Прокат и сталь в чем разница

Обновлено: 20.05.2024

Металлопрокат — изделия разной формы из стали и других сплавов или чистых металлов. В зависимости от типа, производится методом холодной или горячей прокатки на специальных станах.

Количество видов металлопроката просто поражает. Он используется в машиностроении, судостроении, строительной отрасли. Без него не обходится монтаж сложных строительных конструкций, от радиовышек до монолитных домов, изготовление сложного производственного оборудования.

Металлопрокат может использоваться в качестве заготовки для изготовления различных деталей или другого типов проката. Какие бывают виды, чем отличаются, где используются?

Классификация металлопроката

Металлопроката разделяют на несколько видов по таким признакам:

исходя из особенностей производства: горячекатаный (прокатка при температуре выше температуры рекристаллизации), холоднокатаный (при t ниже рекристаллизации).;
по используемому сплаву бывает черным (чугун и углеродистые стали), цветным (алюминий, медь, титан, никель, кадмий, олово и другие металлы), нержавеющий (из нержавеющих сталей с легирующими металлами: хромом, никелем, марганцем и др.);
по методу обработки поверхности: шлифованный, матовый, зеркальный, калиброванный.

По типу готовых изделий бывают такие виды металлопроката:

листовой: листовая сталь, толстолистовой прокат (толщина от 2 мм), лента и др.;
сортовой — изготавливается на сортовых станках, разные виды отличаются формой сечения: арматура, круг, шестигранник, полоса, квадрат, проволока и др.;
фасонный — имеет сложную форму профиля: швеллер, уголок, рельс;
трубопрокат: сварные, холоднотянутые, горячекатаные трубы с прямоугольным, круглым или овальным сечением.

Виды металлопроката

Для удовлетворения потребностей разных отраслей промышленности металлургические комбинаты выпускают разные виды металлопроката. У каждого типа свои особенности, сфера применения.

Труба

Выпускается с прямоугольным, квадратным, круглым сечением. Изготавливается из других типов металлопроката: сварная из листовой стали, холодно и горячекатаная из стального круга.

Применяется практически во всех отраслях промышленности: при бурении скважин, разработке нефтегазовых месторождений, строительстве нефтегазопроводов, канализации, водопроводов, при изготовлении производственного оборудования, рекламных конструкций. Трубы могут использоваться как заготовки для изготовления различных деталей в машиностроении.

Полоса

Изготавливается согласно ГОСТ 103-76 или ГОСТ 103-2006 из разных типов сталей, в том числе конструкционной, пружинной. Представляет собой стальную пластинку с прямоугольным сечением. Может использоваться для производства стального листа, рессор, различных деталей. Применяется в строительной сфере.

Арматура

Сортовой металлопрокат в виде прутка с ребристой поверхностью. Преимущественно используется для армирования железобетонных изделий и монолитных зданий, а также при строительстве металлоконструкций. Обычно, изготавливается из низколегированной или углеродистой стали.

Уголок

Изготовлен в виде металлической пластины, согнутой вдоль. Используются в строительстве при монтаже железобетонных перемычек, соединения изделий из дерева, металла, в машиностроении при изготовлении крупногабаритной техники, в вагоностроении, автомобилестроении.

Квадрат

Один из видов сортового проката. Выпускается в форме прутков с квадратным сечением из стальной быстрорежущей, нержавеющей сталей, цветных металлов. Используется в художественной ковке, является основой при изготовлении режущего инструмента, различных деталей: толкателей, втулок, шпинделей. Применяется как заготовка при производстве сортового и фасонного проката.

Востребованный тип металлопроката. Выпускается в виде прутков с круглым сечением методом горячей и холодной прокатки. Используется в качестве заготовок при производстве бесшовных труб, втулок, деталей, валов, крепежных изделий.

Шестигранник

Пруток с сечением в форме правильного шестигранника. Используется как заготовка для производства деталей, болтов, гаек, шпилек и др.

Швеллер

Это один из видов фасонного проката. В поперечном сечении профиль имеет П-образную форму. Изготавливается методом горячей прокатки из стальных слитков или гнутый (имеет скругленный угол) из стальной полосы. Выпускается несколько типов: с параллельным расположением полок и с небольшим углом между ними (не более 10%).

Выдерживает высокие поперечные, продольные нагрузки. Используется при сооружении металлоконструкций, анкерных столбов, для армирования железобетона, в машиностроении.

Двутавр или балка

Фасонный прокат с поперечным сечением в форме буквы «Н». Благодаря такому виду обладает высокой жесткостью и несущей способностью при снижении массы. Чаще всего используется в строительстве при монтаже перекрытий, в качестве опорных элементов. Обычно выпускается из углеродистой и низколегированной стали.

Рельс

Это разновидность стальной балки, от нее рельс отличается формой профиля. Спроектирован так, чтобы обеспечить надежную опору для передвигающихся составов. Используется при строительстве железнодорожных магистралей, путей по территории производственных предприятий.

Один из самых используемых видов металлопроката. Поставляется намотанным в рулонах или в виде нарезанных отрезков.

Стальной лист используется для изготовления элементов кузовов легкого, грузового транспорта, спецтехники, при изготовлении корпусов радиоэлектронной аппаратуры, производственного оборудования. Является основной для изготовления других видов листового металлопроката:

металлочерепицы и профнастила;
рифленого листа (на поверхности имеет специальные насечки);
перфорированного просечно-вытяжного листа.

Листвой металлопрокат используется в строительстве для сооружения ограждающих и кровельных конструкций, изготовления переходов и др.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Что такое сортовой металл, и чем он отличается от других

Всю массу выпускаемого производителями металлопроката можно разделить на достаточно большое количество разновидностей по различным параметрам. Собственно, сортовой металл – это одна из самых обширных групп готовой продукции, которая, в свою очередь, также подразделяется на более мелкие.

Определить, относится ли конкретное изделие к данному виду проката, достаточно просто. Для всего сортового металлопроката справедливо простое правило: касательная к любой точке поверхности металлоизделия не пересекает его сечение. То есть, все изделия данной группы отличаются простотой форм и сечений, которые обычно представляют собой круг, овал или многоугольник.

Общие особенности

Сортовой металл имеет, как минимум, одну общую особенность – качество поверхности. Оно имеет классификацию и отражается в соответствующей маркировке:

используется без допобработки – маркировка «1ПГ»,
обрабатывается горячим способом под давлением – «2ПГ»,
обрабатывается механически (резанием) без нагрева – «3ПГ».

Также определенные особенности имеются у каждой разновидности проката, относящегося к этой группе, поэтому чуть подробнее стоит остановиться на них в отдельности.

Основные виды сортового проката

Как несложно догадаться, представляет собой стальной прут с круглым сечением.

Основным стандартом при его производстве является ГОСТ 2590-2006, регламентирующий сортамент изделий и их основные геометрические характеристики. В частности, главным параметром при выпуске круга является его номинальный диаметр. По стандарту он может варьироваться от 5 до 270 мм, а изделия диаметром свыше 270 и до 300 мм производятся по запросу.

Стальной круг, как и ряд других изделий, может производиться, храниться и транспортироваться в двух видах – в мотках (для изделий диаметром до 9 мм), и прутках.

Стальной квадрат во многом аналогичен кругу, но имеет ряд отличий, связанных с формой. Во-первых, он имеет квадратное поперечное сечение. Во-вторых, его сортамент регламентируется отдельным ГОСТ – 2591-2006. В-третьих, основным параметром для его выпуска выступает номинальная сторона квадрата. Она может принимать значения от 6 до 200 мм.

В отличие от круга, основной формой производства в данном случае являются прутки. В мотках могут выпускаться лишь изделия, длина стороны которых не превышает 42 мм, при этом выпуск должен быть согласован с заказчиком.

Стальной шестигранник, опять же, отличается лишь формой поперечного сечения, которое, на этот раз, представляет собой правильный шестиугольник. Производится он согласно ГОСТ 2879-2006.

Основной параметр в данном случае – номинальный диаметр вписанного круга (он же расстояние между двумя противоположными гранями). Он может варьироваться от 8 до 103 мм.

Изготавливается данная разновидность сортового металла в прутках длиной 2-6 м. Потребитель также может запросить производство шестигранника в мотках или прутках большей длины – от 3 до 13 метров.

По сути, стальная полоса могла бы называться прямоугольником, так как имеет поперечное сечение именно такого вида. Она производится по ГОСТ 103-2006. Основными параметрами при производстве являются ширина и толщина. Они, соответственно, могут иметь значения от 11 до 200 и от 4 до 60 мм.

Полоса может также изготавливается в прутках от 2 до 12 м или, по согласованию с заказчиком, в рулонах и прутках немерной длины в пределах 3-13 м.

Производство

Сортовой металл, независимо от его вида, производится методом проката на специальном прокатном стане. На него подается заготовка (сляб из требуемой марки стали), после чего она разогревается для увеличения пластичности и проходит по прокатным клетям. Последние представляют собой серию попарно расположенных валков с требуемой геометрией поверхности. Проходя через них, заготовка вытягивается и постепенно приобретает требуемую форму и размеры.

Готовые изделия нарезаются на прутки или сматываются в мотки и остужаются, после чего отправляются на хранение или поступают в продажу.

Прокатка стали: разница между технологиями горячей и холодной прокатки

По температуре обработки стали бывает горячекатаный прокат (металл нагревается выше температуры рекристаллизации, до уровня 80% температуры его плавления) и холоднокатаный прокат (30% и меньше от температуры рекристаллизации). В свою очередь, рекристаллизация – это образование и рост кристаллических зёрен материала (металла) за счёт существующих кристаллических зёрен. При горячей прокатке нагрев превышает 920 градусов. Например, для низкоуглеродистой стали температура горячей прокатки должна быть не ниже 1169 градусов.

Получение любого проката возможно 2-мя способами. При первом, на сегодня уже устаревшем, используются стальные слитки (отлитые в специальные формы-изложницы), перерабатываемые в готовый прокат в 2 стадии. Полученные слитки нагреваются и прокатываются в заготовку на обжимных станах, а после удаления дефектов поверхности (закатов, трещин и т.п.) выполняется повторный нагрев и финальная прокатка в горячекатаный лист или фасонный прокат.

При втором способе разливка в изложницы заменяется разливкой на машинах непрерывного литья (МНЛЗ), откуда заготовка также поступает на прокатные станы. Подобным образом исключается такое технологическое звено, как слябинги и блюминги, повышается качество, устраняются потери металла и ресурсов производства при обрезке слитка. В Украине большинство металлургических компаний имеет МНЛЗ и литейно-прокатные модули, а на остальных предприятиях имеются планы по внедрению такого оборудования.

По взаимному положению полосы металла и осей валков прокатка бывает продольная (полоса перпендикулярна валкам), поперечная (полоса параллельна валкам) и поперечно-винтовая или «косая» (валки под углом друг к другу и к оси полосы). Это позволяет получать продукт различной формы. Главные типы проката по форме и размерам – это горячекатаный лист, рулон или жесть и сортовой (простой или фасонный).

Сравнение горячекатаного и холоднокатаного проката

Сегодня в мире горячей прокаткой получают около 80% общего объёма металлопроката. Она требует меньше производственных усилий и, следовательно, меньше электроэнергии. Повышенная пластичность при такой прокатке позволяет за один передел получать значительное сокращение площади поперечного сечения заготовки. Слитки, в значительной мере неоднородные структурно и химически, могут быть обработаны только горячими.

Для горячекатаной (г/к) продукции во многом применяется марка стали 09Г2С, для холоднокатаной (х/к) – 08ПС. Холоднокатаная сталь проходит более длинный путь обработки – подвергается травлению, и лишь затем передаётся на стан. Поэтому, например, толщина х/к листа – не более 5 мм, а его поверхность намного ровнее.

Х/к лист обычно одинаковой толщины по всей площади, без окалины, которую не нужно сбивать перед покраской. Кроме того, при холодной прокатке поверхность металла упрочняется, а это улучшает его механические свойства; х/к лист при сгибании не трескается, более прочен на растяжение и разрыв. Тогда как г/к лист толщиной 3 мм и более обладает довольно большой погрешностью по толщине на площади листа, имеет неровную поверхность, а после термообработки его коробит, и требуется рихтовка.

ТАБЛИЦА. Сравнение свойств х/к и г/к листа

Ровная, поэтому используется там, где в конечном продукте это имеет значение, в т.ч. для металлоизделий (метизов) и в приборостроении

Неровная, чаще всего середина листа «опускается», поэтому в основном применяется в строительстве и сварке металлоконструкций

Напряжение в листе

Равномерное. Это важное свойство металла любого назначения, особенно для приборо- и автостроения

Неравномерное. Тем не менее, используется в машиностроении

Обычно делается из низкоуглеродистой стали и имеет высокую пластичность (можно неоднократно и сильно гнуть)

Делается из углеродистой, низколегированной стали. Для производства котлов и сосудов под давлением используют также легированную сталь

- авто- и судостроение

- в строительстве (для получения профнастила, кровельных листов)

- строительство (в основном в виде несущих покрытий)

- машиностроение, в т.ч. судо- и авиастроение

В Украине значительная часть прокатных мощностей металлургических предприятий нуждается в модернизации с точки зрения как производственной эффективности оборудования, так и доступного сортамента.

Производство горячекатаного проката

«Горячие» станы способны производить плиты толщиной 50-350 мм, листы 3-50 мм и полосы (сматываемые в рулоны) толщиной до 20 мм. Станы для толстого листа включают 1-2 клети типа «дуо» или «кварто» (т.е. с одной или двумя парами валков), иногда с дополнительными вертикальными клетями для обжатия боковых кромок. Для полос применяются станы из 10-15 клетей «кварто» и клетей с вертикальными валками.

На выходе из валков ставятся выходные рольганги и другое вспомогательное оборудование для дальнейшей обработки: у толстолистовых станов – правильные машины, ножницы, термические печи и др., у полосовых – моталки для сматывания в рулоны, конвейер для рулонов, оборудование для их разматывания, правки, резки.

В свою очередь, сортовые станы довольно различны по своим свойствам. Основные их типы – это

универсальные станы для широкополочных балок, обычно из 3 или 5 последовательных клетей;
рельсобалочные станы ступенчатого типа из 2 или нескольких линий с клетями «трио» и «дуо»;
крупносортные станы ступенчатого и полунепрерывного типа из 2 или нескольких линий с клетями «трио» и «дуо»;
среднесортные станы ступенчатого типа в 2 или 3 линии;
мелкосортные станы (непрерывные или полунепрерывные);
непрерывные проволочные станы.

Обзор спецификаций горячекатаного проката

Г/к прокат подразделяется, среди прочего, на:

«толстый лист» из углеродистой стали, а также из конструкционной качественной стали;
тонкий лист из стали повышенной прочности;
лиcт из углepoдиcтой, низкoлeгиpoвaнной или лeгиpoвaнной стали для кoтлoв и cocудoв пoд дaвлeниeм;
лист для холодной штамповки из конструкционной качественной стали;
для судостроения;
низколегированный конструкционный для мостостроения;
сортовой стальной горячекатаный (круглый, квадратный, шестигранный);
сортовой и фасонный из нелегированной стали;
сортовой из конструкционной нелегированной или легированной стали для холодной объемной штамповки;
сортовой из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением.

Г/к лист может классифицироваться по точности (А – повышенной точности, Б – нормальной точности), по плоскостности (ПО – особо высокой, ПВ – высокой, ПН – нормальной плоскостности), по характеру кромки (НО – с необрезной кромкой, О – с обрезной кромкой) и др.

Преимущества горячекатаного проката, общие применения

Основное преимущество г/к проката – стоимость, что позволяет использовать более значительные его объёмы в сферах, где качество поверхности или внешний вид не столь важны. Например, при строительстве крупных объектов «красота» несущих металлоконструкций не принципиальна, то же самое касается крупных внутренних узлов машин и оборудования. Соответственно, г/к сталь используется прежде всего в таких «тяжёлых» секторах, как строительная индустрия, тяжелое машиностроение.

Производство холоднокатаного проката

«Холодные» станы бывают листовые (для поштучного листа), широкополосные (для рулона), лентопрокатные (для сматываемой ленты толщиной от 1 мкм до 4 мм и шириной от 20 до 600 мм), фольгопрокатные (для полосы толщиной менее 0,1 мм), плющильные (для обжатия проволоки в узкую ленту), для холодной прокатки труб.

При рулонной прокатке с обеих сторон рабочей клети устанавливаются намоточно-натяжные барабаны – моталки, для разматывания рулона перед подачей в валки и сматывания при выходе из них. Самые эффективные листовые станы – это непрерывные.

Обзор спецификаций холоднокатаного проката

Х/к прокат подразделяется, в частности, на:

тонкий лист из углеродистой стали качественной или обыкновенного качества общего назначения;
тонкий лист из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки;
тонкий лист из электротехнической изотропной или анизотропной стали;
лента из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали, из углеродистой стали, из термобиметаллов и др.

Преимущества холоднокатаного проката, общие применения

Достоинством х/к металла являются прочностные характеристики и внешний вид. На нём нет окалины. Напряжение в листе распределяется равномерно, что принципиально важно для проката любого назначения. Чаще всего делается из низкоуглеродистой стали и имеет высокую пластичность (т.е. можно неоднократно и сильно сгибать). Поэтому используется в различных сферах машиностроения (включая авто- и судостроение), в приборостроении, строительстве (профнастил, кровельный лист, отделочные материалы). Именно х/к лист подвергается оцинковке и покраске для получения металла с покрытием, который имеет улучшенные защитные свойства.

Выбор между г/к и х/к прокатом (и их различными видами) зависит от запросов потребителя: строительство ли это несущих конструкций или же, напротив, отделочный материал для внешнего фасада, изготовление крупных тяжёлых машин – или производство точной электроники. Горячекатаная сталь выигрывает по цене и многообразию вариаций, холоднокатаная – по качеству и «внешности». При этом обратим внимание, что сортовой прокат является горячекатаным, тогда как сходные между собой типоразмеры листа могут быть как горяче-, так и холоднокатаными.

Виды металлопроката, их классификация

Читайте также: