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高端鋼絲繩發(fā)展之路
發(fā)布時間：2019-12-26 10:09 文章來源：未知 文章作者：admin 點擊數(shù)：
近幾年許多企業(yè)在規(guī)劃發(fā)展時，都把生產(chǎn)高端鋼絲繩作為目標(biāo)。希望通過提高產(chǎn)品檔次，跳出產(chǎn)品同質(zhì)化和價格過度競爭的紅海。隨著人口紅利的逐步消失，土地價格的升高以及環(huán)保的
近幾年許多企業(yè)在規(guī)劃發(fā)展時，都把生產(chǎn)高端鋼絲繩作為目標(biāo)。希望通過提高產(chǎn)品檔次，跳出產(chǎn)品同質(zhì)化和價格過度競爭的紅海。隨著人口紅利的逐步消失，土地價格的升高以及環(huán)保的壓力，低端產(chǎn)品沒有溢價能力和價值，企業(yè)生存日益艱難。鋼絲繩行業(yè)的根本出路在于提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次。現(xiàn)在國家提倡的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，也是希望優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量；優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
10年前，筆者參與了某合資公司的成立，從最早的市場調(diào)查、產(chǎn)品大綱的確定、設(shè)備清單及設(shè)備采購技術(shù)要求，以及原、輔材料的確認(rèn)，到設(shè)備安裝、調(diào)試，前期試生產(chǎn)所需的各項技術(shù)資料，人員招募、培訓(xùn)等過程。并從國外總部的技術(shù)管理培訓(xùn)中對生產(chǎn)高端鋼絲繩有了切實的實踐。國內(nèi)生產(chǎn)調(diào)試時，從國外同行如美國WireCo總部、以及WireCo集團下的墨西哥Camesa、德國Casar等分公司技術(shù)專家在現(xiàn)場對關(guān)鍵點進(jìn)行調(diào)試、檢查和控制等過程中，對高品質(zhì)鋼絲繩的生產(chǎn)有了更清晰的認(rèn)識。筆者曾在國內(nèi)幾家鋼絲繩企業(yè)中服務(wù)，對國內(nèi)鋼絲繩的技術(shù)、生產(chǎn)和質(zhì)量現(xiàn)狀比較了解。現(xiàn)將國外部分企業(yè)與國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)鋼絲繩的不同之處加以總結(jié)分析，供國內(nèi)鋼絲繩生產(chǎn)企業(yè)借鑒，以期切實提高國產(chǎn)鋼絲繩的產(chǎn)品實物質(zhì)量。
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(jìn)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(jìn)口鋼絲繩，原因是國產(chǎn)鋼絲繩的品質(zhì)達(dá)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(jìn)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(dāng)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)。
3結(jié)語
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?jǐn)?shù)波動范圍為-0.03%一+0.05%，如70#線材的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.67%-0.75%；某合資公司采購的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)完全按照日本IS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，并將碳質(zhì)量分?jǐn)?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(xì)，且各合金元素的含量也略有不同。尤其是合資公司采購標(biāo)準(zhǔn)中最大的一點不同就是對線材抗拉強度目標(biāo)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(dá)到抗拉強度目標(biāo)值的準(zhǔn)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(jìn)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(biāo)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(jìn)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(biāo)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(xí)，稍微熟練后焊接處的鋼絲抗拉強度就可以達(dá)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(jìn)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(xùn)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(jì)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(dá)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(jìn)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(yán)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(jìn)行精磨來達(dá)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(yán)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jìn)行整繩破斷拉力試驗。
鋼絲繩做整繩破斷拉力試驗，既是標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(biāo)。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(jìn)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(jìn)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(jìn)行不松散性能的定量檢測等都是嚴(yán)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(dá)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(jìn)行拉拔后成品鋼絲強度達(dá)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(dá)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(jìn)企業(yè)對捻制質(zhì)量如股、繩扭應(yīng)力狀態(tài)有指標(biāo)化控制要求，是以量化的股扭應(yīng)力狀態(tài)作為控制指標(biāo)。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(biāo)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?fàn)顟B(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(jìn)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。
3結(jié)語
國內(nèi)企業(yè)面對與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，應(yīng)積極引進(jìn)新技術(shù)，并在引進(jìn)的基礎(chǔ)上很好地消化吸收，再進(jìn)行技術(shù)改革，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由低端轉(zhuǎn)向高端。對創(chuàng)新產(chǎn)品的評價，一定要由市場來完成。新設(shè)計制造的鋼絲繩，不能因為其拆股破斷拉力總和滿足標(biāo)準(zhǔn)要求就判斷其合格。它應(yīng)該是整繩破斷拉力合格后采取的另一種檢測方法。而且新設(shè)計的鋼絲繩品種還要看其是否適應(yīng)于客戶的設(shè)備及使用工況，尤其是較之以前的產(chǎn)品壽命是否真正得到了提高。國內(nèi)鋼絲繩企業(yè)要正視存在的問題，在硬件方面暫時不能解決的情況下，可以在產(chǎn)品設(shè)計、工裝完善、拉絲、捻股、合繩，以及檢查控制和質(zhì)量檢測等方面加以提高，并高度重視和跟蹤使用效果，逐步縮小與國外先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)差距，建立差異化的比較優(yōu)勢，尤其是可以專注于某類產(chǎn)品而逐步形成自己的特色和季頭產(chǎn)品。
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