CN112899464B - 一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，包括如下步骤：(1)将低碳钢进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；(2)将所述的锌包钢进行表面强化处理即成。本发明所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法生产柔性锌包钢产品是在传统的水平连铸生产的基础上进行了金属表面强化与金属回火强化的工艺，产品加工无论是表面强化与金属回火都生产工艺简单、容易掌握，金属表面强化配有专门的除尘排放***，符合环保要求。
Description
技术领域
本发明属于防雷接地线生产领域，尤其是涉及一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法。
背景技术
目前生产锌覆钢(锌包钢)防雷接地线为普通的水平连铸线，由于原材料锌在常规状态下性脆，在采用锌包钢作为接地线时，由于锌的物理性质脆，缺乏延展性，在将锌包钢产品施工过程中，经常出现因施工需要进行转弯，在对锌包钢接地线进行折弯时，锌包钢产品锌层出现开裂或剥落的现象，从而影响锌包钢接地线产品的抗腐蚀能力，进而影响整个防雷接地***的使用安全。
同时锌包钢产品由于锌脆，厚锌层产品(锌层厚度≥0.5MM)时，产品只能是以6米或9米一根进行生产供货，在实际施工中需要进行6米或9米的热熔焊对接，因此也严重影响施工进度与效率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，包括如下步骤：
(1)将低碳钢进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；
(2)将所述的锌包钢进行表面强化处理即成。
进一步，所述的步骤(1)中的锌包钢由包括如下步骤的方法制得：将低碳钢经电镀或热浸锌处理形成所述的热镀锌材料，将所述的热镀锌材料进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；所述的锌包钢的锌层的厚度为70-80μm；所述的步骤(1)中的锌包钢由包括如下步骤的方法制得：将低碳钢去锈后进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢。
上述处理提高了后续水平连铸锌包钢锌材与基地原材的结合度，防止原材料在生产前的存储过程中的氧化。
进一步，所述的步骤(2)中的表面强化处理步骤为喷丸、抛丸或击打中的至少一种。
进一步，所述的步骤(2)中的表面强化处理步骤使用表面强化器进行处理；所述的表面强化器为喷丸器、抛丸器或击打器中的至少一种。
进一步，所述的表面强化器的功率为15-50kW；所述的步骤(2)中的表面强化处理步骤的时间为2-40min；所述的表面强化器的钢丸的直径为0.4-2.0mm，硬度为35-65。以确保在表面强化时即可以达到打击的力度，同时具有一定的反弹性，使钢丸可以到达表面强化室的每一个角落，全面强化所需强化的产品，也不会使钢丸破碎，从而增加添加钢丸的成本费用。
进一步，所述的步骤(2)中的表面强化处理步骤的条件如下：当所述的锌包钢的锌层厚度为0.5mm≤锌层厚度<1mm时，表面强化器的功率为15-25kW，钢丸的直径为0.4-0.8mm，表面强化处理的时间为2-6min；当所述的锌包钢的锌层厚度为1mm≤锌层厚度<2mm时，表面强化器的功率为30-40kW，钢丸的直径为0.8-1.4mm，表面强化处理的时间为4-15min；当所述的锌包钢的锌层厚度为2mm≤锌层厚度≤4mm时，表面强化器的功率为45-50kW，钢丸的直径为1.0-2.0mm，表面强化处理的时间为10-40min。
进一步，在所述的步骤(2)中的表面强化处理后进行保温回火处理；所述的保温回火处理的加温的温度为140-300℃，保温时间为5-60min，冷却时间为10-60min。这道工艺需要控制的是加热的温度以及保温和冷却的时间。加温的温度目的是为达到锌材料达到再次结晶的温度，去除锌包钢产品经过表面强化后存在的应力，提高产品的延展性及韧性。保温时间长度与锌层厚度相关，冷却时间为要快速跳过锌材料表面脆化的温度区间。
进一步，所述的步骤(2)中的保温回火处理步骤的条件如下：当所述的锌包钢的锌层厚度为0.5mm≤锌层厚度<1mm时，加温的温度为140-220℃，加温时间为5-15分钟，保温时间为5-10min，冷却时间为10-25min；当所述的锌包钢的锌层厚度为1mm≤锌层厚度<2mm时，加温的温度为180-260℃，加温时间为10-25分钟，保温时间为10-25min，冷却时间为10-40min；当所述的锌包钢的锌层厚度为2mm≤锌层厚度≤4mm时，加温的温度为200-300℃，加温时间为15-30分钟，保温时间为15-30min，冷却时间为25-60min。
进一步，所述的步骤(1)中的水平连铸处理步骤的结晶尺寸直径为结晶厚度的两倍与所述的锌包钢的直径之和。
一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化回火装置，所述的表面强化回火装置依次设置有开卷准备台、调直滚轮组、第一结晶器、电阻炉、第二结晶器、收线装置、线材表面强化设备、回火炉，所述的线材表面强化设备设置有表面强化室体、8台变频表面强化器、弹丸循环输送***、驱动悬臂、电器***、除尘***。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法生产柔性锌包钢产品是在传统的水平连铸生产的基础上进行了金属表面强化与金属回火去应力、去除应力、增加产品延展性与塑性的工艺，产品加工无论是表面强化与金属回火都生产工艺简单、容易掌握，金属表面强化配有专门的除尘排放***，符合环保要求。
本发明所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法包括校直处理、水平连铸处理、表面强化处理、保温回火处理，将产品进行预校直，去除原材料存在的曲度，校直处理的目的是去除原材料的弯曲，使原材料进入水平连铸炉，顺利通过水平连铸模具，并确保水平连铸后各点锌层厚度保持一致，水平连铸处理使热浸锌材料上均匀包覆不同厚度的锌层，表面强化处理，其目的主要是通过大功率的表面强化器进行锌包钢产品的表面强化，提高表面锌层的塑性变形及断裂的抗力，保温回火处理以克服由于表面强化存在无法确保全方位打击，使表面强化不完全，通过回火保温工艺，去除应力、使锌的金属结构再次结晶，进一步提高锌包钢产品表面的锌层的延展性及韧性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化回火装置的示意图；
图2为本发明实施例1所述的经可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化回火方法制备得到的产品图；
图3为本发明实施例所述的经传统方法制备得到的产品图(该产品已断裂)；
图4为本发明实施例2中样品3号弯折后的产品图；
图5为本发明实施例2中样品3号弯折后的产品放大图。
附图标记说明：
1、开卷准备台；2、调直滚轮组；3、第一结晶器；4、电阻炉；5、第二结晶器；6、收线装置；7、线材表面强化设备；8、工业回火炉。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
以总直径为14mm，锌层厚度1mm为例，传统工艺生产将无法实现实品的折弯，但是经过所述的表面强化回火方法生产，产品可以实现90度的折弯。
一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，包括如下步骤：
(1)原材料为采用Q235的低碳钢，原材料经过热浸锌处理，锌层平均厚度要求达到70-80μm；
(2)将盘圆后的产品穿入有8组横竖交替设立的无动力校直器中，材料的行进主要依靠水平连铸机后的收线装置进行牵引驱动，校直机需要根据产品的直径12mm调整，确保材料没有变曲或蛇形状；
(3)将较直后的原材料进入水平连铸炉，水平连铸炉中含有一套进线模具和一套出线结晶模具，进线模具先用直径为12mm的石墨模具，然后原材料再进入成液态装的锌炉中再到出模结晶中，将液态状的锌均匀的结晶在原材料钢芯上，结晶模具采用直径14mm的石墨模具。在水平连铸中，锌液液面高度要求高于结晶模具15-20cm，炉温控制在410-500℃，冷却水温度控制在38-48℃间，生产速度控制在分钟30-35cm，以确保产品的结晶效果良好，产品表面结晶纹平整，无凹凸感，产品进行连铸完成后盘整成圈；
(4)将盘整成圈的锌包钢产品分散后，成圈挂入盘圆线材表面强化设备，本次采用设备为HSTP-25 18.5kW*8线材表面强化设备，采用钢丸为铸铁强化回火钢丸，钢丸采用80％直径1.4mm，20％直径1.0mm配合生产，加工量为100m，强化设备为8台表面强化器同时开启，采用电流量为40Hz，每台表面强化器的抛射钢丸量为16-25，时间为8min30s。经过处理后的产品表面光亮，无缺锌或锌层裂纹(不同加工量需要调配不同的功率及加工时间)；
(5)将表面强化的锌包钢产品移入工业回火炉中，回火炉的温度设定为最高温度220℃，设定产保温时间为15min，从升温到保温时间，总用时20min，待保温时间到达后关闭加温与保温，保留回火炉内部风扇***，打开炉门，使产品在炉内降温至150℃，降温时间为12min。然后将产品移出回火炉外，自然冷却到室温；
(6)将退温到室温状态下的产品经行检验包装，使用该工艺方法后得到产品对比如图2-3所示，采用本发明所述的方法加工后的产品折弯不裂，其检测结果如表1所示，常规生产的锌包钢产品折弯开裂。
如图1所示，一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化回火装置，所述的表面强化回火装置依次设置有开卷准备台、调直滚轮组、第一结晶器、电阻炉、第二结晶器、收线装置、线材表面强化设备、回火炉，所述的线材表面强化设备设置有表面强化室体、8台变频表面强化器、弹丸循环输送***、驱动悬臂、电器***、除尘***。所述的表面强化回火装置的部件均采用常规的设备。
表1检测结果
实施例2
以总直径为14mm，锌层厚度1mm为例，传统工艺生产将无法实现实品的折弯，经过表面强化方法生产，可以基本产品实现90度折弯。
一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，包括如下步骤：
(1)原材料为采用Q235的低碳钢，原材料经过热浸锌处理，锌层平均厚度要求达到70-80μm；
(2)将盘圆后的产品穿入有8组横竖交替设立的无动力校直器中，材料的行进主要依靠水平连铸机后的收线装置进行牵引驱动，校直机需要根据产品的直径12mm调整，确保材料没有变曲或蛇形状；
(3)将较直后的原材料进入水平连铸炉，水平连铸炉中含有一套进线模具和一套出线结晶模具，进线模具先用直径为12mm的石墨模具，然后原材料再进入成液态装的锌炉中再到出模结晶中，将液态状的锌均匀的结晶在原材料钢芯上，结晶模具采用直径14mm的石墨模具。在水平连铸中，锌液液面高度要求高于结晶模具15-20cm，炉温控制在410-500℃，冷却水温度控制在38-48℃间，生产速度控制在分钟30-35cm，以确保产品的结晶效果良好，产品表面结晶纹平整，无凹凸感，产品进行连铸完成后盘整成圈；
(4)将盘整成圈的锌包钢产品分散后，成圈挂入盘圆线材表面强化设备，本次采用设备为HSTP-25 18.5kW*8线材表面强化设备，采用钢丸为铸铁强化回火钢丸，钢丸采用80％直径1.4mm，20％直径1.0mm配合生产，加工量为100m，强化设备为8台表面强化器同时开启，采用电流量为40Hz，每台表面强化器的抛射钢丸量为16-25，时间为8min30s。经过处理后的产品表面光亮，无缺锌或锌层裂纹(不同加工量需要调配不同的功率及加工时间)；
将实施例2制得的产品与实施例1制得的产品随机取10件，将长度为50CM产品进行折弯性能检测比较，结果如表2所示。
表2结果数据
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将低碳钢进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；
（2）将所述的锌包钢进行表面强化处理即成；
所述的步骤（1）中的锌包钢由包括如下步骤的方法制得：将低碳钢经电镀或热浸锌处理形成所述的热镀锌材料，将所述的热镀锌材料进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；所述的锌包钢的锌层的厚度为70-80μm；
所述的步骤（1）中的锌包钢由包括如下步骤的方法制得：将低碳钢去锈后进行校直处理、水平连铸处理得到锌包钢；
所述的步骤（2）中的表面强化处理步骤为喷丸、抛丸或击打中的至少一种；
所述的步骤（2）中的表面强化处理步骤使用表面强化器进行处理；所述的表面强化器为喷丸器、抛丸器或击打器中的至少一种；
所述的表面强化器的功率为15-50 kW；所述的步骤（2）中的表面强化处理步骤的时间为2-40min；所述的表面强化器的钢丸的直径为0.4-2.0mm，硬度为35-65。
2.根据权利要求1所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，其特征在于：所述的步骤（2）中的表面强化处理步骤的条件如下：当所述的锌包钢的锌层厚度为0.5mm≤锌层厚度<1mm时，表面强化器的功率为15-25 kW，钢丸的直径为0.4-0.8mm，表面强化处理的时间为2-6min；当所述的锌包钢的锌层厚度为1mm≤锌层厚度<2mm时，表面强化器的功率为30-40 kW，钢丸的直径为0.8-1.4mm，表面强化处理的时间为4-15min；当所述的锌包钢的锌层厚度为2mm≤锌层厚度≤4mm时，表面强化器的功率为45-50 kW，钢丸的直径为1.0-2.0mm，表面强化处理的时间为10-40 min。
3.根据权利要求1所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，其特征在于：在所述的步骤（2）中的表面强化处理后进行保温回火处理；所述的保温回火处理的加温的温度为140-300℃，保温时间为5-60min，冷却时间为10-60min。
4.根据权利要求3所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，其特征在于：所述的步骤（2）中的保温回火处理步骤的条件如下：当所述的锌包钢的锌层厚度为0.5mm≤锌层厚度<1mm时，加温的温度为140-220℃，加温时间为5-15分钟，保温时间为5-10min，冷却时间为10-25min；当所述的锌包钢的锌层厚度为1mm≤锌层厚度<2mm时，加温的温度为180-260℃，加温时间为10-25分钟，保温时间为10-25min，冷却时间为10-40min；当所述的锌包钢的锌层厚度为2mm≤锌层厚度≤4mm时，加温的温度为200-300℃，加温时间为15-30分钟，保温时间为15-30min，冷却时间为25-60min。
5.根据权利要求1所述的可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的水平连铸处理步骤的结晶尺寸直径为结晶厚度的两倍与所述的锌包钢的直径之和。
6.一种可折弯柔性锌包钢防雷接地线的表面强化回火装置，其特征在于：所述的表面强化回火装置依次设置有开卷准备台、调直滚轮组、第一结晶器、电阻炉、第二结晶器、收线装置、线材表面强化设备、回火炉，所述的线材表面强化设备设置有表面强化室体、8台变频表面强化器、弹丸循环输送***、驱动悬臂、电器***、除尘***。
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Denomination of invention: A Surface Strengthening Method for Bending Flexible Zinc Clad Steel Lightning Protection Grounding Wire Effective date of registration: 20230614 Granted publication date: 20220607 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinchang branch Pledgor: Zhejiang Huadian Lightning Protection Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023330001193 |
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Denomination of invention: A Surface Strengthening Method for Foldable Flexible Zinc Clad Steel Lightning Protection Grounding Wire Granted publication date: 20220607 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinchang branch Pledgor: Zhejiang Huadian Lightning Protection Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000764 |