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矿用提升钢丝绳知识讲座之钢丝绳生产工艺、生产质量控制对使用性能的影响
2022/8/12
说到“绳子”这一物件，大家再熟悉不过了，在日常生活中随处可见各种各样的绳子，但是对于工业领域应用的重要用途钢丝绳的认识，却并不那么整体。接下来我们将针对重要用途钢丝绳进行详细的介绍。
什么是钢丝绳？
上图诠释了钢丝绳的结构特点：钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成状的绳。在中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作稳定。1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳（光面钢丝绳）。
2、 钢丝绳是如何生产制造出来的。
我们知道，对于金属材料的成型及其加工，涉及多学科知识。钢丝绳看似结构简单，但其生产制造工艺、流程、质量控制复杂，同时在某些特定的应用领域，如矿山提升用钢丝绳，钢丝绳的生产制造是属于半定制化生产，这也就意味着每一个工厂在不同时间段内生产的不同批次钢丝绳，其产品质量有着存在差异的可能性，因此对于钢丝绳使用者而言，了解钢丝绳的生产制造工艺对如何更好的选择、使用钢丝绳是有必要的。下面我们来对这一方面进行详细介绍。
原材料的选择
对于大多数工业重要用途领域使用的钢丝绳均为铁磁性钢丝绳，采用的原材料为优良碳素结构钢盘条。原材料质量的好坏直接影响了钢丝绳成品的性能，即拉伸、弯曲、扭转性能，形象点说，就是钢丝绳的抗疲劳性能（疲劳断丝产生的时间、频率）、韧性（钢丝绳是硬还是软）等。
由于钢铁冶炼工艺落后于西方发达国家，国产钢丝绳品牌产品质量明显低于进口钢丝绳品牌，然而可喜的是在近两年的钢丝绳检测过程中，我们发现国产钢丝绳的产品质量有了明显质的提高，那么一般情况下对原材料有哪些要求呢？
盘条由钢锭热轧而成，其化学成分一般要求如下：
钢材选用中碳钢或高碳钢，碳含量0.25%~0.84%、锰含量0.6%~0.9%，硅含量低于0.35%，磷、硫含量低于0.04%，需要说明的是，现在的钢铁冶炼工艺，随着各种精炼技术、真空连铸技术、电磁搅拌技术等新冶炼工艺的普及，磷、硫、氢等有害元素的含量控制以满足钢丝绳生产的要求，冷脆、氢脆发生的可能性低。
将盘条制成为半成品钢丝的过程称之为“开坯”，在这一过程中，盘条将经历酸洗、水洗、烘干、拉丝等工序，盘条直径将下降90%，半成品钢丝将进入下一工序“拉丝”，制成为最终捻股用的成品钢丝。
前文提及钢丝绳的组成部分中的绳芯主要起到以下作用：为其外层股的捻制起到支撑作用、储存润滑油脂以提高钢丝绳的耐腐蚀性、降低钢丝绳内部磨损。
绳芯可以分为以下几种不同材质：纤维芯FC（按纤维材质又可以分为天然纤维芯NF、合成纤维芯SF）、钢丝绳芯（钢丝绳芯又可以按结构分为独立钢丝绳芯IWRC、钢丝股芯WMC），在我们矿山提升领域大都采用纤维芯钢丝绳（保障可以获得更好的柔韧性），天然纤维芯采用黄麻、剑麻等捻制而成，合成纤维芯具有良好的耐腐蚀性、长度可以定制生产从而减少或者避免绳芯接头的现象等优点。钢丝股芯WMC钢丝绳一般用于静载荷领域或接近于静载荷领域，其特点是具有优良的抗冲击性能，独立钢丝绳芯IWRC一般应用于动载荷且高温环境。
需要说明的是，在制绳工艺中，绳芯允许存在接头，而对于重要用途钢丝绳，制绳钢丝不得存在电接头现象。
显而易见，钢丝绳油脂的主要作用在于提高钢丝绳的耐腐蚀性能、降低内部磨损。其应具有优良的与金属粘性（钢丝绳高速运行时不易甩出）、良好的温度适应性（以我国西北地区为例，冬夏季温差大，要求钢丝绳油脂应该在不同温度范围内保持一定的粘度）。对于摩擦式提升系统用钢丝绳，以德国Nyrosten品牌为主，其型号主要分为Nyrosten N113、Nyrosten N113FS。
在下一章节，我们将继续讲述半成品钢丝将如何加工、捻制成股的，敬请期待！
什么是钢丝绳？
上图诠释了钢丝绳的结构特点：钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成状的绳。在中，供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作稳定。1834年欧洲人奥鲁勃特发明了世界上第一根钢丝绳（光面钢丝绳）。
2、 钢丝绳是如何生产制造出来的。
我们知道，对于金属材料的成型及其加工，涉及多学科知识。钢丝绳看似结构简单，但其生产制造工艺、流程、质量控制复杂，同时在某些特定的应用领域，如矿山提升用钢丝绳，钢丝绳的生产制造是属于半定制化生产，这也就意味着每一个工厂在不同时间段内生产的不同批次钢丝绳，其产品质量有着存在差异的可能性，因此对于钢丝绳使用者而言，了解钢丝绳的生产制造工艺对如何更好的选择、使用钢丝绳是有必要的。下面我们来对这一方面进行详细介绍。
原材料的选择
对于大多数工业重要用途领域使用的钢丝绳均为铁磁性钢丝绳，采用的原材料为优良碳素结构钢盘条。原材料质量的好坏直接影响了钢丝绳成品的性能，即拉伸、弯曲、扭转性能，形象点说，就是钢丝绳的抗疲劳性能（疲劳断丝产生的时间、频率）、韧性（钢丝绳是硬还是软）等。
由于钢铁冶炼工艺落后于西方发达国家，国产钢丝绳品牌产品质量明显低于进口钢丝绳品牌，然而可喜的是在近两年的钢丝绳检测过程中，我们发现国产钢丝绳的产品质量有了明显质的提高，那么一般情况下对原材料有哪些要求呢？
盘条由钢锭热轧而成，其化学成分一般要求如下：
钢材选用中碳钢或高碳钢，碳含量0.25%~0.84%、锰含量0.6%~0.9%，硅含量低于0.35%，磷、硫含量低于0.04%，需要说明的是，现在的钢铁冶炼工艺，随着各种精炼技术、真空连铸技术、电磁搅拌技术等新冶炼工艺的普及，磷、硫、氢等有害元素的含量控制以满足钢丝绳生产的要求，冷脆、氢脆发生的可能性低。
将盘条制成为半成品钢丝的过程称之为“开坯”，在这一过程中，盘条将经历酸洗、水洗、烘干、拉丝等工序，盘条直径将下降90%，半成品钢丝将进入下一工序“拉丝”，制成为最终捻股用的成品钢丝。
前文提及钢丝绳的组成部分中的绳芯主要起到以下作用：为其外层股的捻制起到支撑作用、储存润滑油脂以提高钢丝绳的耐腐蚀性、降低钢丝绳内部磨损。
绳芯可以分为以下几种不同材质：纤维芯FC（按纤维材质又可以分为天然纤维芯NF、合成纤维芯SF）、钢丝绳芯（钢丝绳芯又可以按结构分为独立钢丝绳芯IWRC、钢丝股芯WMC），在我们矿山提升领域大都采用纤维芯钢丝绳（保障可以获得更好的柔韧性），天然纤维芯采用黄麻、剑麻等捻制而成，合成纤维芯具有良好的耐腐蚀性、长度可以定制生产从而减少或者避免绳芯接头的现象等优点。钢丝股芯WMC钢丝绳一般用于静载荷领域或接近于静载荷领域，其特点是具有优良的抗冲击性能，独立钢丝绳芯IWRC一般应用于动载荷且高温环境。
需要说明的是，在制绳工艺中，绳芯允许存在接头，而对于重要用途钢丝绳，制绳钢丝不得存在电接头现象。
显而易见，钢丝绳油脂的主要作用在于提高钢丝绳的耐腐蚀性能、降低内部磨损。其应具有优良的与金属粘性（钢丝绳高速运行时不易甩出）、良好的温度适应性（以我国西北地区为例，冬夏季温差大，要求钢丝绳油脂应该在不同温度范围内保持一定的粘度）。对于摩擦式提升系统用钢丝绳，以德国Nyrosten品牌为主，其型号主要分为Nyrosten N113、Nyrosten N113FS。
在下一章节，我们将继续讲述半成品钢丝将如何加工、捻制成股的，敬请期待！
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