Виробництво металу: гаряче- та холоднекатане

118

Виробництво металу: гаряче- та холоднекатане

 

Наразі існує лише 2 основних методи виробництва металу: холодно- та гарячекатаний. Всі ж інші методи є лише модифікаціями. І що характерно, власне при виплавці металу обох видів немає жодних технологічних відмінностей — вони з’являються тільки на стадії остаточної обробки і скручування в рулони / розкочування в листи, відповідно.


Ці відмінності, у свою чергу, обумовлюють виробничі обмеження для металу холодної обробки. Справа в тому, що гаряча сталь добре піддається згинанню, тримає задану форму і "не рветься" під тиском. Тому можна проводити маніпуляції з деталями будь-якої товщини. Холодний сплав схильний до опору будь-яким видам деформацій, погано тримає встановлену форму і при надмірному впливі може "порватися". Тому таким способом одержують листи лише невеликої товщини.

 

Технологічний процес та сфера застосування холоднокатаного металу

Технологія виробництва холоднокатаної (ХК) сталі передбачає створення відповідних умов на кожному етапі обробки. Виплавка металу здійснюється стандартним способом і не містить будь-яких хитрощів. Далі отриманий сплав розгортають на листи або загортають у рулони. Після цього і починається процедура холоднокатаної обробки.

На першому етапі сталь проходить очищення від окалини і оксидної плівки. Існує два методи для даної процедури:

  • травлення — занурення сталі в 25% розчин соляної або сірчаної кислоти. Цей спосіб видаляє зайві елементи з поверхні металу за допомогою хімічних реакцій;
  • дробильно-струменева обробка — ударна дія на сталевий лист, яка дозволяє збивати з поверхні зайві частинки. На деяких виробництвах застосовують метод комбінованого очищення, який є найбільш ефективним.

Після завершення процедури холоднокатана сталь протягується через прокатні стани. На цьому етапі важливо, щоб був правильно обраний ступінь натягу, інакше матеріал може пошкодитися або на ньому утворяться поперечні зсуви.

Так завершується безпосередній етап виробництва і починається етап загартування металу. Для початку сталь проходить випалювання в печах ковпакового типу при температурі близько 700° С. Це призводить до рекристалізації молекулярної сітки сплаву, завдяки чому він «отримує» необхідну гнучкість і пружність. Важливою умовою обробки є виключення повітря з камери з метою запобігання окиснення матеріалу. Після випалювання листи знову прокочуються через станки, що запобігає появі ліній зсуву.

Останній етап обробки називається дресування. Він передбачає обтискання отриманих заготовок на величину до 3%. Ця процедура дозволяє підсилити жорсткість і міцність листів, щоб вони в майбутньому могли без проблем виконувати покладені на них функції. Крім перерахованих стандартних процедур обробки, матеріал може піддаватися додатковим маніпуляціям для надання йому певних властивостей. Наприклад, оцинкована холоднокатана сталь покривається шаром цинку, який забезпечує їй високу стійкість до впливу корозії. Цей матеріал використовується для виробництва 90% автомобільних кузовів по всьому світу.

Саме з металу холодного прокату виготовляють покрівельні матеріали, стіновий профнастил, корпуси для побутової техніки, вентиляційні конструкції. Електротехнічна холоднокатана сталь застосовується для виготовлення корпусів електродвигунів. Після спеціальної обробки вона наділяється електромагнітними властивостями, які мінімізують втрату енергії при роботі двигуна, дозволяють зменшити його габарити і підвищити ККД при роботі. Холоднокатана нержавіюча сталь широко використовується в виготовленні різних матеріалів для зовнішньої обшивки будівель і споруд, а також при виробництві газових печей, холодильників, корпусів для інших видів побутової техніки.

У кольоровій металургії холоднокатаний процес незамінний для випуску мідних, алюмінієвих листів, смуг і стрічок малої товщини. Найчастіше ж він застосовується для обробки конструкційних низьковуглецевих сталей завширшки до 2300 мм і товщиною не більше 2,5 мм, без яких не може обійтися сучасне автомобілебудування. Прокатом холодного типу виробляють практично всі види жерсті, а також:

  • конструкційні низьколеговані сталі (зокрема, трансформаторна, електротехнічна і нержавіюча сталь);
  • покрівельні листи;
  • травлений і відпалений декопір (метал для виготовлення емальованих виробів).

 

Технологія виробництва та застосування гарячекатаного листа

Лист гарячекатаний отримують у результаті обтискання сталевої слябової заготовки відповідної марки на стані гарячого прокату. Виробництво тонкого гарячекатаного листа (ГК) здійснюється на безперервних, напівнеперервних і реверсивних станах. Для цього злиток попередньо піддається нагріву до температури прокату в «крокуючих» методичних печах, звідки він подається на приймальний рольганг чорнової групи клітей для здійснення розпушення окалини. Далі метал потрапляє в чистову групу, яка складається з 6-8 клітей кварто, де з нього формується лист заданої товщини.

Матеріалом для листа може слугувати вуглецева сталь, конструкційна сталь або легована сталь. Зазвичай гарячекатаний прокат має поверхню, вкриту окалиною, а якщо порівнювати з холоднокатаною продукцією, то і більш округлі, менш точні кути.

Процес гарячого прокату проходить без пауз, при температурі понад 925° С. Тому метал не доводиться додатково розігрівати. Однак під час охолодження гарячекатана сталь стискається, через що передбачити розмір і форму готового продукту складніше, ніж у випадку з холоднокатаної сталі.

Застосовується гарячекатаний метал у будівництві, промисловості та при електротехнічних роботах в якості основи, з якої виготовляються оцинковані труби, різні заготовки для деталей.

При монолітному будівництві листовий прокат використовується при виготовленні опалубок. З листового металопрокату роблять гнутий профіль і профнастил. Самостійним будівельним матеріалом гарячекатаний метал виступає, коли будуються металоконструкції, виконуються зварювальні конструкції, для заклепкових і болтових з'єднань у конструкціях. З листів гарячекатаного металу виготовляють також деталі для автомобілів. Виготовляються будівельні конструкції.

Нижче на відео показано технологія виробництва гарячекатаного металу, скрученого в рулони.

 

Рулонний метал або листова сталь: що обрати?

Холоднокатана листова сталь поставляється у вигляді металевих листів встановлених розмірів. Деякі види продукції стандартизовані, а деякі можуть бути порізані на замовлення з зручними для клієнта параметрами. Стадію порізки сталь проходить вже після завершення всіх технологічних процедур, тому якщо ти бажаєш замовити порізку листів, ми легко виконаємо твоє замовлення в індивідуальному порядку. У такому вигляді працювати з металом дуже зручно. Листи потрапляють до споживача вже рівними і готовими для вирізання деталей будь-якої форми. Тонка холоднокатана листова сталь добре піддається штампуванню. І чим рівнішою буде заготовка, тим кращим вийде кінцевий результат. А ось холоднокатана рулонна сталь вимагає ще попередньої обробки. Вона виходить, коли після всіх технологічних процесів отриманий матеріал не розрізають на заготовки, а скочують в рулони. Це дозволяє зробити продукцію більш компактною, що значно спрощує її зберігання і транспортування.

Матеріал в рулонах в основному вигідно закуповувати підприємствам-виробникам, які потім роблять із нього кінцеву продукцію. Вони мають все необхідне обладнання для різання металу, тому їм немає потреби купувати листову сталь. До того ж холоднокатана сталь в рулонах виходить дешевше, ніж аналогічна кількість листового матеріалу. Економічний чинник в будь-якому бізнесі грає першочергову роль, а зниження собівартості продукції дозволяє вигравати у ціновій політиці конкурентів. Рулони бувають різної ширини, що обумовлено сферою застосування матеріалу. Стрічка холоднокатана з низьковуглецевої сталі являє собою вузьку смужку, загорнену в рулон. Вона йде на виготовлення труб, сепараторів для підшипників, сталевого дроту та інших дрібних деталей. Наявність вузької стрічки дозволяє не займатися поздовжньої нарізкою рулонів, що значно прискорює процес виготовлення різноманітних виробів. Обробка рулонної стали відбувається трохи довше, ніж листової, так як заготовку доводиться спочатку вирівнювати. Сталь має гарну «пам'ять», тому після розкручування рулону прагне закрутитися назад. Але ця незручність дуже легко долається за допомогою спеціального обладнання. І відштамповані деталі виглядають ніяк не гірше, ніж отримані з листової сталі.

 

Відмінності гарячекатаного і холоднокатаного листа

  • Холоднокатаний лист завжди тонший: товщина гарячекатаних доходить до 200 мм, холоднокатаних — до 5 мм;
  • Точність виготовлення у холоднокатаного листа вища;
  • Холоднокатаний лист має зміцнений поверхневий шар.

Таблиця. — Порівняльна таблиця гарячекатаного та холоднокатаного металу

  Холоднокатаний лист Гарячекатаний лист
Поверхня Має рівну поверхню, тому використовується в тих сферах, де в кінцевому продукті потрібна естетична рівна поверхня, зокрема, у приладобудуванні, виробництві покрівельних і облицювальних будматеріалів Поверхня нерівна, найчастіше середина листа «опускається», тому в основному використовується в будівництві і при зварюванні металоконструкцій
Напруга в листі металу Розподіляється рівномірно, при зварюванні його менше «веде». Це важлива властивість металу для будь-якої області, але особливо в приладобудуванні і автомобілебудуванні. Розподіляється нерівномірно, через це матеріал може «вести» при зварюванні. Незважаючи на це якість, також використовується в автомобілі, судно- і навіть авіабудуванні.
Матеріал виготовлення Зазвичай виготовляється з маловуглецевої сталі і має високу пластичність (тобто його можна багаторазово і сильно гнути), тому в основному йде на штампування. Виготовляється з вуглецевої, низьколегованої сталі. При виготовленні котлів та посудин, що знаходяться під тиском, також використовують леговану сталь.
Сфери застосування
  • автомобіле- і суднобудування;
  • приладобудування;
  • у будівництві - для виробництва профнастилу, покрівельних і оцінковочних листів;
  • виробництво труб.
  • будівництво (в основному у вигляді несучих конструкцій);
  • виробництво труб;
  • машино-, судно- і авіабудування;
  • для зварних і болтових конструкцій.
Придбати листи холоднокатані, рулони металу чи вже готові вироби (профнастил, гіпсокартонний профіль, добірні елементи тощо) від виробника завжди легко — переходь у наш інтернет-магазин і купуй коли зручно та як зручно!