Металлопрокат: обзор технологий горячего и холодного проката

Особенности холодного и горячего металлопроката

Как сортовой, так и листовой трубопрокат создают из черных и цветных металлов посредством специальных станков, на которых и проводится прокат заготовок на специализированных станках. Используется метод горячей и холодной обработки. Постепенное уменьшение толщины заготовки позволяет создавать изделия металлопроката, у которых нужная толщина. При этом перспективнее считается способ холодной обработки, ведь он позволяет четко придерживаться заданной толщины конечного продукта. Именно это и определяет более высокую цену на холоднокатаную продукцию. Данный факт, безусловно, никак не отражается на актуальности горячекатаного металлопроката.

Холоднокатаный металлопрокат

Горячекатаный лист имеет более скромную стоимость, чем холоднокатаный, за счет особенностей производства, а также эстетических и эксплуатационных свойств. Поэтому, проведение строительных работ крупного масштаба зачастую не обходится без листов, труб и арматуры, которые созданы именно с помощью горячего метода. Однако, благодаря особенностям холодного металлопроката, он гораздо шире применяется, ведь его листы имеют ровную и гладкую поверхность, высокую точность размеров и отличаются отменными прочностными характеристиками.

Неслучайно же к сферам использования холоднокатаного проката относится строительство, автомобиле- и самолетостроение, многие отрасти промышленности, которые специализируются на изготовлении оборудования, станков и специальной техники. Полученную продукцию, толщина которой измеряется в микронах, в дальнейшем можно резать на ленты и листы. Такие продукты могут служить заготовками для производства листов с покрытием полимерными материалами, а также оцинкованных изделий и холоднокатаных профильных труб, хорошо нам знакомых тюбиков с зубной пастой и кремом.

Горячекатаный прокат — надёжность и доступность

Особенностями металлопроката, который произведен горячим способом, является достаточно большая толщина конечного продукта: 4 — 160 мм. Выпускается продукция в виде материала рулонного типа или отдельными пластинами. Такой металлопрокат в основном применяется в черновых работах, к примеру, в монтаже фундаментов, в обустройстве каркасов зданий, а также в качестве материалов для арматуры.

К основным факторам, способствующим широкому применению горячекатаного металлопроката, относится высокая степень прочности, доступная стоимость и отсутствие необходимости в презентабельности внешнего вида. Холоднокатаные же изделия отличаются надежностью, эстетичностью и безупречно гладкой поверхностью. Они чаще применяются в отделочных работах и в оформлении кровли.

Холоднокатаный и горячекатаный прокат: особенности производства и применения

Основная сущность металлопроката заключается в получении любого профиля постоянного сечения путём прокатывания нагретой до нужной температуры заготовки металла. К черному металлопрокату относятся профили, изготовленные из стали, а изделия, выполненные из других металлов (сплавов) относятся к цветному металлопрокату.

Типы металлопроката:

листовой прокат ( стальной лист или тонкая полоса);
сортовой прокат (прутки с круглым, квадратным и шестигранным сечением, а также полосы);
фасонный прокат (рельсы, швеллеры, судостроительные профили, уголки, балки);
трубный прокат (все виды труб).

Особенности технологического процесса

Прокатка металлов – один из важных этапов металлургического производства, который позволяет достичь конечного результата в виде требуемого прокатного профиля. Технологическая сущность данного процесса заключается в раскатывании металлической отливки под большим давлением между двумя валиками, осуществляющими разнонаправленные вращения. Вид проката зависит от выбранной формы валиков, а способ проката (холодный или горячий) от пластичности металла в заготовке. Материал с низкой пластичностью перед процессом прокатки приходится нагревать до температуры, превышающей температуру рекристаллизации, что значительно облегчает работу с ним. Более пластичный материал можно подвергнуть холодной прокатке (температура металлической отливки может не отличаться от температуры внутри помещения).

Наиболее востребованным способом проката в настоящее время является холодный прокат. Он незаменим при изготовлении фольги различного вида, особенно самых тонких её вариантов (толщина листа может быть уменьшена до двух десятых миллиметров), а так же пластин толщиной от 0,2 до 6 мм, которые используются в сферах высоких технологий.

Предназначение продукции холодного металлопроката

Высокая стоимость холодного проката и специфические качественные показатели не позволяют его использовать в качестве армирующего и каркасного материала в глобальном строительстве. С этой функцией прекрасно справляются изделия из горячекатаных стальных листов — именно они являются гарантией длительной и полноценной эксплуатации различных построек. Несмотря на это, холодный металлопрокат, благодаря высокой прочности, точности исполнения и абсолютной гладкости, имеет широкий диапазон использования и по своей популярности намного опережает горячий металлопрокат.

Основными точками приложения проката, выполненного холодным способом, являются предприятия, занимающиеся производством специализированной техники, высокоточного оборудования и различных уникальных приспособлений. Автомобилестроение и самолётостроение относятся к одним из таких отраслей. Профильная труба , изготовленная из холоднокатаной стали, отличается особой прочностью, лёгкостью и повышенной гибкостью. Холоднокатаный прокат также отлично подходит в качестве заготовок, на которые будет наноситься полимерное покрытие. В строительстве холоднокатаные изделия используются для декорирования кровли и отделочных работ.

Качественные изделия холодного металлопроката можно получить только при соблюдении всех технологических норм и осуществлении процесса проката на исправном и современном оборудовании.

Горячекатаный прокат в строительстве

Изделия из металлопроката, изготовленного горячим способом, пользуются особой популярностью в сфере строительства (как армирующие детали при закладке фундамента и укреплении потолочных и стеновых панелей, как элементы металлического каркаса и другие). Отличаются высокими показателями прочности, надёжности и невысокой стоимостью. Толщина изделий может варьировать от 4 мм до 16см.

Приобрести металлопрокат в Санкт-Петербурге можно в любое удобное для потребителя время и в количестве, необходимом для конкретного производства или строительства. Основным поставщиком металлопроката является компания «Сталь Холдинг». Ассортимент предлагаемой продукции позволяет выбрать материал с высокими качественными показателями любого предназначения (товары для промышленного производства, строительные материалы, элементы декора и изделия для сельскохозяйственных нужд).

Горячая и холодная прокатка

Процесс горячей обработки металлов давлением состоит из двух идущих одновременно процессов:

1. Наклепа, при котором происходит деформация и дробление зерен, искажение кристаллических решеток, образование внутренних напряжений;

2. Рекристаллизации, которая восстанавливает зерно и снимает внутренние напряжения, возникшие при наклепе.

Во время деформации стали при температуре выше 850º скорость рекристаллизации значительно выше скорости наклепа, в результате этого строение и свойства металла улучшаются, структура становится мелкозернистой, а зерно равноосным.

Горячая прокатка — это прокатка при которой температура прокатки выше температуры рекристаллизации металла. При горячей прокатке в том случае отсутствует наклеп, если скорость рекристаллизации больше скорости деформации. Это достигается, когда температура прокатки выше температуры рекристаллизации

При более низких температурах и значительных деформациях скорость наклепа растет, а скорость рекристаллизации уменьшается. При температуре 500º — 600º скорость рекристаллизации равна 0. В этом случае зерно и свойства не восстанавливаются, форма зерна остается вытянутой, ориентированной вдоль прокатки. На практике такое явление и называют наклепом,нагартовкой или упрочнением.

Холодная прокатка – это обработка металла давлением, которая проводится при температуре ниже температуры рекристаллизации (500º — 600º), при этом достигается упрочнение металла (наклеп). При холодной прокатке зерна деформируются, вытягиваются в длину. Изменение структуры приводит к изменению свойств деформированного металла: возрастают прочность, твердость, снижаются пластические свойства металла. Изменяются также и другие свойства, например, резко падает магнитная проницаемость.

Наклепанный металл может быть исправлен нагревом до 850 – 950°. В результате такой термической обработки происходит рекристаллизация, структура исправляется, зерно измельчается, механические и другие свойства значительно улучшаются. Процесс рекристаллизации имеет очень большое значение при обработке металлов давлением, так как благодаря этому процессу можно получить изделие с зерном требуемой величины.

Чем отличается холоднокатаный лист от горячекатаного?

Прокатка – это обработка металлов под давлением. Разница свойств горячекатаного и холоднокатаного листа обусловлена температурой процесса производства. Существует промежуточный температурный интервал, в котором осуществляется плоское деформирование. Такую прокатку называют теплой, применяют ее достаточно редко. Ее цель – получение требуемых свойств продукции при экономии энергоносителей.

Различия в производстве горячекатаной и холоднокатаной стали

Горячее деформирование осуществляется при температурах, превышающих условия рекристаллизации металла и составляющих 60% и более от температуры плавления. Исходная заготовка – сляб. При повышенных температурах прочность стали уменьшается, что позволяет снизить усилие, необходимое для придания заготовке нужных размеров. В процессе происходит образование новых зерен, сохраняющих хорошую пластичность металла. Контролировать конечные размеры сложно из-за наличия на поверхности окалины и объемных изменений при охлаждении.

Холодная прокатка – пластическое деформирование заготовки при комнатной температуре. Заготовкой в данном случае служит горячекатаный лист. Перед обработкой его обязательно очищают от окалины дробеструйным аппаратом, кислотами, их комбинацией. При температурах деформирования, которые находятся ниже уровня 30% от температуры плавления, в листе возникает наклеп или деформационное упрочнение, увеличивающие прочность проката и снижающие пластичность. Для частичной рекристаллизации структуры, позволяющей несколько снизить твердость и повысить пластичность, проводят термическую обработку – отпуск.

Отличие свойств горячекатаного листа от характеристик холоднокатаного

В результате применения разных технологий получают листы, свойства которых различаются в значительной степени. Выбор холоднокатаного или горячекатаного листа зависит от функционального назначения.

Преимущества горячего деформирования

Возможность получать продукцию в широком диапазоне толщин – 0,4 (реально 1,2)-200 мм.
Относительно небольшая себестоимость процесса.
Более высокая коррозионная стойкость, по сравнению с результатом холодного деформирования.

Недостатки горячей прокатки:

невозможность получения качественного тонкого листа;
поверхность неровная, с опуском в центре, низкокачественная, вероятно присутствие окалины;
низкая точность размеров;
при сварке лист может «вести».

Преимущества холоднокатаного листа:

возможность получения плоских изделий толщиной в несколько микрон;
высокая точность геометрии;
ровная, качественная поверхность, продукция может использоваться для изготовления изделий, в которых важна эстетическая составляющая;
не «ведет» при сварке.

Недостатки этой продукции

малая коррозионная устойчивость на воздухе без антикоррозионной поверхностной обработки;
часто – пониженная пластичность;
высокая себестоимость изготовления, обусловленная использованием широкого ассортимента сложного оборудования и высокой энергоемкостью процесса.

Чем отличаются области применения холоднокатаного листа от горячекатаного?

Разница в свойствах обуславливает различные сферы использования.

Горячекатаный лист чаще всего применяется:

в строительстве – для изготовления несущих покрытий;
в судо-, авиа- и машиностроении;
для создания конструкций на сварных, болтовых, клепочных соединениях;
для изготовления сварных труб.

Области применения холоднокатаного листового проката:

производство профнастила, гладкого оцинкованного листа;
автомобилестроение;
получение жести – тонкого листа или ленты с защитным, чаще всего оловянным, покрытием, используемой для изготовления консервных банок;
травленный отожженный лист – декапир – применяется для изготовления эмалированной посуды.

Благодаря высокому качеству поверхности, холоднокатаный лист хорошо воспринимает порошковое окрашивание, хромирование, никелирование.

В чем разница горячекатаного и холоднокатаного листа. Области применения.

Отличия: 1. В толщине. Вы не найдете холоднокатаный лист толщиной 4 мм и, соответственно, горячекатаный толщиной 0,5 мм. (учтите также, что чем тоньше лист, тем дороже) 2 Точность изготовления холоднокатанного листа больше (также влияет на стоимость. Чем точнее, тем дороже) , 3.Главное отличие — темепература при прокатке, и, как следствие: 3а. Холоднокатанный лист — упрочнен вследствие пластических деформаций. По толщине — тоже имеется неоднородность упрочнения. 3б Холоднокатанный прокат неизбежно имеет внутренние (остаточные) напряжения. 3в. Горячекатаные листы могут быть (но не должны) с окалиной. 3г. При сильно отрицательных температурах горячекатанный лист охрупчивается меньше, чем холоднокатанный.

Стальной листовой прокат изготавливается двумя способами: горячей прокаткой или холодным деформированием. Эти методы обусловливают разницу эксплуатационных характеристик продукции и сферы применения. И при выборе материала, очень важно знать отличия горячекатаного от холоднокатаного листа.

Методы изготовления проката

Процесс производства листовой стали заключается в прокате стали на прокатном станке, где металл прогоняется между крутящимися валками. Разница заключается в заготовке и температуре изготовления.

Читать еще: Руководство по обработке анодированного алюминия

Горячекатаные листы изготавливаются из слябов углеродистой, конструкционной или легированной стали при повышенной температуре (от 920С). Металл размягчается, благодаря чему ему проще придать желаемую форму. Образуются новые зерна, сохраняющие высокую пластичность материала. Однако на поверхности листов образуется окалина, уменьшающая качество поверхности проката. Из-за этого сложнее контролировать конечные размеры изделия.

Холоднокатаный прокат выпускается путем поката горячедеформированных заготовок при комнатной температуре. Поверхность заготовок предварительно очищается от следов окалины травлением, дробеструйной обработкой или комбинацией этих способов. В итоге получившиеся листы имеют большую прочность, но меньшую пластичность.

Непосредственное отличие

Из-за технологических различий на выходе мы получаем листы с разными свойствами эксплуатации. Например, в случае с горячим деформированием листа, мы получаем возможность производить листы толщиной от 0,4 до 200 мм. Листы производятся при небольших затратах, что делает изделия недорогими для конечного покупателя. Листы горячекатаные устойчивы к атмосферными воздействиям, что снижает риск появления коррозии.

К недостаткам можно отнести снижение качества про производстве тонких изделий. На поверхности могут присутствовать окалины, а также общая форма изделия имеет деформацию к центру, соответственно, хромает точность размеров. Сварщики отмечают, что такой лист ведет во время работы.

Достоинства применения холоднокатаной технологии заключаются в том, что на выходе можно получать максимально тонкие изделия, даже толщиной в несколько микрон. Изделия будут геометрически правильными, а поверхность металла — ровной. Последнее очень важно, поскольку это расширяет область применения, позволяя задействовать холоднокатаные листы при производстве высокоэстетичных товаров. Сварщики хвалят такие листы, поскольку их, в отличие от предыдущих, не ведет в процессе работы.

С другой стороны, листы менее устойчивы к коррозии, что требует дополнительной обработки для эксплуатации изделий на открытом пространстве. Им свойственна пониженная пластичность и, к сожалению, более высокая себестоимость. Как следствие — это высокая стоимость конечного товара.

Преимущества и недостатки листовой стали горячей и холодной прокатки

Из-за различия в технологии выпуска продукции получаются листы с разными эксплуатационными характеристиками, имеющие те или иные плюсы и минусы.

Плюсы горячекатаных листов:

Низкая себестоимость процесса, благодаря чему получается прокат невысокой стоимости;

Большой выбор толщин и размеров листов, благодаря чему сфера применения данной продукции намного шире;

Хорошие параметры устойчивости к коррозионному поражению.

Поверхность листов отличается низким качеством, плохой эстетичностью и высокой шероховатостью;

Из-за высокой пластичности металла получаемые изделия имеют разнотолщинность, а после остывания меняют первоначальные размеры;

Нельзя получить качественную тонкостенную продукцию;

Высокая вероятность поводок при сварке;

Необходимость дополнительной очистки поверхности от окалины.

Особенности горячекатаных листов

Горячекатаную продукцию производят при температурном режиме, который превышает условия рекристаллизации металла и составляет около шестидесяти процентов от температуры плавления. В качестве исходных заготовок выступают слябы, которые нагревают до 920 градусов по Цельсию, чтобы придать им необходимую пластичность, а после чего подают на несколько пар движущихся валков, дистанция между которыми изменяется.

Таким образом, получается лист, чья толщина может варьироваться от четырех до ста шестидесяти миллиметров.

После остывания форма и размеры листа довольно часто меняются, по этой причине такой прокат применяют только в тех производствах, где нет необходимости в точном соблюдении физико-механических характеристик получаемых элементов.

Часто изделия имеют неровности по углам листов или неравномерную толщину. Кроме того они нуждаются в дополнительной обработке, поскольку обычно покрыты окалиной.

Зато за счет нагрева повышается вязкость и пластичность металла, а также увеличивается его прочность.

Горячекатаный металл делают из стали разных типов, в том числе, углеродистой, легированной и низколегированной.

Различия в производстве горячекатаной и холоднокатаной стали

Производство листового проката регламентируют два документа: ГОСТ 19903-2015 – для горячекатаного и ГОСТ 19903-2015 для холоднокатаного листа. Упомянем ещё ГОСТ 13345-85, которым установлены требования к изготовлению жести – разновидности холоднокатаного листового проката толщиной 0,18–0,36 мм. Основные отличия г/к и х/к листа обусловлены технологиями их производства:

горячая прокатка выполняется при температуре заготовок 1 150 – 1 200 °C на входе в первую клеть стана и завершается на отметке 900–950 °C;
при холодной прокатке в зависимости от марок стали границы температурного диапазона в 2,5–6 раз меньше.

Температура обработки стали непосредственно влияет на процесс рекристаллизации металла. Чем она выше, тем интенсивнее процессы изменения внутренней структуры стали, что влияет на механические и качественные характеристики готовой продукции. Это первая часть ответа на вопрос, чем отличается горячекатаный лист от холоднокатаного.

Чем ещё отличается холоднокатаный лист от горячекатаного

С ростом температуры металла его податливость в обработке быстро возрастает. При этом появляются новые возможности, но одновременно возникают и технологические ограничения по изготовлению некоторых видов продукции. Например, по «холодной» технологии невозможно катать рельсы, в то время как на станках горячей прокатки нельзя изготовить лист толщиной менее 0,4 мм. С технологической точки зрения разница холоднокатаного и горячекатаного листа выражается в таких параметрах, как:

толщина – у х/к листа она составляет 0,35–5 мм, а у г/к продукции – 0,4–160 мм;
качественные характеристики поверхности, которые выше у холодного проката;
точность изготовления – допуски для х/к листа намного жёстче.

Совокупность свойств и характеристик определяет основные сферы применения разных видов металлопроката. Нередко они являются взаимозаменяемыми материалами, но чаще всего прокат предназначен для изготовления определённых видов продукции или других целей. Такое разделение объясняется в том числе финансовыми причинами, поскольку холоднокатаный металлопрокат того же сортамента обходится дороже. В следующей сводной таблице мы более подробно покажем, чем отличается х/к лист от г/к продукции.

Холоднокатаные и горячекатаные трубы: свойства и применение

Холодно- и горячекатаные трубы относятся к бесшовной разновидности трубной продукции. Изготавливают их разными способами. Поэтому трубы отличаются внешним видом, свойствами и сферой применения.

Холоднокатаные трубы

Нормативная документация

Основными нормативными документами по изготовлению холоднокатаных труб являются ГОСТы 8734-75 и 8733-74. Они определяют сортамент и технические требования к изделиям.

Особенности изготовления

Есть два основных этапа изготовления холоднокатаных труб.

Получение заготовки. Этот этап одинаковый для холодно- и горячекатаных труб. Для получения заготовки используют трубопрокатные станы горячей прокатки. С их помощью из разогретой цельной стальной болванки делают полую гильзу. Отверстие в ней формируется и увеличивается до требуемых размеров с помощью специальной оправки, которая прошивает цельную заготовку насквозь.
Получение конечного изделия. Эту часть операции выполняют на стане холодной прокатки: деформация происходит на неподвижной конической оправке. Трубу формируют при помощи калибров, закрепленных в вырезах валков. При этом ручьи калибров, непосредственно воздействующие на заготовку, имеют переменное сечение и труба после прохода через них постепенно деформируется и приобретает требуемые размеры.

Свойства и применение

Для изготовления холоднокатаных труб используют черные (углеродистые или легированные) и цветные металлы. Современные производители выпускают изделия с толщиной стенки от 0,06 до 12 мм и диаметром от 0,3 до 450 мм. Главное достоинство холодной прокатки в том, что она позволяет получать трубы с высокой точностью размеров и чистой наружной поверхностью. Помимо стандартных изделий круглого сечения этим методом изготавливают прокат в форме квадрата, прямоугольника, овала и даже звезды.

Холоднокатаные трубы востребованы в авиации, космонавтике и медицине. Их используют при изготовлении топливной аппаратуры, двигателей внутреннего сгорания, паровых котлов энергетических и атомных установок. Безупречный внешний вид таких труб позволяет применять их при изготовлении мебельной фурнитуры.

Так выглядит турбореактивный двигатель, устанавливаемый на самолеты СУ-27. Трубопроводы, используемые в нем, изготавливают только методом холодной прокатки

Горячекатаные трубы

Нормативная документация

Основными нормативными документами по изготовлению горячекатаных труб являются ГОСТы 8732-78 и 8731-74. В них описаны сортамент и технические требования к изделиям этого вида.

Особенности изготовления

Горячекатаные трубы изготавливают в три основных этапа:

Прошивка. В ходе этой операции из цельной стальной заготовки, разогретой до температуры 1150–1270 °С (показатель зависит от марки используемой стали), получают толстостенную полую гильзу. Для получения начального отверстия заготовку прошивают оправкой.
Раскатка. Она позволяет получить готовую трубу с требуемыми параметрами. Чаще всего для этого используют автоматические раскатные станы. Деформируемые трубы одевают на оправку и пропускают между валками. В результате труба приобретает требуемые размеры. Прокатку выполняют два-три раза.
Горячая отделка. Возникшую неравномерность толщины стенок трубы после раскатки устраняют с помощью обкатного стана, похожего по конструкции на прошивной. Окончательные размеры труба приобретает в калибровочном стане.

Все перечисленные этапы труба проходит в разогретом состоянии. На видео ниже представлена одна из технологий изготовления подобной продукции:

Свойства и применение

Для изготовления горячекатаных труб используют углеродистые, легированные или нержавеющие стали. Допускается изготовление изделий с наружным диаметром от 28 до 530 мм и толщиной стенки от 2,5 до 75 мм. Современные производители могут выпускать горячекатаные трубы с минимальным наружным диаметром до 16 мм. Но на практике чаще всего выпускают трубы с наружным диаметром от 28 до 426 мм и толщиной стенки от 3 до 40 мм. Производство горячекатаных изделий с другими параметрами считается нецелесообразным из-за трудоемкости процесса их изготовления.

Трубы этого вида не имеют такой точности размеров и чистоты поверхности, как холоднокатаные аналоги, но быстрее изготавливаются. Они отличаются высокой прочностью, поэтому трубы используют там, где нужна высокая надежность: при постройке систем с высоким расчетным давлением, в химической и нефтедобывающей промышленности, при прокладке бытовых водопроводов и в котельных установках.

В сегменте круглых труб основными видами изделий являются бесшовные и электросварные. При этом разница в объемах их производства постепенно уменьшается. Так, в 2010 году в России в целом было изготовлено 2,659 млн т бесшовных труб и 3,342 млн т электросварных, а в 2015–м эти цифры составили уже 3,419 млн т и 3,919 млн т соответственно.

Изготовление подобных элементов мебели из горячекатаных труб невозможно. Для этого у них слишком грубая поверхность

Заключение

Холоднокатаные и горячекатаные трубы за некоторыми исключениями изготавливают из одних и тех же марок сталей. Оба вида продукции отличаются высокой прочностью. Различия в применении определяются особенностями изготовления труб. Подытоживая все сказанное, можно отметить, что холодная прокатка позволяет добиться безупречного качества поверхности и точности геометрических параметров, а горячая – высокой производительности и меньшей стоимости конечного изделия.

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
Прокат стальной горячекатаный
- Главные отличия горячекатаных изделий
Холодный прокат
Сортамент горячекатаного проката
- Круглый горячекатаный стальной прокат

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.

Читать еще: Листовой прокат. Лист стальной ГОСТ, вес.

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.

Виды металлопроката

Основу абсолютно любой металлоконструкции составляет металлический прокат. Из данной продукции создаются: каркасы сооружений, ворота, рамные конструкции (в том числе для автомобилей). Металлопрокат лежит в основе всевозможных заграждений, рекламных щитов и опор линий электропередачи. Прокат есть даже в железобетоне, он представлен арматурой, прутами и сеткой.

Впервые принцип прокатного станка для металла был описан Леонардо Да Винчи в 1480 году.

Металлопрокат – стандартизированная и унифицированная продукция из металла, которую получают в ходе обработки на прокатном стане. По своей сути металлопрокат является сырьем для изготовления всевозможных конструкций и изделий. Прокат для металлоконструкций – то же, что и кирпич для зданий. В обзоре будет рассказано, как выбрать металлопрокат.

Металлопрокат может быть не только стальным или чугунным. В продаже можно встретить прокат из меди, бронзы, латуни, свинца, цинка и пр.

Первый в истории металлопрокат изготавливался из драгоценных благородных металлов, таких как золото и серебро. Листы драгметаллов в прошлом использовались для чеканки монет.

На сегодняшний день различают свыше 30 разновидностей металлопроката. При этом каждый из видов проката имеет весьма обширный типоразмерный ряд. Прокат может быть как общего назначения, так и специализированный. Некоторые виды проката можно встретить лишь в каких-то узких областях машиностроения и производства. Итак, какие же разновидности проката существуют, как выбрать металлопрокат.

Классификация металлического проката

Всю серию металлопроката можно разделить на 4 больших категории:

Сортовой
Фасонный
Трубный
Листовой

Между собой данные категории проката различаются принципом формирования профиля.

Сортовой прокат

Сортовой прокат – изделия из данной категории имеют такую форму, что проведенная к любой из сторон касательная не будет пересекаться с другими поверхностями данного изделия. К сортовому прокату относятся: шары, цилиндры, квадраты, шестигранники и прочее-прочее.

Отдельной категорией сортового проката выпускается арматура. За счет рифленой насечки данная серия изделий не вписывается в общую концепцию сортовой продукции. Но в основе изготовления арматуры лежит такая же технология, как и при производстве металлических цилиндров и прутов.

Дополнительно к сортовому металлопрокату относят и узкую металлическую полоску, хотя по факту это разновидность листового металла.

Область применения сортового проката неимоверно широка и разнообразна. Сортовой прокат используют во многих сферах машиностроения, судостроения и авиастроения. Данная разновидность проката используется в производстве широчайшего спектра изделий, от слесарных ключей до валов и метиза. Медный сортовой прокат часто используется в качестве сырья на металлургических комбинатах.

Цилиндры чистой меди удобно дозировать при подготовке консистенций для выплавки высококачественной бронзы и латуни.

Фасонный прокат

Фасонный прокат – в отличии от сортового металлопроката концепция данных изделий допускает, что приложенная к одной из сторон касательная может пересекать другие поверхности изделия. Металлопрокат фасонного типа имеет более сложную форму, чем в сортовой продукции. В перечень фасонного проката входят: уголок, швеллер, двутавр, рельс и пр.

Ассортимент фасонного проката можно разделить на 2 обширные категории:

Массовый
Специализированный

Между собой данные виды металлопроката отличаются сферой применения.

Фасонный прокат массового типа допустимо использовать в подавляющем большинстве отраслей. То есть это «универсальный» металлопрокат, который в общем и целом удовлетворяет требования к прочностным и прочим характеристикам среднестатистической металлоконструкции.

Фасонный прокат массовой категории обычно используется в рамках общегражданского строительства и различных отраслей производства.

Специализированный фасонный прокат используется лишь в определенных сферах производства. Существуют отдельные категории металлопроката для судостроения и авиастроения. Специализированный прокат используется при строительстве мостов, тоннелей и прочих объектов промышленного и военного назначения. Существует прокат, приспособленный для создания шахтного оборудования, тракторов и комбайнов.

Главной отличительной особенностью специализированного фасонного проката является соответствие определенным требованиям, которые предъявляются к прочности, коррозионной и химической стойкости, температурной выдержке и т.д. Разумеется, специализированный прокат может отличаться и формой. Среди специализированного фасонного металлопроката встречаются уникальные изделия со сложной геометрией, которые попросту недоступны в свободной продаже.

Без фасонного проката просто невозможно себе представить современное строительство. Уголки, швеллера и двутавры – это основа каркаса практически любого быстровозводимого сооружения. Из фасонного металлопроката изготавливаются всевозможные несущие конструкции, балки, фермы и усиления.

Сфера применения фасонного проката практически безгранична!

Трубный прокат

По своей сути трубный прокат является разновидностью фасонного металлопроката. Ведь если провести касательную ко внутренней поверхности, то она непременно пересечется с другой поверхностью изделия. Но из-за широчайшего ассортимента трубы все-таки выделяют в отдельную категорию.

Трубы предназначены для транспортировки различных рабочих сред. Это может быть как воздух и сыпучие вещества, а также жидкости с вязкими консистенциями. Дополнительно трубы нашли широкое применение в строительстве и многих отраслях машиностроительного производства.

В 1853 году заработала первая в мире пневматическая почта (Лондон), которая была основана на трубопроводном прокате и воздушном насосе.

Существует несколько основных типов трубопроводного проката:

Округлый
Прямоугольный

В представлении многих обывателей труба – это округлый полый цилиндр. Но на самом же деле трубы могут иметь еще и форму равностороннего прямоугольника (квадрата), а также прямоугольника с различной длиной сторон.

Разумеется, встречаются трубопроводы и других форм. Трубы могут иметь эллиптическую и треугольную форму, но широкого распространения они не получили, поэтому говорить о них смысла особого нет.

Квадратные трубы находят применение как в транспортировке различных сред, так и в строительстве, а также машиностроении. Квадратная тонкостенная труба часто используется при создании вентиляционных каналов. А классические толстостенные трубы с квадратным профилем хорошо себя зарекомендовали в качестве опорных и несущих конструкций.

Квадратный профиль хорошо стыкуется с плоскими поверхностями. Это могут быть как стены, так и стороны другого металлопроката.

Касательно округлых труб, эта разновидность металлического проката является незаменимой в тех случаях, когда рабочая среда циркулирует под давлением. Округлые стенки как никакие другие поверхности справляются с нагрузкой гидроциклического давления. Трубы с округлым сечением составляют основу водораспределительной сети. Округлыми являются тепловые магистрали и коммуникации для транспортировки сыпучих материалов (песок, зерно).

Листовой прокат

Листовой прокат – это основа для создания всевозможных корпусов, обшивок и панелей. Металлические листы являются главным сырьем при штамповке в рамках серийного и массового производства.

Листовой прокат может быть представлен следующими видами продукции:

Классические листы
Рулонный листовой металл
Полоски

Дополнительно листовой прокат можно классифицировать и по толщине: тонкостенные и тонкостенные листы. К тонкостенному относится прокат толщиной до 4 (мм). Касательно толстостенных листов, толщина этого проката может достигать 50-70 (мм). Листы большой толщины незаменимы при строительстве мостов и железнодорожных переездов. Разумеется, существует и более толстый прокат (200 мм и даже более того), но он уже относится к классу плит.

Читать еще: Цинкование металла своими руками – обзор подходящих способов

Что еще нужно знать о том, как выбрать металлопрокат.

Температура создания проката

При производстве проката могут использоваться 3 типа заготовок:

Горячие
Теплые
Холодные

От температуры проката зависит толщина и точность проката. Горячекатанные изделия предполагают толстостенный прокат, толще 4 (мм). Горячий металл имеет высокую пластичность, что позволяет без разрушения структуры металла формировать продукцию. Но что касается точности горячекатанного проката, такие изделия часто имеют прогибы и прочие статические деформации, наличие которых обусловлено особенностями производства.

Наиболее точными являются изделия, полученные методом холодного проката. Но для холодного проката подходит лишь металл толщиной до 4 (м). А теплый прокат дает усредненный результат.

Лист холоднокатаный и горячекатаный: отличия

При изготовлении абсолютного большинства видов металлопроката, включая листовую сталь, используются «горячие» и «холодные» технологии производства. Здесь мы дадим ответы на вопрос, чем отличается холоднокатаный лист от горячекатаного. Эти ответы будут касаться их характеристик, преимуществ и недостатков, сферы применения и других аспектов.

Различия в производстве горячекатаной и холоднокатаной стали

горячая прокатка выполняется при температуре заготовок 1 150 – 1 200 °C на входе в первую клеть стана и завершается на отметке 900–950 °C;
при холодной прокатке в зависимости от марок стали границы температурного диапазона в 2,5–6 раз меньше.

Отличие свойств горячекатаного листа от характеристик холоднокатаного

Характеристики стального металлопроката определяются свойствами сплава, из которого он изготовлен. Кроме того, на качестве готовой продукции сказывается технология её производства. Отличия горячекатаного листа от холоднокатаного проявляются в таких свойствах, как:

пластичность металла – у холодного листа она выше;
свариваемость – тоже лучше у холоднокатаного проката;
прочность на излом – выше у х/к листа.

Однако помимо различий, обусловленных свойствами самого металла, разница г/к и х/к листа находит своё продолжение в технологии производства этих видов проката. Правильнее будет говорить о возможностях холодной и горячей обработки металлов. Именно они определяют большинство отличий холоднокатаного и горячекатаного листа.

Чем ещё отличается холоднокатаный лист от горячекатаного

толщина – у х/к листа она составляет 0,35–5 мм, а у г/к продукции – 0,4–160 мм;
качественные характеристики поверхности, которые выше у холодного проката;
точность изготовления – допуски для х/к листа намного жёстче.

Сравнительная таблица холоднокатаного и горячекатаного листов

Из таблицы видно, что основная разница между ними заключается в сортаменте, а также в точности изготовления продукции. Требования к х/к листовому металлопрокату заметно выше, но его сортамент намного уже.

Характеристики проката

Вид листового проката

холоднокатаный

горячекатаный

Количество классов точности по толщине

три с допусками от +/- 0,02 до +/- 0,25 мм

два с допусками от +/- 0,05 до +3,1 и -4,2 мм

Количество классов точности по ширине

три с допусками от +2 до + 10 мм

один с допусками от +6 до + 75 мм

Количество классов точности по длине

три с допусками от +2 до + 25 мм

один с допусками от +10 до + 75 мм

Количество классов плоскостности (качества поверхностей) листов

четыре с отклонением на метр длины листа в пределах 5–20 мм

четыре с отклонением на метр длины листа в пределах 4– 18 мм

На самом деле различий между х/к и г/к прокатом больше. В их числе пластичность, механическая прочность, свариваемость, стойкость к коррозии. Разнообразие свойств и характеристик обеспечивает потребителю оптимальный выбор листового металлопроката для своих нужд. Например, вам не придётся платить лишнего за явно избыточные характеристики материала.

Преимущества горячекатаного листа

Говорить о преимуществах какого-либо материала можно тогда, когда у него имеется альтернатива в виде другой продукции. Г/к и х/к прокат по большому счёту не являются конкурентами. Скорее их сортамент дополняет друг друга. В числе преимуществ г/к листа можно назвать:

максимально широкий ассортимент продукции по толщине и размерам листа;
относительно невысокую стоимость проката;
возможность применения разнообразных способов антикоррозионной обработки изделий из него;
универсальность материала, обеспечивающую ему широкую сферу применения;
долговечность и прочее.

Недостатки горячекатаного листа

К недостаткам горячекатаного листа можно отнести отсутствие в общем ассортименте тонколистового проката толщиной менее 0,4 мм. Он уступает по коррозионной стойкости, а также прочности сварных швов х/к металлопрокату. Его не следует использовать при изготовлении продукции, к качеству поверхностей которой предъявляются повышенные требования.

Преимущества холоднокатаного листа

Холоднокатаный листовой прокат – это по определению более высокосортная продукция в сравнении с горячекатаными аналогами. Его основными преимуществами являются:

высокая точность изготовления, что сокращает потери материала на отходы;
повышенные показатели прочности и стойкости к коррозии;
отличная свариваемость, позволяющая использовать все способы сварки при высоком качестве сварных швов;
доступность любых способов антикоррозионной обработки, включая оцинкование, порошковое окрашивание изделий из него;
пластичность, что делает х/к лист идеальным материалом для изготовления штампованных деталей и готовых изделий.

Недостатки холоднокатаного листа

Главным недостатком холоднокатаного листового проката является ограниченная пятью миллиметрами толщина листов. Кроме того, он ощутимо дороже аналогичного сортамента г/к проката. Однако эти рассуждения о преимуществах и недостатках двух видов материалов не дают вразумительного ответа на вопрос: что лучше горячекатаный или холоднокатаный лист? На самом деле обе категории металлопроката в равной мере хороши для своих сфер применения.

Области применения холоднокатаного и горячекатаного листа

Достоинства любой продукции в полной мере проявляются только при её использовании по назначению. В числе основных областей применения горячекатаного листа:

строительство, где все виды г/к проката являются основным конструктивным материалом для возведения металлоконструкций, в том числе высокой несущей способности;
изготовление разнообразной промышленной продукции: например, товарных вагонов, кузовов самосвалов и т. д.;
листовой горячекатаный прокат также используется в производстве сварных труб, гнутых профилей и другой продукции.

Основными потребителями холоднокатаного листа являются:

автомобильная промышленность, где из х/к листа штампуют детали кузовов легковых автомобилей и кабин грузовиков;
производители кровельных материалов – металлочерепицы и профилированного листа.

Из холоднокатаного листа также изготавливают корпуса электротехнических приборов и оборудования, металлическую посуду и множество другой продукции.

Что лучше: горячекатаный или холоднокатаный лист

Давать ответ на этот вопрос не имеет смысла. Просто используйте металл по назначению. При надлежащей антикоррозийной обработке горячекатаный и холоднокатаный прокат прослужит вам одинаково долго. Во всяком случае, в масштабах человеческой жизни.

Технологии производства стального листа холодным и горячим прокатом

В производстве металлопроката широко применяются два метода получения стального листа – горячего и холодного проката.

Данные технологии обработки металла имеют несколько значительных отличий. Поэтому готовые изделия также получают различные эксплуатационные качества и физические свойства, которые определяют дальнейшую область применения материалов.

Первое отличие касается марок применяемых стальных сплавов: для горячего проката используется сталь 09Г2С (низкоуглеродистая) , а для холодного 08ПС (углеродистая) .

С точки зрения покупателя, основное различие горячекатаного и холоднокатаного листа заключается в их стоимости, которая ощутимо выше у стального листа, полученного методом холодного проката. Как показывает практика, повышенная цена обусловлена более сложным процессом производства, а также применением более функционального оборудования.

Производство холоднокатаного листа

В начале производственного цикла стальная заготовка проходит стадию зачистки и выравнивания поверхности, затем нагрева, что способствует повышению пластичности металла и позволяет осуществить горячую прокатку, в ходе которой металл получает вид рулонов небольшой толщины листа.

Полученный металлический лист подвергается травлению, так как поверхность материала после воздействия высоких температур получает окалину, после чего производится сварка листов (если необходимо получить изделие большого размера), а также обрезание продольных кромок.

Дальнейшая технология предполагает прокатку заготовок через непрерывные станки или оборудование с реверсивным циклом работы, а также отожжение. Целью производства является получение непрерывного тонкого листа стали, который затем нарезается на листы нужного размера.

Как изготовляется горячекатаный лист

Цикл производства горячекатаного листа существенно короче и нередко включает в себя только прогон разогретого металлического бруска на станке горячего проката. В течение всего производственного цикла необходимо обеспечивать поддержание стабильно высокой температуры для раскатки листовой стали.

Готовое изделие имеет окалину, а толщина листа получается существенно больше (менее 0.5 мм получить листовую стали горячим прокатом невозможно). В зависимости от применяемого ГОСТа, полученная рулонная горячекатаная сталь в дальнейшем подвергается обрезанию кромки и раскраиванию на листы нужного размера.

Преимущества и недостатки технологий холодного и горячего проката

Сталь холоднокатаная, несмотря на более высокую стоимость, наиболее востребована в промышленности, благодаря следующим преимуществам:

Меньшая толщина листа
Ровная поверхность стали
Одинаковая толщина по всей поверхности
Высокие показатели механической прочности и твердости металла
Листы не растрескиваются при сгибании

К недостаткам метода можно отнести более высокую стоимость и длинный производственный цикл.

Горячекатаная сталь в числе преимуществ имеет меньшую стоимость и короткий цикл производства, однако по практическим свойствам существенно уступает изделиям холодного проката:

Неравномерная толщина
Невозможно получить тонкий лист
При сгибании получаются трещины

Область применения горячекатаного и холоднокатаного листа

Горячекатаный лист востребован в машиностроении, строительстве, вагоностроении, в промышленности – в качестве основы для производства труб, изготовления опалубок и т. д. В этом случае вторичная обработка листовой стали позволяет улучшить ее качества для той отрасли, где она используется.

Холоднокатаный лист также используется в машино- и авиастроении, изготовлении различных деталей для этих отраслей, в приборостроении и т. д.

0 0 голоса

Рейтинг статьи