Производство листового холоднокатаного стального проката

Обновлено: 22.01.2025

Холоднокатаные листы нашли широкое применение в промышленном производстве как исходный материал для изготовления элементов конечной продукции. Лист стальной холоднокатаный выпускают в виде длинных полос — рулонов, пластин прямоугольной формы.

Способом холодной прокатки получают листы из других металлов: меди, алюминия, сплавов на его основе, латуни.

Плоские холоднокатаные металлические изделия получают на тех же металлургических предприятиях, что и горячекатаные листы, путем их дальнейшей обработки — прессования.

Несмотря на общий исходный материал — сталь — горячекатаный, холоднокатаный листы имеет существенные различия. Кроме способа производства, отраженного в названии, холоднокатаная сталь имеет очень высокую прочность, приятный внешний вид, металлический блеск.

Производство холоднокатаного стального листа требует более сложного оборудования, способного развивать большие механические усилия.

Поэтому толщина изделий находится в пределах 0,35-5 мм, толщина горячекатаного листа — 2-50 мм.

Горячекатаный, холоднокатаный листы отличаются областями применения. Холоднокатаные изделия могут проходить дополнительную обработку: оцинковку, покраску, покрытие защитным слоем, нагрев, изменение формы, дрессировку.

Содержание

Физические свойства

Характеристики холоднокатаных листов определяются свойствами материала изготовления, особенностями технологического процесса.

Среди физических особенностей:

Высокая механическая прочность; достигается применением последовательности технологических процессов, нацеленных на устранение в сплаве внутреннего натяжения между слоями;
Небольшая толщина — от 0,35 мм; чтобы получить такой тонкий лист, заготовку многократно прокатывают без нагревания под прессом; с увеличением толщины требуются все большие механические усилия, поэтому максимальная величина ограничена 5 мм;
опрятный внешний вид поверхности; она чистая, гладкая, с характерным металлическим блеском, на ней отсутствует гарь, накипь, следы температурной, химической обработки;
Процесс образования ржавчины на поверхности холоднокатаного листа значительно замедлен; этому способствует нагревание изделий на последнем этапе обработки с последующей рекристаллизацией; при длительной эксплуатации изделий из холоднокатаного листа они более устойчивы к воздействию коррозии.

Классификация стальных холоднокатаных листов

В основу классификации тонколистового проката, полученного способом холодной прокатки из углеродистой стали общего назначения положены несколько характеристик. Нормативы производства определяют несколько

Гостов: 16523-97 — общие требования, технология производства, 19904-90 — сортамент. Марки стали, пригодных для изготовления, зафиксированы ГОСТ 380-2005, 1050-88 — химический состав исходного сплава.

По внешнему виду, способу складирования различают:

По характеру сформированной кромки:

С обрезной кромкой — обозначается как «О»;
Без обрезной кромки — «НО».

По способности к деформации при механической прокатке:

Нормальная вытяжка — обозначается как «Н»;
Глубокая вытяжка — «Г».

Лист стальной холодной прокатки характеризуют величиной наименьшей текущей сопротивляемости.

По прочности изделия образуют несколько групп (для обозначения характеристики используют символ К):

330, 310, 270, 260;
В производстве используют углеродистую сталь 08пс, 10пс.
Из сплава Ст3 общего назначения производят изделия, относящиеся по прочности к группам 300, 350.

Точность прокатки делит листы на два вида: с повышенной точностью — обозначается «А», с номинальной точностью — «Б». Листы по качеству обработки поверхности различают:

С особо высокой;
Высокой;
Повышенной отделкой.

Состояние поверхности может быть следующей:

Глянцевая — обозначается как «ГЛ»;
Матовая — «М»;
Шероховатая — «Ш».

Каждый ГОСТ устанавливает свои критерии отнесения проката к конкретному виду по способности к вытяжке, качеству отделки, состоянию поверхности, точности линейных размеров.

Особенности производства

Весь технологический процесс условно разделяют на три этапа: начальная подготовка, прокат с прессованием, завершающая обработка. Главная задача предварительной подготовки — очистка поверхности после горячей прокатки, удаление пленки из оксида железа (окалины). Механическая очистка может быть ручной, автоматизированной шлифовкой.

Ручную очистку поверхности выполняют рабочие, используя шлифовальный электроинструмент. Механическую очистку выполняют, направляя под давлением на поверхность поток частиц абразива. Для очистки химическим способом используют концентрированные растворы соляной (HCl), азотной (HNO₃), серной (H₂SO₄), фосфорной (H₃PO₄) кислот.
Заготовки помещают на непродолжительное время в емкость с кислотным раствором. Далее их извлекают, промывают от остатков раствора, вытирают, высушивают. Все операции проводят с соблюдением строжайших правил техники безопасности.
Очищенные заготовки подают на прокатный стан, оборудованный несколькими последовательно расположенными прессами, оборудованием для автоматической резки, сварки. Каждый механизм производит обжимку, обрезку, заготовки становятся все тоньше. На последнем этапе полосу сворачивают в рулоны.

Дополнительная обработка состоит в нагревании до 680-690°С в печи. При этом происходит рекристаллизация металла, повышается порог прочности, уменьшается волнистость изделий, показатель текучести. После остывания на готовый прокат ставят штамп.

Область применения

Стальной холоднокатаный лист используют в автомобильной промышленности. Из проката 1-2,5 мм толщины изготавливают кузова легковых машин, емкости для топлива, кабины грузовиков, поддоны, крышки двигателя, крепежные, защитные приспособления моторного отсека.

Жесть имеет толщину до 0,5 мм. Получают ее холодной деформацией на сверхмощных прессах валкового типа. Получившиеся листы режут промышленными ножницами на полосы шириной до 1,5 м. Из них штампуют банки, перегородки, делают ограждения, элементы декораций.
Для производства бытовой эмалированной посуды листы стали отжигают в специальных печах при высокой температуре. Сталь становится более пластичной, требуются меньшие усилия для штамповки. После отжига листы очищают химическим способом; отштампованные формы покрывают слоем эмали.

Профнастил — тонкий лист металла, покрытый защитным слоем цинка. Для увеличения механической прочности, защиты от повреждений формируют дополнительные ребра жесткости.

Профнастил широко используют в строительстве для сооружения ограды, создания изгородей, временных заграждений, монтажа кровли, поверхностей под уклоном, для зашиты от атмосферных осадков наружных стен зданий.

Горячекатаный лист: обзор физических и технических свойств, этапы производства и классификация листа по ГОСТ

Листовой прокат — это очень перспективная отрасль производства, которая с развитием современных технологий и методов обработки получила «второе дыхание».

В данный момент, практически весь металлопрокат завязан на листовом выпуске. Существует горячий и холодный прокат. В данный момент речь пойдёт именно о стальном горячекатаном листе.

Чаще всего, горячий прокат применяется именно в производстве стальных листов. Более подробно об области применения стальных листов, сделанных по технологии горячего проката будет сказано чуть ниже.

Данный блок сделан с целью ознакомить вас с особенностями этого материала, которые позволяют ему оставаться на вершине рынка металлопроизводства. Техника изготовления горячекатаного листа хоть и выглядит какой-то сложной и замороченной, но на самом деле таковой не является.

Весь процесс начинается с установки специальных станков на нужной высоте. Далее идёт активация нагревательных элементов и когда они достигнуть нужной температуры, начинается прокатка. В прокатке участвуют специальные металлические заготовки.

Путём нескольких прогонов и общей термической обработки, заготовки доводятся до нужных агрегатных кондиций, после чего они отправляются застывать в специальные камеры. Это нужно, чтобы они как можно сильнее застыли и сохранили свою форму на долгое время.

Существует несколько разновидностей металлического горячекатанного листа. В основном, они различаются по размеру. Чаще всего, производят экземпляры от 2 до 4 миллиметров в толщину. Такая разница объясняется широким применением металлических листов. От мелкого производства электроприборов до масштабного строительства.

Достоинства материала

Металлические горячекатаные листы — это крайне необычный, но в то же время, популярный в строительстве материал. И свою популярность и признание он получил не просто так.

Сначала стоит выделить все главные преимущества такого материала, как горячекатаный лист:

Гибкость в эксплуатации. Здесь речь идёт не про привычную всем строителям механическую гибкость. В данном контексте это слово употреблено с целью сказать, что данный материал совершенно спокойно себя чувствует при работе в экстремальных условиях. После термической обработки, максимальная температура плавления горячекатаного листа значительно повышается. Это позволяет работать при высоких температурах без ущерба для листов.
Широкий ассортимент. Несмотря на то, что сама технология изготовления металлических листов при помощи «тепловой прогонки» не очень много времени используется в широком производстве, компании уже поставили это на поток и выпускают самые различные виды листов. Различаются они по общим физическим характеристикам, размерам, конфигурации и многим другим параметрам. К тому же, товар не относится к категории элитарных и продаётся практически во всех магазинах для масштабного строительства. В крайнем случае, если у вас нет возможности сходить и очно приобрести данный товар, можете заказать его в интернете. Безопаснее всего это делать на официальном сайте компании-производителя, обращаясь через почту или по рабочему номеру телефона. Так вы исключите риск нарваться на мошенников и потерять свои деньги.
Стойкость и долговечность. Если приобрести качественные горячекатаные металлические листы, то можете быть уверены в их долговечности. Такие материалы проходят строгую поэтапную обработку, частично описанную выше. Все эти процедуры обеспечивают горячекатаные листы довольно высокой механической и термической устойчивостью. Помимо этого, они довольно стойкие к коррозии, особенно если оградить их от мест повышенной влажности.

Минусы горячекатаных листов

Но нет такого материала, в котором было бы всё хорошо и горячекатаные листы не являются исключением в этом вопросе. Следует уделить время и тому, чтобы поговорить о недостатках этого материала. Да, их немного, но не выпускайте их из виду, чтобы не получить кучу проблем впоследствии.

И так, вот следующие пункты, о которых нужно обязательно помнить при покупке такого материала, как горячекатаный лист:

Размеры. Да, как уже можно было догадаться, горячекатаные листы производят в крайне масштабных условиях, что говорит об их внушительном размере. Поэтому, если вы затеяли небольшой ремонт, то такие листы — это явно не то что вам нужно. К тому же, размеры экземпляров могут создать некоторые проблемы при транспортировке этого материала. Вам, скорее всего, не обойтись без специальной грузовой машины. Если у вас нет своей, то можно заказать погрузку и транспортировку в любой строительной компании вашего города.
Малый выбор цветов. Хоть и выше было сказано, что ассортимент горячекатаных листов довольно богат, но что касается цветов, то тут особо разгуляться не получится. Не все металлы обладают такими физическими и химическими свойствами, чтобы выдержать все этапы термической и производственной обработки. Те экземпляры, которые допускаются к изготовлению заготовок для горячекатаных листов, обладают одним, ярко выраженным цветом. Чаще всего, это смесь серебряного и серого.

Если вам уж сильно хочется добавить внешнему виду горячекатаного листа какой-либо изыск, то можете использовать специальные лакокрасочные материалы. Найти их не составляет особого труда, они могут даже продаваться в комплекте с самими листами.

Благодаря тому, что эти материалы не привередливы с химической точки зрения, можно использовать практически все дополнительные обрабатывающие средства, практически не знакомясь с их составом.

Можете быть уверены, что при обработке горячекатаных листов у вас не случится каких-либо вредоносных химических реакций и выделений, которые могут плохо повлиять на здоровье людей.

Особенности выбора

Прежде чем вы начнёте всерьёз выбирать конкретные горячекатаные листы, ознакомьтесь с несколькими полезными советами:

Лист стальной холоднокатаный: технология производства

Производство холоднокатаной стали позволяет выпускать полосы и листы толщиной от 0,5 до 1 мм, что при горячем методе сделать невозможно. При холодной прокатке получается продукция высокого качества, размеры соблюдаются точно, поверхность безупречная, физико-механические свойства позволяют использовать листы в различных отраслях промышленности, цветной и черной металлургии. Производственный цикл холодной прокатки является энергоемким, если сравнить его с горячей технологией, выпуск холоднокатаных листов включает несколько переделов, требует применения многообразного и сложного оборудования.

Разновидность продукции

Стальные холоднокатаные прокаты выпускаются с использованием различных по конструкции прокатных станов, у которых несколько уровней производительности и отличные друг от друга технические характеристики, поэтому на выходе получается большое разнообразие сортамента металлических листов:

примерно 80% от основной массы проката листового холоднокатаного производится в виде низкоуглеродистой стали толщиной от 0,5 до 2,6 мм, ширина полос составляет 2,3 м, эта продукция чаще всего применяется в автомобильной промышленности, поэтому ее второе распространенное название «автолист»;
из низкоуглеродистой стали получают жесть толщиной от 0,08 до 0,6 мм, шириной 1,3 м с защитным покрытием, чаще всего из олова, жестяные полосы применяются в производстве пищевой тары, консервных банок;
выпускают довольно большое количество отожженной и травленой полосовой стали (декапир), используемой при изготовлении эмалированной посуды и других предметов с аналогичным покрытием;
для применения в строительстве получают продукцию в виде кровельного металла с цинковым покрытием;
производят две группы важных в техническом отношении легированных сталей — нержавеющую и электротехническую стали, отличающиеся антикоррозионной стойкостью;
цветная металлургия выпускает холодный прокат в виде алюминиевых, медных, никелевых, цинковых, титановых, свинцовых полос, лент и листов из сложносоставных составов этих и других элементов;
фольга из алюминия производится полосами толщиной от 0,006 мм, шириной 1,0—1,5 м.

Технология производства электротехнического металла

Электротехническая сталь при использовании в условиях постоянного перемагничивания переменным током отличается высокой магнитной индукцией и низкими гистерезисными (ваттными) потерями, ее условно делят на два вида:

Чтобы обеспечить требуемое сочетание качеств металлический прокат должен иметь в составе достаточное количество кремниевых добавок и как можно меньше примесей и углерода. Структура материала на выходе должна быть текстурированной и крупнозернистой. Динамная сталь используется при изготовлении динамо-машин (электрических моторов), генераторов. Содержание кремния в пределах 1—1,85%. Из трансформаторной стали делают электромагнитные устройства и трансформаторы, добавки кремния составляют 2,85—3,45%.

Электротехническую сталь производят в листах и полосах, толщина которых от 0,2 до 1,2 мм, ширина продукции до 1,0 м. В качестве исходного сырья используют рулоны горячекатаного материала толщиной 2,2—4 мм, передаваемых со станов с печными моталками или непрерывного производства.

Листовой металл выпускается двумя способами: рулонным и полистным. Второй заключается в том, что первоначальный материал выпускается в рулонах, которые после холодного протягивания разделяют и следующую дрессировку, правку и отжиг делают полистно. Наиболее распространен рулонный способ производства, при нем порезка делается непосредственно перед сортировкой.

Рулонный метод способствует увеличению производительности, качества, открывает возможность для автоматизации и механизации большинства операций, сохраняет форму и характеристики металла в процессе производства благодаря устойчивости технологических приемов. Иногда порезка в условиях цеха не выполняется, так как некоторые получатели принимают поставки в виде рулонов.

Производственные процессы

В отечественном производстве используют:

реверсивные одноклетевые станы;
непрерывные трехклетевые, пятиклетевые;
многовалковые станы.

Для проката трансформаторного металла с большим обжатием важно использование мощных непрерывных пятиклетевых или многовалковых одноклеточных станов и применение технологических смазочных материалов высокой эффективности. Информативные сведения о производстве на одном станке в одинаковых условиях малоуглеродистой и трансформаторной стали показывают, что для выпуска второго вида требуется повышенное давление и усиленный энергетический расход (примерно больше на 12—15%).

При прокатке в первом этапе интенсивные обжатия из-за довольно большой деформации ведут к нагреванию полосы до температуры 120—150˚С. Это благотворно сказывается на дальнейших процессах, так как нагрев материала до такой температуры снижает его сопротивление при протягивании. Обезжиривание делают различными способами:

ультразвуковым;
химическим;
электролитическим.

Для получения материала высокого качества играет роль использование высокотемпературного отжига на предварительной, средней и окончательной стадии термической обработки. Для перемены магнитных свойств трансформаторной стали используют:

выведение газов из металла и выгорание углерода;
для улучшения свойств практикуют изменение содержания формы углерода на графитную;
для уменьшения внутреннего напряжения, создания крупнозернистой поверхности, изменения зерновой ориентации проводят рекристаллизацию наклепанного металла.

Рекристаллизационный отжиг холодно протянутых заготовок делается в колпаковых печах с температурой 1000—1200˚С и разными защитными атмосферами в вакуумных условиях или сухом водороде. Это необходимо для уменьшения показателя твердости ленты, укрупнения ферритовых зерен, коагуляции примесей и уменьшения их числа после окончания первого передела холодного цикла. Отжиг трансформаторной стали не сказывается на уменьшении количества углерода в материале. Толщина получаемого материала зависит от его прокатного режима и конструкции стана.

Материал валков и профилировка

Валки прокатки материала в холодном виде испытывают высокое давление от контакта, показатели нагрузки в несколько раз больше нормы предела текучести при температуре 20—25˚С. К поверхности выпускаемых листов предъявляются повышенные требования. Чтобы соответствовать технологическим особенностям производства и служить эффективно долгое время валки должны быть прочными, а на поверхности иметь определенный микрорельеф, не допускать дефектов и повреждений.

Рабочие ролики для станов холодной протяжки выполняют из металла с большим содержанием углерода, в состав которых методом легирования введены добавки ванадия, хрома, вольфрама и редкоземельных элементов. Валки в процессе производства получают усиленную упругую деформацию, направленную на сплющивание и прогиб. Несмотря на то что во время работы на поверхности валков образуется тепловая выпуклость, это не может избавить их полностью от действия упругой деформации.

Из-за такой особенности производственного процесса при изготовлении роликов используют метод создания начальной профилировки (на станках), что помогает избежать дефекта листов в виде поперечной разницы толщины в определенных местах. Распространено выпуклое профилирование только рабочего верхнего вала, а два боковых и рабочий нижний выпускаются в форме правильных цилиндров. Величина вспомогательной выпуклости зависит от вида стана, свойств и толщины прокатываемого материала, размера валов и других факторов. Часто используется метод создания выпуклости с толщиной в диапазоне 0,05—0,45 мм.

На бочонках опорных валков в некоторых случаях выполняют скосы по краям с длиной 250 мм, при этом диаметр ролика в этом месте уменьшается до 3 мм. Это делают для равномерного распределения нагрузки вдоль бочек и уменьшения износа элемента. Чтобы правильно эксплуатировать прокатный стан требуется иметь в цеху не менее трех комплектов опорных роликов и пять рабочих валков.

Особенности выпуска холоднокатаных листов

В некоторых случаях при обработке высоколегированных сталей первым производственным циклом предусмотрен смягчающий отжиг, для низколегированных составов такую обработку не проводят. После этого поверхность подката очищают от окалины методом травления, пескоструйным давлением, комбинацией этих способов. На этом этапе линейного производства делают стыковку полос рулонов для укрупнения, обработку масляными смазками, обрезание боковых кромок.

Рулонное холодное протягивание включает:

отжиг металла в рулонах;
дрессировка;
отрезание листов от рулона на станках поперечной резки, правка, промасливание;
отбраковка продукции, упаковка для товарного вида, отгрузка потребителю;
иногда в производственных цехах параллельно проводят лужение или цинкование металлических полос на специальных агрегатах, это делается после этапа прокатки.

Определение качества полученной продукции

В зависимости от назначения листа стального холоднокатаного к нему предъявляются разные требования, в частности, к поверхностной обработке. Эти требования прописаны стандартными нормативами и техническими условиями, изложенными в ГОСТ 91– — — 1956:

металл для автомобилей выпускается с поверхностью, соответствующей 1 и 2 группам;
тонколистовая конструкционная сталь с большим числом углерода характеризуется разновидностью в 3 группах;
легированная конструкционная сталь производится с поверхностью, характеризуемой в 4 группах.

Поверхность полосы, соответствующей 2 и 3 группе качества допускает дефекты в виде небольшой ряби, отпечатков от роликов и мелких царапин. Четвертая группа качества допускает эти же изменения, но уже в пределах толщины листа. Иногда качество листов и группа обработки оговаривается заказчиком и производителем с заключением соответствующих соглашений.

К другим стандартными нормативам, оговоренным в ГОСТах, относятся требования обеспечить определенную степень способности материала к вытяжке. В зависимости от этого по ГОСТу качественный тонколистовой углеродистый металл конструкционного назначения делят на три группы:

буква Н обозначает нормальную степень вытяжки;
литера Г используется для обозначения материала со способностью к глубокой вытяжке;
сочетание букв ВГ характеризует высокую степень вытяжки.

Помимо вытяжки, существую требования к зернистости, проявляющейся крупностью, к микроструктуре полости, другим механическим свойствам, например, выдавливанию. Относительно этого, металлы для автомобильного производства с выпуском деталей сложной особо сложной конструкции (вытяжки) обозначают ОСВ, остальные менее сложные элементы со сложной вытяжкой относят к категории СВ.

Виды дефектов металлических листов

Некоторые дефекты имеют специфический характер и проявляются только на определенной продукции, другие подходят под стандартный классификатор отбраковки и являются распространенными:

Несоблюдение размерности при выпуске полос заключается в появлении различной толщины в продольном направлении ленты, волнистых участков, короблении отдельных областей. Это случается из-за малой толщины холоднокатаных изделий, значительно меньшей, чем в продукции горячей линии.
Нарушение однородности проявляется в появлении трещин, дыр, разорванной кромки, расслоений, это происходит из-за плохого качества исходного материала или нарушения технологии.
К поверхностным дефектам относят недотравы или перетравы, полосы темного цвета, надавы или бугорки, они выявляются в результате нарушения процесса протравки или неправильного метода окисления, присутствия вмятин и выступов на поверхности роликов.
Недостатком является вкатанная поверхность крошка, такой дефект является следствием плохой очистки поверхности полосы и вальцов перед обработкой.

Холоднокатаная сталь является востребованной в различных отраслях, стоимость ее производства в основном определяется ценой начальной продукции для обработки, а производственные процессы в цеху составляют около 20% от общей себестоимости.

Особенности стального горячекатаного проката

Металлопрокат бывает горячекатаный и холоднокатаный. Между этими двумя методами существенная разница не только в технологическом процессе, но и в экономичности. Изделия, которые получают тем или другим способом, приобретают разные свойства, но по прочности и срокам эксплуатации большой разницы не имеют, если нет дополнительных эксплуатационных условий.

Технология изготовления изделий металлопроката

Для получения металлопроката применяют углеродистые и легированные стали. Углерод в составе сплава придаёт прочность, а легирующие добавки отвечают за ковкость, хрупкость, пластичность и внутреннее напряжение.

Предварительно заготовки металла зачищают от окалины и других загрязнений. Затем металл поступает в обработку.

Прокат стальной горячекатаный

Если нет принципиальной разницы в применении элементов металлопроката — зачем переплачивать? Горячекатаные изделия дешевле холоднокатаных, так как требуют меньших затрат при изготовлении. Оптимальный выбор в этом случае будет в сопоставлении цены со свойствами приобретаемого металла. Но иногда отличия одного вида проката от другого принципиальны.

Горячекатаный прокат изготовляется после разогрева металла до температуры пластичности материала, выше 920 градусов. Температурный режим поддерживается по всему параметру до конца процесса проката. Это наиболее экономичный метод, так как металл легче поддаётся обработке в горячем состоянии.

Готовые горячекатаные изделия имеют шероховатую поверхность синевато-серого цвета. Горячая обработка заготовок позволяет делать более глубокие деформации металла — это позволяет расширить сортамент.

Главные отличия горячекатаных изделий

из горячего металла легче получить пруток меньшего диаметра и более тонкий лист;
возможность использования низкосортного металла;
при высоких температурах металл окисляется и покрывается окалиной;
деформация, возникающая после охлаждения металла, существенно влияет на геометрию элемента: толщину изделия, края листов;
допуски размеров готовых изделий горячекатаных выше, чем холоднокатаных.

Крупные изделия горячего проката применяются в конструкциях, где важно выдерживать большие несущие нагрузки, и в армировании, для усиления бетонных сооружений.

Холодный прокат

Технология его более дорогостоящая. Требуется больше усилий, чтобы раскатать холодный металл. Заготовка многократно пропускается под валками, становясь тоньше и тоньше. Мощность оборудования выше, чем в случае получения горячекатаны хэлементов.

Только дорогостоящий металл с высокими пластичными свойствами можно подвергать холодному прокату. Чтобы снять возникающее внутреннее напряжение в металле, готовые изделия нагревают, затем производят медленное охлаждение. Все это приводит к удорожанию элементов металлопроката.

Холодный прокат позволяет выдержать точные размеры изделий. Поверхность получается идеально гладкая и ровная, поэтому не требует дальнейшей обработки или сводит её к минимуму.

Изделия при таком способе изготовления имеют однородную структуру, прочные и твёрдые, хорошо работают на растяжение, разрыв и изгиб.

Так как процесс проходит при температурах, близких к нормальным, увеличивается прочность листа на 20 процентов. Это называется деформационным упрочнением. Поверхность изделий гладкая, серого цвета.

Существует ограничение толщины стального холоднокатаного листа. Если требуется раскатать лист тоньше 0.5 миллиметра, то применяют метод горячего проката.

Если потребителю важен внешний вид и равномерная толщина по всей поверхности изделия, то после горячего проката применяют холодный.

Вывод: если на первый план выступает цена изделия, выбираем горячекатаный металлопрокат, а там, где требуется прочность, твёрдость, хороший внешний вид, отдаём предпочтение холоднокатаному.

Сортамент горячекатаного проката

Горячекатаный прокат бывает двух видов:

тонколистовой, с толщиной листа до 3.9 мм, отпускается лист в рулонах при толщине листа от 1.2 мм или листами с обрезными краями толщиной от 0.4 мм;
толстолистовой, с толщиной 4−160 мм, отпускается также в рулонах до 12 мм и листах.

Горячекатаные листы бывают легированные и конструкционные.

Для сварных конструкций в строительстве и промышленности применяются листы низколегированные из низкоуглеродистой стали. Изделия относительно дешёвы и широко используются в лёгкой и тяжёлой промышленности, где нет повышенных требований к изделиям. Из них изготовляют шовные трубопроводы и клёпаные мостовые металлоконструкции.

Из легированной углеродистой стали делают конструкционный металлопрокат, который идёт на изготовления деталей машин и конструкций, где требуется высокая ответственность.

Горячекатаный прокат имеет большой сортимент, легко сваривается, не подвержен коррозии, оптимален по соотношению «цена — качество», требует минимальной обработки, имеет устойчивость к механическим повреждениям и высоким температурам.

Круглый горячекатаный стальной прокат

ГОСТ круг стальной ГОСТ 2590–2006 определяет диаметр круглого горячего проката в пределах 5−270 мм. Это изделие универсальное и широко используется во многих отраслях промышленности.

Согласно ГОСТу элементы круглого металлопроката бывают особо высокой точности с маркировкой АО 1; высокой точности — А1, А2, А3; повышенной точности — Б1; и простой обычной точности В1, В2, В3, В4, В5. По длине классифицируются как мерные, мерные с немерной длиной, кратной мерной длиной и кратной мерной с немерной длиной, в рулонах. По кривизне круглый прокат классифицируется как I, II, III, IV.

В гражданском строительстве при возведении монолитно-каркасных высотных зданий круглый стальной металлопрокат используется при армировании конструкций.

Металлические прутья идут на изготовление каркасов, ворот, пружин и рессор, используются в судостроении, космической и военной промышленности, в автомобилестроении.

Элементы круглого горячего проката имеют вид прута заданного диаметра. Если диаметр изделия до 9 мм, то отпускается в мотках, свыше 9 мм — в прутках.

Если прокат изготовлен из низкоуглеродистой стали обыкновенного качества или низколегированной стали, изделия отпускаются длиной от 2 до 12 м. Если сталь качественная углеродистая или легированная, длина отпускаемых изделий — от 2 до 6 м. При изготовлении проката из высокоуглеродистой стали длина прутка от 1 до 6 м.

По требованию покупателя прокат могут отпускать немерной длины от 3 до 13 м, при этом допускается 10 процентам изделий иметь меньшую длину, но не короче 75% минимальной.

Физические особенности горячекатаных листов по ГОСТ

После выплавки стальная заготовка-сляб может проходить ряд дополнительных обработок, чтобы материал получил нужный вид. Одним из вариантом обработки слябов является горячекатаная технология, с помощью которой можно получить металлический лист средней толщины. Горячекатаный лист используется в различных сферах — производство труб, каркасов, навесных конструкций, лестничных пролетов, запчастей. Какими должны быть листы горячекатаные согласно ГОСТ? Как их производят? Какими физическими особенностями они обладают?

Краткие сведения

Лист горячекатаный (Г/К) — плоское металлическое изделие небольшой толщины, которое получают методом прессования разогретой горячей заготовки. Технология горячего проката и прессования обычно применяется для изделий из стали. Иногда эта технология пригодна для обработки некоторых других металлов (медь, латунь, алюминий, вольфрам, хром и другие). Г/К-листы имеют вид больших металлических полос, которые для удобства упаковывают в промышленные мотки. Лист стальной горячекатаный обладает хорошей прочностью и упругостью, а также средней толщиной (от 2 до 50 миллиметров). Ширина изделий может быть любой, однако на практике встречаются листы шириной 2-5 метров.

Горячий прокат обладает не слишком приятным внешним видом, поэтому его редко используют для внешней облицовки. Основная сфера применения — производство деталей и сложных конструкций, к которым не предъявляется жестких требований относительно внешнего вида. Основные примеры — детали автомобилей, паровозов, пароходов, запчасти для военной техники, подземные трубы, навесные конструкция для промышленных цехов и другие. Производство Г/К-изделий осуществляется на промышленных цехах, а домашняя выплавка подобных объектов является затруднительной с технологической точки зрения. Основными производителям Г/К-изделий являются Китай, Индия, Россия, США, Великобритания и некоторые южноамериканские страны.

Физические особенности

Хорошая прочность, пластичность, надежность. Материал хорошо переносит длительные механические нагрузки без появления трещин, сколов, деформации. Механические нагрузки не приводят к растягиванию материала в любом из направлений. Толщина изделия сохраняется постоянной как при стандартной нагрузке, так и при кратковременном ударе или локальной деформации.
Минимальный риск коррозии. После остывания на горячекатаной полосе образуется тонкая оксидная пленка, материал становится химически инертным (то есть он не вступает в контакт с водой, жидкостями, кислотами, щелочами).
Небольшая или средняя толщина. Толщина горячей стали находится в пределах от 2 до 50 миллиметров в зависимости от степени обработки материала. Обратите внимание, что получить горячекатаную полосу толщиной менее 2 миллиметров крайне сложно из-за особенностей температурного расширения железа при нагревании.
Посредственные эстетические свойства. Во время термической обработки на поверхности заготовки оседают небольшие частички пыли, которые ухудшают эстетические свойства материала. Избавиться от налета сложно, поэтому горячекатаные листы обычно применяют для изготовления деталей или материалов, которые не будут располагаться на поверхности объекта.

Технология производства

Горячекатаный лист отличается простотой производства (в сравнении с изготовлением похожих материалами). Для обработки заготовки и получения плоского изделия не нужно сложное металлургическое оборудование. Домашняя кустарная выплавка на практике применяется редко в связи со сложностью решения некоторых инженерных задач (удаление окалины, организация производственной линии, синхронная работа роликовых прессов). Основных этапов обработки три — предварительная обработка, прессование, финальная зачистка. Ниже мы рассмотрим каждый из этапов более подробно.

Предварительный этап

Для изготовления листа используются толстые стальные слябы-заготовки, которые выплавляют в мартеновских печах. На предварительном этапе слябы поступают в прокатный цех, где они сперва помещается в печь для нагрева. Для эффективной обработки слябы нужно нагреть до температуры 700-1000 градусов в зависимости от состава стального сплава (количество легирующих добавок и углерода влияют на тугоплавкость стали). Во время нагрева сляба происходит активное образование окалины на поверхности материала. Чтобы удалить окалину, применяются две методики дополнительной обработки:

Механическая очистка. Удаление окалины может осуществляться на вспомогательной линии, где установлено дополнительное оборудование для очистки. Пример подобного оборудования — небольшие специальные прессы, которые выполняют легкий обжим и деформацию материала, что приводит к растрескиванию окалины с последующим ее удалением. Еще один вариант механической очистки — применение установок-окалиноломателей, которые удаляют окалину с поверхности в полуавтоматической или автоматическом режиме.
Кислотные ванные. Для удаления окалины могут также применяться погружение материала в ванные, куда налиты сильные кислоты (серная, соляная, азотная) или их смеси. Стальной сляб помещается в кислотные ванны на небольшой промежуток времени, поскольку в противном случае железо, углерод и легирующие добавки могут начать вступать в активные реакции с кислотами.
Обратите внимание, что на практике методы механической и кислотной очистки часто применяются в комплексе. Сперва материал очищается от окалины с помощью прессов или окалиноломателей, а потом он помещается в кислотные ванные для окончательной нейтрализации вредоносных веществ. На первом этапе происходит удаление 80-90% окалины, а кислоты устраняют оставшиеся вредные вещества (10-20%). Комплексная обработка повышает стоимость работ, однако она позволяет получить более надежный горячекатаный лист.

Прессование

Сталь, разогретая до температуры 700-1000 градусов, становится очень пластичной, поэтому ее обработка происходит просто. Роликовым прессам не нужно обладать большой мощностью, поскольку разогретый металл легко деформируется по всей своей длине. Это упрощает и удешевляет производство горячекатаных полос.
Скорость работы горячекатаного конвейер зависит от качества обработки, температуры нагрева листа, интенсивности очистки поверхности от окалины. На практике скорость работы конвейера обычно составляет 10-25 метров в минуту, что является хорошим показателем.

Финальный этап

На финальном этапе может выполняться дополнительная обработка листов — отжиг, финальное травление, закалка. Дополнительная обработка позволяет улучшить физические свойства материала и избавиться от остатков окалины. Обратите внимание, что горячекатаные полосы можно собрать в мотки, однако делать это нужно только после полного остывания материала в цеху. Это же правило распространяется на случай маркировки полос — проставление отметок и штампов нужно делать также после остывания. Маркировка должна осуществляется в соответствии с правилами ГОСТ.

Горячекатаная и холоднокатаная сталь — в чем разница?

Помимо горячекатаных также существуют холоднокатаные стали, которые имеют с ними много общего. Холоднокатаные (Х/К) изделия изготавливают в виде длинных листов, которые для удобства собирают в большие мотки. Х/К-изделия изготавливают из металлических сплавов, а самым популярным материалом является сталь (хотя бывают также медные, алюминиевые, латунные и другие полосы). Х/К-изделия также в основном применяются в трудоемких отраслях промышленности — производство запчастей для самолетов, автомобилей и поездов, изготовление труб, создание навесных конструкций.

Основные различия

Для изготовления Г/К-изделия металлическую заготовку-сляб нагревают до температуры 700-1000 градусов — потом она прессуется с помощью валковых устройств-клетей. Для получения холоднокатаного объекта берется уже готовое Г/К-изделия — оно очищается от окалины и проходит прессование с помощью валковых клетей. Дополнительный нагрев заготовок не осуществляется.
Технология Г/К является грубой, поэтому она позволяет получить полосы толщиной не менее 2 миллиметров (это ограничение появляется из-за особенностей расширения металлов при нагреве). Однако для изготовления одной полосы требуется минимум времени и оборудования, поэтому стоят такие объекты дешевле. Технология Х/К является более точной. С ее помощью можно уменьшить лист до толщины 0,35 миллиметров. Однако обработка является более трудоемкой, поэтому Х/К-полосы будут стоить на порядок дороже.
Во время нагрева заготовки-сляба образуется большое количество окалины, которая попадает внутрь металлического сплава. Механические способы удаления позволяют избавиться лишь от части окалины. Поэтому Г/К-изделия будут отличаться хорошей, но не идеальной прочностью. В случае применения Х/К-технологии образования окалины можно избежать. С помощью финальной закалки можно улучшить качество сплава за счет рекристаллизации. Поэтому Х/К-изделия будут отличаться более высокой прочностью, надежностью.
Из-за активного образования окалины при нагреве также большое количество гари и мусора оседает на поверхности горячекатаного проката. Во время изготовления холоднокатаной стали происходит зачистка и обработка внешней поверхности листа. Поэтому холоднокатаные объекты полосы будут обладать более высокими качествами (металлический блеск, отсутствие гари, равномерный цвет).
Листовая горячекатаная сталь применяется для производства изделий и запчастей, к которым не предъявляются высокие требования относительно вида. Скажем, этот материал можно применять для изготовления внутренних деталей авто, поездов и кораблей. Тогда как Х/К-лист выглядят более красиво, поэтому их можно использовать для изготовления внешних облицовочных материалов (каркасы автомобилей, жестяные банки, профлисты).

Сводная таблица

Категория	Сталь горячекатаная листовая	Сталь холоднокатаная листовая
Технология производства	Нагрев металлической заготовки-сляба с последующим прессованием	Прессование и обжимка заготовки без термического нагрева
Толщина	Маленькая и средняя — от 2 до 50 миллиметров	Очень маленькая и маленькая — от 0,35 до 5 миллиметров
Вид	Блеклый вид, возможно наличие гари и накипи на поверхности	Приятный вид, естественный металлический блеск
Прочность	Высокая	Очень высокая
Стоимость	Низкая	Средняя или высокая
Сферы применения	Производство корпусов для поездов, вагонов и кораблей, изготовление транспортных запчастей, создание подземных труб	Производство каркасных корпусов для автомобилей, поездов, самолетов, изготовление посуды и жестяной тары, создание облицовочного профлиста

Заключение

Подведем итоги. Сталь горячекатаная листовая представляет собой плоское изделие, которое получают методом прессования нагретой заготовки-сляба. Физические свойства горячей стали — хорошая прочность и пластичность, средняя толщина, посредственные эстетические свойства. На начальном этапе изготовления Г/К-полосы необходимо выполнить химическое травление или механическую очистку. Это позволит избавиться от окалины, которая образуется при нагреве металла. Сферы применения горячекатаных изделий — производство деталей для поездов, вагонов и кораблей, изготовление труб, создание транспортных запчастей.

Читайте также: