Листовой металлопрокат получают при помощи различных методов изготовления — горячекатаным и холоднокатаным. На производстве металлические заготовки прокатывают между крутящимися валками, а температура в процессе изготовления листа и стартовые свойства заготовки определяют тип изделия. Виды отличаются между собой областями применения, толщиной листа, стойкостью к коррозии и особенностями поверхности.
Изготовление горячекатаного листа
Для производства горячекатаного листового металлопроката используют заготовки из высокоуглеродистой, конструкционной стали, реже из легированной стали. Их обрабатывают при температуре 900-1200 °C. В процессе прокатки сталь размягчается, приобретает пластичность и высокую прочность на изгиб. Для соответствия нормам прочности заготовка должна соответствовать одному из четырех стандартов: ОК300В, ОК360В, ОК370В, ОК400В.
В процессе изготовления под влиянием высоких температур на поверхности листа образуется окалина, которая может негативно сказаться на качестве верхнего слоя и затрудняет контроль над финишными размерами продукта.
Технология состоит из следующих этапов:
- Нагрев заготовки. Металл раскаляют в печи до 900-1200 градусов. Такая температура обеспечивает оптимальную пластичность для изготовления тонких стальных листов больших размеров.
- Прокатка. Раскаленную заготовку пропускают через прокатный стан, придавая ей форму листа.
- Охлаждение. Полученный лист металла остывает при комнатной температуре. В процессе изделие несколько уменьшается в размерах и может менять форму.
- Травление. По ходу остывания горячекатаный лист покрывается окалиной — оксидной пленкой на поверхности металла, которая защищает металлоизделие от коррозии. Для некоторых видов последующего применения окалину необходимо удалять. С этой целью остывшие горячекатаные листы помещают в емкость с кислотой или щелочью — это и есть процесс травления. Иногда окалину удаляют дробеструйным методом.
Изготовление холоднокатаного листа
Для производства холоднокатаного проката используют заготовки из низкоуглеродистой стали следующих марок: 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 15кп, 15пс, 20кп, 20пс, 25, 30, 35, 40, 45. Именно такое сырье делает готовый лист более прочным, чем горячекатаный, но и несколько менее пластичным. Заготовку обрабатывают, предварительно нагрев ее до 120-150 градусов и пропустив через валки при комнатной температуре.
Технология холодного проката состоит из таких этапов:
- Травление. Поверхность заготовок в первую очередь очищают от окалины при помощи ванн с серной или соляной (хлороводородной) кислотой. Также с этой целью используют метод дробеструйной очистки.
- Холодная прокатка. Пройдя через прокатный стан, заготовка теряет в пластичности, но приобретает более высокую прочность. Благодаря данному этапу возможно получить более тонкие листы, чем при горячей прокатке.
- Отжиг. Готовые стальные листы прогревают в специальных колпаковых печах, служащих для термической обработки листового и мелкосортного проката. Температура обработки составляет 1000-1200 градусов. В процессе продукт приобретает большую пластичность, снижается количество примесей.
- Дрессировка. При помощи малого обжатия на дрессировочном стане поверхность холоднокатаного листа избавляют от неровностей (волнистости, коробоватости), упрочняя таким образом верхние слои проката за счет снижения пластичности, но оставляя пластичными внутренние слои. Дрессировка металла осуществляется при температуре не выше 40 градусов. Чем лучше лист остыл после отжига перед дрессировкой, тем медленнее впоследствии протекает старение металла.
Холоднокатаные листы поставляются в рулонах или, по желанию заказчика, могут быть нарезаны на равные отрезки.
Отличия горячекатаного и холоднокатаного проката
Качество поверхности. При горячей прокатке получают листовое изделие с неровной, шероховатой поверхностью, лишенной блеска. Холоднокатаный лист отличается более геометрически правильными формами, ровным и гладким верхним слоем, поверхность продукта блестит.
Толщина изделия. Горячекатаный стальной прокат может иметь толщину 0,4-200 мм, продукт также может иметь существенную дельту по толщине на всей протяженности листа. Холоднокатаный лист должен быть в толщину не менее 0,35 мм и не более 5 мм.
Стойкость к коррозии. Горячекатаный лист более стоек к коррозийным процессам, чем лист, полученный методом холодной прокатки.
Стоимость. Из-за более сложной технологии производства, большего количества операций и используемого оборудования холодный прокат стоит заметно дороже г/к листа.
Области применения. Благодаря различным свойствам горячекатаные и холоднокатаные листы нашли применение в разных сферах производства. Высокая пластичность и равномерные механические свойства г/к проката востребованы там, где нужно выдерживать большие нагрузки. Более высокая прочность и несколько меньшая пластичность х/к проката успешно применяется в тех отраслях, где важна точность размеров, прочность и стабильность форм.
Плюсы и минусы листового проката
Чтобы выбрать материал для воплощения определенного проекта, необходимо отталкиваться от желаемой функциональности, условий эксплуатации изделия, возможностей и ограничений металлопроката.
Достоинства горячекатаного листа:
- долгий срок эксплуатации;
- устойчивость к коррозии без дополнительной обработки;
- различная толщина изделий;
- доступная цена.
К ограничениям г/к проката относят:
- необходимость очистки поверхности от окалины;
- невысокое качество поверхности листов;
- трудности в изготовлении листов малой толщины, одинаковой толщины по всей площади продукта;
- недостаточная прочность сварных соединений, вероятность отклонений при сварке.
Преимущества горячекатаного проката:
- возможность изготовления листа менее 0,4 мм толщиной;
- высокие эстетические характеристики (блеск);
- ровная и гладкая поверхность;
- точность размеров при резке и сварке.
Недостатки х/к листа:
- невысокие антикоррозийные свойства без специальной обработки;
- низкая пластичность продукта;
- ограничения по толщине до 5 мм;
- большая энергоемкость и себестоимость при изготовлении продукции, увеличивающие конечную стоимость проката.
Преимущества и ограничения горячекатаного и холоднокатаного листа определяют возможность их использования в той или иной отрасли промышленности.
Пластичность и антикоррозийные свойства, несущая способность, долгий срок службы горячекатаного проката востребованы в строительстве металлоконструкций, несущих покрытий, в изготовлении металлоизделий с гнутым профилем, конструкций из сварных труб, а также в машино- и судостроении.
Прочность и жесткость при небольшой толщине металла, эстетичность материала, сохранение формы и точности размеров в ходе металлообработки сделали холоднокатаный лист распространенным в автомобилестроении, изготовлении приборов, стройматериалов (профнастил, оцинкованный, хромированный, никелированный лист, круглая или профильная труба с большой толщиной стенки), в дизайне и внутренней отделке зданий, изготовлении посуды.
