清除,往往是机械法与化学法并用。
半成品钢丝和成品钢丝拉拔前钢丝表面要分别进行黄化(或涂铜)、沾石灰、干燥和磷化、沾皂、干燥处理,既改善了钢丝在拉拔中的润滑条件,又提高了防腐性能。
2.热处理
热处理的目的在于调整盘条或产成品的物理性能使之达到要求。一般分为中间热处理和最终热处理。中间热处理用于消除钢的加工硬化,保证顺利拔丝,最终热处理可使钢丝获得较高的综合性能。热处理主要包括正火、退火、淬火、回火等。
3.钢丝的拉拔
钢丝拉拔是利用盘条的塑性将断面较大的盘条的一端引入小于该断面的拉丝机模孔,在拉拔力的作用下强行通过,使钢材(再次拉时为钢丝)产生塑性变形,改变物理性能,生产出所需要的钢丝。
拉丝机有多种形式:按模孔数分,有单次拉丝机和多次连续拉丝机。按润滑环境分,有干式拉丝机和水箱拉丝机。拉丝机产量的高低取决于拉拔速度和合理的工艺制度。对于拉拔细直径钢丝,如果总压缩率小,则钢丝生产的周期就长,产量就下降。如果总压缩率大,虽可缩短钢丝的生产周期,但将影响钢丝的机械性能,质量下降。应根据不同材质钢丝的抗拉强度,确定合理的总压缩率和每道次的压缩率。
4.钢丝及其制品的镀敷层加工
钢丝镀敷层加工,包括热镀、电镀、喷涂、包层、染色等。
钢丝镀敷层的主要目的在于防蚀和提高附着力。用防护介质使钢丝与腐蚀物隔离,延缓受蚀速度,从而延长钢丝的使用寿命。也有些产品镀层是为了提高导电性能,或增加附着能力,或为了绝缘、美观、便于加工等,当然各种镀敷层多兼有防蚀作用。
镀敷物的种类包括金属(如锌、铝、铅、锡、铜、镍、铬合金等)和非金属(如塑料、橡胶、涂料等),其中尤以镀锌为最普遍。金属镀敷层主要有热镀法和电镀法两种方法。
热镀法是将光面钢丝进行表面处理,在经酸洗、助镀溶剂后,入熔融的金属液中进行镀涂后引出,在光面钢丝表面形成一定厚度的金属镀层。
电镀法是利用电化学原理,在电解液中,镀层物质金属离子一般都以带正电荷存在,当电流通过时,它流向接阴极的钢丝,并结合电子形成正常金属沉积在钢丝上,形成金属镀层。
钢丝绳的制造工艺技术复杂,质量和性能要求严格,用途广泛。钢丝绳具有优质钢丝的强度高,韧性、弹性好、耐磨,耐蚀和反复多次缠绕的优点,在国民经济生产建设中起着重要作用。其产品一般用于矿山、石油、冶金、化工、航空、农林、军工、机械、海洋建筑和邮电通讯及交通运输等部门。钢丝绳的质量、品种和数量的自给程度,反映着国家的钢丝制品工业技术水平。
钢丝绳全部用制绳钢丝制造。钢丝绳生产工艺分为打轴、捻股和合绳(如下图),生产中根据用途不同采用不同的断面结构和捻制方法。
打轴是把钢丝绕到便于捻股的线轴上(工字轮)。捻股是将打好的线轴装在捻股机上,每个线轴上的钢丝头抽出引入捻股机模孔内,通过捻股机的旋转运动和收绳轮的拉力作用,把许多根钢丝纹合为一根钢丝股。按照股内钢丝间的关系分为点接触、线接触和面接触。在点接触中又可分为交互捻和同向捻等。捻绳是将已捻好的股采用同样方法在捻绳机上进行,其方法与捻股基本相同。根据需要中心芯可分为金属芯和非金属芯。
钢丝绳的断面结构分为"钢丝"、"钢股"和"绳"三个层次,即用许多根钢丝捻成股绳,再由许多根股绳合成钢丝绳。简称丝、股、绳。按组成钢丝绳的股数多少,分为单股钢丝绳、多股钢丝绳和多层股钢丝绳(也叫钢缆)。丝、股、绳的断面形状一般为圆形,但也有非圆形断面,通常称为异型钢丝绳。
钢绞线的工艺和设备与钢丝绳设备相同,一般用直径较大的钢丝捻制,大多用于固定张拉支撑承重等,预应力钢绞线主要用于混凝土构件的配筋。铁路、公路、桥梁、大跨度厂房等也都广泛采用预应力钢绞线。
钢丝及其制品统计指标结构如图所示:
盘条
按原料类型分
钢丝
圆形钢丝
按横截面形状分
异形钢丝
非合金钢丝
按化学成份分 低合金钢钢丝
合金钢钢丝
冷拉钢丝
冷轧钢丝
钢丝 按加工方法分 热拉钢丝
其它方法生产的钢丝
光面钢丝
镀层钢丝
按表面状态分 包层钢丝
涂层钢丝
其它表面形态的钢丝
制钉钢丝
制网钢丝
钢丝及其制品 按用用途分 制绳钢丝
焊接钢丝
┋
按股断面形状分
圆钢丝绳 按捻制特性分
按捻制工艺分
钢丝绳 按钢绳断面直径分
按用途分
编织钢丝绳
扁钢丝绳 预应力钢弹绞线
按应力状态分
其它钢绞线
钢绞线 光面钢绞线
镀层钢绞线
按表面状态分 铝包钢绞线
其它钢绞线
其它钢丝制品
钢丝及其制品是一类关系到国家建设和居民生活的重要工业产品。过去没有对其总产量进行过统计。现在设立钢丝及其制品总产量统计指标,其目的在于综合反映一定时期内全国及各省、市、自治区的钢丝及其制品生产的总规模,为编制计划、了解钢盘条消费构成和对国民经济进行宏观控制提供依据,这是钢丝制品统计工作的一项新的重要任务。
钢丝及其制品总产量分企业产量和全国产量两个概念:(l)就企业而言,钢丝及其制品总产量是在特定时期内消除企业内部重复计算因素后,以企业最终产品计算的商品产量。(2)全国钢丝
及其制品总产量则是在特定时期内消除钢丝及其制品企业间的重复计算后,钢丝及其制品企业提供给社会的最终钢丝及其制品量。全国钢丝及其制品总产量是根据企业产量汇总的生产量,扣除钢
丝及其制品企业间的重复计算后得到的。为了简化计算方法,钢丝及其制品的全社会总生产量可近似用钢丝生产量扣除以钢丝为原料的钢丝产量来表示。因为一方面这些产品不论作为商品提供社会消费,还是在本企业进一步加工成各种钢丝制品,都包括在钢丝及其制品总产品产量范围之内;另一方面,继续进行加工的这部分钢丝以最终成品产量计入总产量,在加工过程中必然产生损耗,因而使钢丝及其制品总产量小于钢丝产量合计数量。当然有少数品种经过加工后,因表面附着物的增加而使最终产品重量大于所消耗的钢丝重量。
两个概念均包括以下三个部分:
1)钢丝的商品产量:是指企业向社会提供的本企业生产的钢丝量。还要在本企业继续加工的自产自用钢丝,以加工后的商品产量计入总产量。
(2)钢丝绳和钢绞线全部商品产量。
(3)其它钢丝制品商品产量:是指不能列入以上两类产品的、包括用自产钢丝和外企业供给钢丝生产的钢丝制品全部产量。用外企业供给钢丝生产的其它钢丝制品,计入钢丝及其制品总产量后,从宏观角度观察,产生一定量的重复,但数量并不大,一般的钢丝制品企业大多是自己投丝,自己再深加工的。
不同品种、不同计量单位的产品,一律折合为重量,计入总产量。
为了便于钢丝及其制品总产量的宏观核算,在钢丝类的分组中增加按原料来源的类型分组,以解决宏观统计中的各种品种间的重复计算问题。该分组只限于工厂法对企业最终计入总产量的商品产品所对应的原料来源类型的分组,不涉及企业内部各车间、各分厂之间的原料类型关系。
钢丝是以盘条(线材)为原料采用拉丝机及辅助设备生产的产品。企业钢丝产量是指企业准备最终出厂的已入库的钢丝总量。
钢丝生产总量中按照不同的观察方向,规定了6种分组,各分组之和分别与钢丝总量相等。
按原料类型分为盘条、钢丝两种。在填列该分组时应是计入产量的钢丝的商品量,而不是所对应的消耗的盘条或外购钢丝的投入量。
按其断面形状分为圆形、异型钢丝,凡断面非圆形或周期断面都属于异型钢丝。
按其化学成分分为非合金、低合金、合金钢丝三类,分类标准与钢的分类标准相同。
按其加工方法分为冷拉钢丝、冷轧钢丝、热拉钢丝及采用其它加工方法生产的钢丝。这种分组主要是按钢丝变形加工中的加工方法。区别冷拉钢丝与冷轧钢丝不在于拉制中是使用固定孔模具还是滚动孔模具,而是看钢丝在主要变形加工中是模外牵拉还是模具驱动,凡在加工中采用模外牵拉的均属冷拉钢丝。区别冷拉和热拉钢丝在于钢丝加工中是否采用加热工艺,凡是通过加热变形的均属热拉钢丝。
按其表面状态分为光面钢丝和镀、包、涂面钢丝等。镀层钢丝是指采用化学、电化学扩散的方法,在钢丝表面敷上其它金属或合金的钢丝;包层钢丝是指采用机械抹压的方法,在钢丝表面敷上其它金属或合金的钢丝;涂层钢丝是指在钢丝表面敷上其它高分子有机物质,如塑料、油漆等的钢丝。企业用自产的光面钢丝进行镀、包、涂层加工的,应在镀、包、涂层后计算产量,用外单位已经拔过的钢丝再进行改拔和用外企业供给的光面钢丝进行镀层加工,虽属于工业性作业,但仍计算钢丝产量。钢丝表面无任何人工附着物的计入光面钢丝。但工艺过程需要在钢丝表面涂敷其它物质的钢丝(上述镀、包、涂加工除外),不管成品时是否有残留,如表面涂铜、表面磷化处理等,产品入库前需浸油及保存防锈涂料的,均计入光面钢丝。
按加工程度分为商品钢丝和生产自用钢丝两类,以其商品量计入钢丝及其制品总产量。
按用途分是钢丝的重要分组,分项较多,在填列时尽可能按目录名称归类填列,目录中没有的,填入其它用途钢丝类。
以其合计数计入钢丝及其制品总产量。钢丝绳是按断面形状、纵向结构状况及断面直径和用途等进行分类的。
以其合计数计入钢丝及其制品总产量,并按表面状况等进行分类。钢绞线与单股钢丝绳按照技术标准的规定划分。
其它钢丝制品是指除钢丝、钢丝绳、钢绞线以外的钢丝制品。
包括钢钉、刺钢丝、钢丝编织品及其它所有钢丝制品等,全部列入此项。
钢丝及其制品表面附着物重量(包括金属和非金属)在计算产量时不扣除。
钢丝及其制品技术经济指标是表明钢丝及其制品对原材料、劳动力、设备等资源利用状况及其结果,反映钢丝及其制品生产技术水平和经济效果的指标、通常可分为质量指标,单位产品原材料、燃料、动力消耗指标,设备利用指标,实物劳动生产率指标以及其它技术经济指标。
钢丝及其制品合格率是反映钢丝及其制品企业生产过程中工作质量的统计指标。它是指经检验合格入库的钢丝及其制品占检验总量的百分比。其计算公式为:
钢丝及其制品合格率(%) = 钢丝及其制品检验合格量(吨) ×100%
该产品检验总量(吨)
计算说明:
(1)钢丝及其制品合格率统一按钢丝、钢丝绳、钢绞线和其它制品四大类产品的综合合格率进行计算。企业根据实际需要,也要计算各大类的主要品种合格率。计算大类产品综合合格率一般采用大类内各产品合格率的子、母项分别加总,求得计算综合合格率的子、母项,或者采用加权算术平均的方法进行计算。
(2)判定钢丝及其制品质量的根据是国家标准、部颁标准,经上级主管部门批准的企业内控标准或订货合同中规定的技术条件。产品质量包括内在质量和外表质量两个方面,内在质量是指物理性能、金相组织、化学成分等;外表质量是指外形、规格、表面质量等。
(3)钢丝及其制品合格量是指生产的钢丝及其制品经检验部门检验质量符合标准或订货合同中的技术条件规定的合格产品数量。钢丝绳标准中没有明确规定长度,因此对于符合标准的短绳(直径大于、等于15毫米,长度达到100米的短绳;直径大于15.5毫米、小于30毫米,长度达到300米的短绳)均作为合格产品(小于标准规定长度的短绳作为废品处理)。凡标准或合同有长度规定的,则以标准或合同规定为准。
如发生用户和下道工序生产部门的退废时,应在退废发生月及其累计的合格生产量中冲减退废量。
(4)钢丝及其制品的检验总量是指产品在完成最后一道工序,送到检验部门的数量,它包括合格品量和不合格品量,不包括中间废品量。
中间废品是生产过程中各环节发生的废品。光面钢丝中间废品是指钢丝生产过程中的酸洗和热处理以及本工段成品工序以前,各环节所出现的所有废品(包括小把线和乱线);镀、涂、包
层钢丝中间废品是指从钢丝上线开始至成品下线整修镀、涂、包层生产过程中各工序所发生的废品;钢丝绳、钢绞线的中间废品是指制绳过程中的打轴、捻股、合绳等工序的废品(工字轮换线剩余的底线不视作中间废品)。
(5)在生产过程中必然产生的合理损耗(如氧化铁皮,检验取样,焊接切头。腰线,热处理及镀层炉开车引线,钢丝绳5米以下的股、绳头等)不作为废品计算,合格率指标的子、母项中均不包括。
(6)计算产品合格率只限于正式投产的产品,试验阶段的新产品和科研产品不参加计算。
钢丝及其制品的优等品率是指企业生产的钢丝及其制品中的优等品合格生产量占全部产品合格生产量的百分比,它用以反映企业优等品合格生产量增长变化的情况。其计算公式为:
钢丝及其制品优质品率(%)=钢丝及其制品检验合格量(吨) ×100%
钢丝及其制品合格生产量(吨)
计算说明:
(1)优等品是指其产品质量标准达到国际先进水平,且实物质量水平与国外同类产品相比达到近5年内的先进水平。
(2)优等产品合格生产量只计算经国家、行业检验机构证明产品的标准水平与实物质量水平确实已达到优等品水平,而且本企业质量检验部门检测产品实物质量也达到相应的优等品标准,同时,企业具有相应的质量保证能力的产品。
钢丝及其制品物料消耗是指每生产单位产品平均实际消耗的原材料、燃料、动力数量。物料包括盘条(线材)、钢丝、有色金属、麻芯、油脂、标准煤、电力等。其计算公式为:
某种物料单位产品消耗量(干克/吨) = 某种物料总消耗量(千克)
某种钢丝及其制品合格生产量(吨)
钢丝及其制品综合能耗的计算公式为:
钢丝及其制品综合能耗折标煤量(干克/吨)=(全厂燃料及动力等耗能-余热回收外供量)(千克)
钢丝及其制品合格生产量(吨)
计算说明:
(1)钢丝及其制品物料消耗,按大类产品进行计算(钢丝中光面和镀层钢丝要分开计算)。根据实际需要企业可按大类产品中的细品种计算(品种差别大的产品不宜合并计算)。
(2)计算物料消耗的合格生产量,使用合格入库量。由于物料单位消耗指标是平均数,所以计算单耗的原则是:"子、母项口径必须一致"。为了求得与报告期完成的成品合格生产量相适应的原材料消耗量,在期初期末在制品库存量变动较大时,可调整期初期末在制品物耗差数。
(3)原材料(燃料、动力)总耗量,是指生产某种产品自投料开始至制成产品的整个过程中所消耗的某种原材料(燃料、动力)的总量。
(4)镀层产品、钢丝绳、钢绞线不直接消耗盘条(线材),因此原材料统一按消耗钢丝计算。由于钢丝绳产品有自身的特殊性,还应对钢丝、麻绳、棉线绳、油脂等综合单耗进行计算。
(5)为了便于企业不同时期和各企业之间进行对比,计算综合能耗和燃料消耗时,各种燃料、动力(包括煤、油、电、天然气、外购热力、蒸汽等)要求按实际平均低位热值统一折合成标煤计算(折合系数参见附录四)。
(6)电力消耗是指钢丝及其制品整个生产过程的全部用电量,包括动力用电和加热用电,其中包括电镀层等生产用电,但不包括大修理及非生产用电。
(7)计算单耗的产品只限于正式投产的产品、试验阶段的新产品、科研产品以及正式投产前试验生产的产品,不计算单耗指标。
钢丝及其制品工人实物劳动生产率是指在报告期内每个生产工人及学徒生产的合格钢丝及其制品的数量。它是通过产品实物量来反映一定时期内每个劳动者生产效率的指标。
其计算公式为:
钢丝及其制品工人实物劳动生产率(吨/人) = 钢丝及其制品合格生产量(吨)
生产工人及其学徒平均人数(人)
计算说明:
(1)生产工人及学徒包括从原材料工序开始至成品入库止,钢丝及其制品厂(车间)所有从事直接生产、辅助生产的全部工人和学徒。包括固定工、合同工、临时工和计划外用工。
(2)生产工人及学徒平均人数是指报告期内钢丝及其制品厂(车间)平均拥有工人及学徒人数。平均人数按报告期不同分为月平均人数、季平均人数和年平均人数。
设备台时合格生产量(即设备的实际能力)是反映钢丝及其制品设备的生产效率和工人操作水平的指标。它是指平均每一台机器一小时生产钢丝及其制品的数量。其计算公式为:
设备台时合格生产量(吨/台时) = 钢丝及其制品合格生产量(吨)
设备实际开动台时(台时)
钢丝及其制品日历作业率是指实际作业时间与日历时间减大修时间后的百分比。钢丝及其制品设备主要有拉丝机、捻股机、合绳机、镀层机等。其计算公式为:
日历作业率(%) = 实际作业时间(时) ×100%
日历时间(时)-大修时间(时)
计算说明:日历时间= 报告期的日历天数×24时。大修时间是指有大修理计划,并由大修理费用开支的实际大修时间。
钢丝及其制品设备规定时间作业率是指设备实际工作时间占规定工作时间的百分比。它反映设备按规定应工作时间实际被利用的程度。其计算公式为:
规定时间作业率(%)= 设备实际工作时间(时) ×100%
设备规定工作时间(时)
计算说明:规定工作时间是指日历时间扣除规定休假日,计划规定停工时间和大修时间。