Производство холоднокатаного листа

Холоднокатаный лист: практическое применение и основные отличия от горячекатаного, масса проката и технология производства

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:

  • Листы;
  • Рулоны.

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.
Читайте также:
Приспособление для колки грецких орехов своими руками

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.

Применение и технология производства холоднокатаного листа

Одним из вариантом выплавки стали является производство холоднокатаных листов. Они обладают средней или большой длиной и шириной. А вот толщина может быть небольшой — от 0,35 до 5 миллиметров. Холоднокатаный лист производят методом холодной прокатки на металлургических заводах. Применяется он для производства различных небольших изделий и запчастей, а также для изготовления внешних ограждений, навесных конструкций. Какими физическими особенностями обладает материал? Как производят прокат листовой холоднокатаный? И чем он отличаются от горячекатаных изделий? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Краткие сведения

Холоднокатаный лист (Х/К) — плоское металлическое изделие, которое имеет вид длинных полос. Х/К-изделия обычно делают из стальных сплавов, однако встречаются листы и из других металлов (алюминий, медь, дюралюминиевые сплавы, латунь). Холодные листы изготавливают в металлургических цехах с помощью прессования горячекатаных листов. Х/К-листы используют для производства автомобильных каркасов, жестяных банок и коробок, металлической посуды, профнастила.

Холодная сталь выпускается в виде больших длинных рулонов, а для получения отдельного прямоугольника листовой металл нарезаются на отдельные части с помощью промышленных ножниц. Большинство холоднокатаных полос обладают небольшой толщиной — от 0,35 до 2 миллиметров. Хотя встречаются и толстые изделия, у которых толщина может доходить до 5 миллиметров. Ширина холодной листовой стали обычно находится в пределах от 1,5 до 5 метров, хотя встречаются и более широкие изделия. Х/К-изделия при необходимости могут проходить дополнительную обработку — нагрев, дрессировка, оцинковка, механическая деформация, нанесение защитного слоя, покраска.

Особенности материала

Физические особенности:

  • Высокая прочность. Прокат листовой холоднокатаный проходит ряд технологических обработок, которые устраняют внутренние натяжения сплава, улучшают прочность материала.
  • Маленькая толщина. Х/К-изделие получают методом многократного прессования, что позволяет получить изделие маленькой толщины (менее 1 миллиметра).
  • Приятный вид. Поверхность холодного проката является чистой (отсутствует накипь, гари, следы термического воздействия). Поэтому материал можно использовать для эстетической отделки поверхности или изделий.
  • Низкий риск образования ржавчины. В конце обработки Х/К-изделий обычно выполняется нагрев материала для рекристаллизации, что минимизирует риск коррозии при длительной эксплуатации.

Обратите внимание, что помимо холоднокатаных существует также горячекатаные листы. Эти материалы имеют много общего, а Х/К-изделия получают из горячекатаных листов с помощью прессования.

Основные отличия холоднокатаной и горячекатаной стали

Категория Холоднокатаная сталь Горячекатаная сталь
Метод производства Обкатка горячекатаной стали с помощью промышленных прессов без нагрева Нагрев стальных заготовок с последующей их обкаткой с помощью пресса
Прочность Очень высокая Средняя или высокая
Вид Приятный вид, есть металлический блеск Посредственный вид, отсутствие блеска
Сложность производства Высокая Низкая или средняя
Листовая толщина От 0,35 до 5 миллиметров От 2 до 50 миллиметров
Сферы применения Каркасы автомобилей, профлист, посуда, элементы конструкций, отделочные конструкции, производство труб Лестничные пролеты, элементы навесных конструкций, производство подземных труб, строительство

Практическое применение

Листовой холоднокатаный прокат, отдельные листы и полосы широко применяются в различных сферах промышленности. Изделия этого типа не требуют особого ухода, не ржавеют при соблюдении правил хранения. Еще одно крупное преимущество — приятный вид (горячий прокат лишен этого преимущества из-за технологических особенностей обработки). Производителями холодной стали являются Китайская Народная Республика, Россия, США, Германия, Франция, Япония.

Сферы применения

  • Холоднокатаный лист с небольшим содержанием углерода используют в машиностроении (поэтому часто называют автолистами). Из этого материала на роботизированных конвейерных линиях делают металлический автомобильный каркас, а также различные детали (элементы мотора, бак, подвижные запчасти). Для нужд автомобильной промышленности обычно выплавляются полосами, которые обладают средней толщиной (от 1 до 2,5 миллиметров).
  • Холоднокатаную сталь также применяют для производства жести. Для производства исходный лист проходит холодное деформирование с помощью сверхмощных прокатных прессов-валков, которые помогают получить материал толщиной менее 0,5 миллиметров. Для удобства получившаяся жесть нарезается промышленным ножницами на небольшие полосы, ширина которых составляет до 1,5 метров. Получившиеся полосы можно использовать в декоративных целях, а также для производства жестяных банок, металлических ограждений, перегородок.
  • Холодную сталь можно также применять для производства материала под названием декапир, из которого делают домашнюю эмалированную посуду. Для изготовления декапира жесть проходить отжиг в высокотемпературных печах, чтобы сделать материал более пластичным. После отжига происходит формовка посуды с помощью прессов. Во время отжига на поверхности сплава образуется металлическая окалина, а также различный мусор. Для удаления вредоносных веществ декапир очищают с помощью кислот методом травления в ваннах. После остывания мы получаем качественную металлическую посуду без окалины, которую можно использовать для приготовления пищи или хранения каких-либо продуктов.
  • Лист стальной холоднокатаный также применяют для производства профнастила. Этот материал представляет собой тонкий металлический лист, на который наносится дополнительный цинковый слой. Профлисты используют для создания ограждений или заборов, а также для внешней отделки домов (крыши, внешние стены, перегородки, наклонные поверхности). Цинковый слой выступает в роли защитного элемента, который предотвращает контакт материала с внешней средой. Ведь профлист из-за особенностей эксплуатации будет часто контактировать с осадками, а цинк будет препятствовать образованию ржавчины и вредоносных соединений. При необходимости профлист может изготавливаться с дополнительными ребрами жесткости, которые будут защитить материал от механических повреждений.
Читайте также:
Почему чернеет медь

Технология производства

С технологической точки зрения производство Х/К-стали является трудоемким процессом, для которого нужно дополнительное оборудование, электроэнергия, квалифицированные рабочие. Обычно холоднокатаную сталь делают в специальных цехах на металлургических заводах, а домашнее производство таких материалов практически невозможно. Для удобства производств Х/К-материалов можно разбить на три этапа — предварительная обработка, обкатка и прессование, финальная обработка. Ниже мы рассмотрим этапы более подробно.

Начальная обработка

Для изготовления холоднокатаного проката применяются горячекатаные листы, толщина которых составляет от 2 до 10 миллиметров. После выплавки и обработки горячий прокат проходит этап естественного остывания, а потом его упаковывают в рулоны и подают в цех холодного проката. В цеху материал распаковывают и укладывают на конвейерный стол. На начальном этапе обработки выполняется очистка горячего проката, а также удаление оксидной пленки-окалины. Этот этап является очень важным, поскольку в случае проката материала с окалиной оксидная пленка будет вдавливаться в материал, что серьезно снизит его физические свойства, а также может повредить прессы-валки.

Очистка окалины выполняется двумя методами:

  • Механическая очистка. В данном случае очистка окалины осуществляется с помощью потока металлических частиц, которые распыляются по всей поверхности листа под большим давлением. Для обработки больших листов обработка выполняется с помощью ручных инструментов (рабочий надевает костюм, берет инструмент и выполняет зачистку). В случае компактных изделий прокат может помещаться в специальные камеры, где обработка будет выполняться автоматическим методом.
  • Химическая очистка. В данном случае обработка выполняется с помощью сильных кислот (соляная, серная, азотная, фосфорная). Обработка выполняется в крупных травильных ваннах с кислотами, куда на небольшое время помещается прокатная сталь. После травления металлическая поверхность очищается от остатков кислот, а потом прокатный лист вытирается насухо и высушивается.

На практике оба метода используются в комплексе — сперва материал проходит химическую очистку, а потом выполняется дробеструйная обработка. Комбинирование этих методов позволяет полностью снять защитную пленку с поверхности металлического листа. Также комбинированная методика является менее затратной в технологическом плане, что помогает снизить расходы на производство изделия. После очистки окалины металл сматывается с рулоны с помощью автоматического оборудования.

Обкатка, прессование

После очистки окалины рулоны подаются на стан непрерывной обкатки горячекатаных полос. Металлургический стан обычно оснащен пятью или четырьмя клетями-прессами, которые выполняют обкатку и прессование материала. На линии также должно быть установлено вспомогательное оборудование помимо прессов — валки-разматывали, металлические ножницы, сварочный автомат и другие. Прессование, обкатка выполняется следующим образом:

  1. Металлический рулон попадает на аппарат-разматыватель, который разматывает и подает полосы на линию. Сразу за разматывателем располагаются клеть и ножницы, которые при необходимости выполняет обжимку и нарезку материала (механическим или гидравлическим способом).
  2. После прохождения полосы через первую клеть материал попадает на вторую и последующие клети, где также выполняется его обжим и нарезка. В конце изделие попадает на барабан, который сматывает полосу в рулоны. Обратите внимание, что на начальном этапе обкатка происходит на небольшой скорости.
  3. После прохождения конца рулона через все клети спрессованный прокат упаковывается в рулон. После нескольких витков скорость обработки увеличивается до 1-3 метров в секунду. Это позволяет выполнить обкатку быстро. Когда рулон подходит к концу, скорость обработки вновь уменьшается.

Финальная обработка

Получившийся Х/К-лист после прессования может проходить дополнительную обработку. Для повышения прочности, уменьшения предела текучести, снижения волнистости полос материал нагревается до температуры 680-690 градусов в электрических печах. Нагрев выполняется для рекристаллизации металлического сплава, что позволяет отдельным компонентам металла равномерно распределиться по всей плотности изделия. В конце выполняется металлическая дрессировка, финальное обжатие и нарезка материала на полосы. Потом уполномоченный рабочий должен поставить на материале штамп-печать для идентификации изделия. В конце холоднокатаный лист отправляется на хранение.

Как определить массу проката?

На заводах или фабриках для определения веса холоднокатаной полосы используют промышленные электронные весы. Процедура взвешивания осуществляется стандартным образом — на весы помещается полоса, а через несколько секунд на табло отображается вес объекта в килограммах или тоннах. Также существуют косвенные методы определения весов листового проката. Самый популярных из них — использование расчетной формулы, которая выглядит так: W = P x L x W x H. Расшифровывается формула так:

  • P — плотность стального изделия. Значение плотности напрямую зависит от состава металлического сплава. В зависимости от количество легирующих добавок плотность стали составляет от 7700 до 7900 кг на кубический метр. Для удобства подсчетов мы возьмем среднее значение плотности — 7800 килограмм на куб (погрешность подсчетов — менее 3%).
  • L (Length) — длина изделия. Обратите внимание, что значение длины нужно брать в метрах. Если у Вас есть длина в сантиметрах, то это значение нужно разделить на 100.
  • W (Width) — ширина изделия, выраженная в метрах. Если у Вас есть значение ширины, выраженное в сантиметрах, то это значение нужно также разделить на 100.
  • H (Height) — высота листа, переведенная в метры. Высоту часто указывают в сантиметрах или миллиметрах. Чтобы перевести это значение в метры, нужно разделить на 100 (сантиметры) или на 1000 (миллиметры).
Читайте также:
Оборудование для производства утеплителя

Чтобы разобраться с этой формулой, рассмотрим пример. Пусть у на есть холодный прокат; его длина — 500 сантиметров, ширина 100 сантиметров, высота 25 миллиметров. Нужно определить его массу, приняв за параметр плотности значение 7800 килограмм на куб. Чтобы решить задачу, нужно сперва перевести длину/ширину/высоту в метры — это будет 5 метров, 1 метр и 0,025 метров соответственно. Теперь подставим значения в формулу: W = P x L x W x H = 7800 x 5 x 1 x 0,025 = 975 килограмм. Не забывайте — это формула подходит для определения массы прямоугольных листов. Если у Вас имеется холоднокатаный лист, который обладает нестандартной формой или сильно закругленными краями, то эту формулу использовать нельзя.

Заключение

Подведем итоги. Лист холоднокатаный представляет собой длинную полосу средней ширины, которую при необходимости можно нарезать на небольшие прямоугольные или квадратные блоки. Холоднокатаные полосы получают из горячекатаных методом прессования и обкатки без нагрева материала. Х/К-изделия обладают высокой прочностью, маленькой толщиной, приятным внешним вид. Сферы применения Х/К-изделий — производство каркасов автомобилей, профлистов, труб, навесных конструкций, изготовление жести и декапира.

Используемая литература и источники:

  • Теория и технология производства стали / В.А. Кудрин. — М.: Мир, АСТ, 2003.
  • Лабораторный практикум по материаловедению в машиностроении и металлообработке / В.Н. Заплатин и др. — М.: Academia, 2010.
  • Технология металлов и других конструкционных материалов / В.М. Никифоров. — Москва: Машиностроение, 2015.
  • Paul Craddock. Scientific Investigation of Copies, Fakes and Forgeries. Routledge, 2009

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
  • Технология производства электротехнического металла
    • Производственные процессы
    • Материал валков и профилировка
    • Особенности выпуска холоднокатаных листов
  • Определение качества полученной продукции
  • Виды дефектов металлических листов

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:

  • динамную;
  • трансформаторную.

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.

Читайте также:
Подогрев дизельного топлива своими руками

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.
Читайте также:
Оцилиндровочные станки своими руками

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.

Как изготавливается холоднокатаный листовой прокат?

По способу производства листы могут быть горячекатаными или холоднокатаными. В процессе горячей прокатки в клети прокатного стана с плоскими валками заготовка изделия подается в нагретом состоянии. При холодном варианте нагревание листа не требуется. Независимо от температурного метода прокатка предусматривает последовательное уменьшение толщины заготовки. Для придания материалу заданных свойств может дополнительно применяться термическая либо термохимическая обработка.

Горячекатаный лист

Получаемая путем горячей прокатки и финишной термообработки, такая продукция подразделяется на виды по толщине:

  1. Прокат тонколистовой — изделия, имеющие толщину до 3.9 мм. Есть сортамент в листах — от 0.4 мм и в рулонах — от 1.2 мм. Промышленный выпуск нормируется ГОСТом 16523-89.
  2. Прокат с толщиной листа от 4 до 160 мм относится к толстолистовому и выпускается с ориентацией на ГОСТ 19903-74. Это могут быть листы — до 160 мм или рулоны — до 12 мм.

ГОСТы и ТУ предусматривают вероятность некоторой погрешности в номинальных параметрах толщины листов. Исходя из значений этих допусков выделяют 2 категории точности прокатки: повышенную и нормальную.

Кроме того, горячекатаный листовой прокат может быть низколегированным или конструкционным. Для изготовления низколегированных листов применяется низкоуглеродистая сталь. Основная сфера использования таких изделий — промышленность и строительство, в частности производство сварных металлоконструкций. Ввиду относительно низкой стоимости продукция широко востребована для изготовления неответственных, малонагруженных деталей. Конструкционный металлопрокат — это листы, изготовленные из легированной углеродистой стали. Такой материал применяется при изготовлении элементов, к которым предъявляются более высокие требования.

Основные преимущества горячекатаного листа:

  • широта ассортимента;
  • отличная свариваемость и простота в обработке;
  • высокие эксплуатационные характеристики, стойкость к коррозии и механическим повреждениям;
  • доступные ценники.

Это идеальное сырье для изготовления сварных металлоконструкций для улицы, мангалов, несгораемых сейфов и т.п.

Сфера использования листового проката

Область применения того или иного вида листового проката напрямую связана с составом сырья и используемой технологии производства листов. Так, толстые листы горячекатаной стали используются в строительстве воздушных и морских судов, станков, конструкций, подверженных высоким нагрузкам. Сталь холодного катания с меньшей толщиной востребована в автомобилестроении, производстве различного промышленного оборудования. Нержавеющая листовая сталь широко используется в промышленности, строительстве и в качестве декоративно-отделочного материала. Разновидности листовой стали с перфорацией и рифлением необходимы при возведении перекрытий зданий. Лист оцинкованный используется как кровельный материал, а также незаменим при строительстве ограждений.

Холоднокатаный лист

Стоит отметить, что оба вида листов изначально получают в результате горячей катки на прокатном стане. Заготовки для холоднокатаного материала затем подвергаются травлению, после чего проходят холодную прокатку. Таким образом, эти листы имеют более долгий процесс изготовления, что отражается на их цене. Поверхность отличается более высоким качеством. При этом предусматривается разнообразие по толщине (от 0.35 до 5 мм) и твердости.

  • отсутствие необходимости дополнительной обработки перед нанесением декоративно-защитных материалов;
  • высокая прочность;
  • устойчивость к термодеформации.

Холоднокатаный лист является исходным сырьем для производства перфорированных листов, профнастила и др. Устойчивость к деформации под влиянием температуры (при сварке) позволяет применять этот материал для изготовления конструкций, предусматривающих повышенные требования к точности геометрических параметров..

Производство холоднокатаных листов с использованием локального деформирования

Применение локального деформирования при производстве холоднокатаного нержавеющего листа придает ему специфические механические и функциональные свойства, как правило, характеризующиеся повышенной анизотропией.

В частности, при холодной прокатке в валках с кольцевыми проточками трансформаторной анизотропной электротехнической стали в ней формируются структурные барьеры, что, в свою очередь, позволяет уменьшить ваттные потери Р10 / 50 на 13—18% за счет снижения магнитострикционного эффекта [21—23]. Данная технология [21, 22] включает травление горячекатаной заготовки толщиной 2—3 мм, обезуглероживающий отжиг, первую холодную прокатку до промежуточной толщины 0,9 мм и рекристаллизационный отжиг. Вторую холодную прокатку отожженных полос производят в рабочих валках, из которых по меньшей мере один имеет кольцевые проточки полукруглой или трапециевидной формы с шагом между выступами 2—10 мм; средняя степень относительного обжатия составляет 18% на участках, обжимаемых выступами валков, а в зонах канавок обжатие отсутствует

Читайте также:
Пилорама шинная электрическая своими руками

Полученные полосы с рифлением подвергают рекристаллизационному отжигу при температуре около 780 °С и затем третьей холодной прокатке до конечной толщины в валках с гладкими бочками при общем относительном обжатии 60%. В процессе прокатки рифленой полосы в гладких валках на участках вкатанных выступов формируются сжимающие напряжения, а на участках канавок — растягивающие. Холоднокатаную листовую сталь окончательно отжигают при 1080 °С в течение 3 ч с промежуточной выдержкой при 850—1000 °С. В процессе высокотемпературного отжига границы между продольными полосами с растягивающими и сжимающими напряжениями играют роль структурных барьеров, которые препятствуют неконтролируемому росту рекристаллизованных зерен. Полученные в результате рекристаллизации зерна площадью 25—35 мм2 имеют форму, близкую к прямоугольной. При этом в холоднокатаной трансформаторной стали формируется благоприятная ребровая текстура, что существенно улучшает ее качество.

За счет использования локального деформирования возможно также получение предварительно напряженного холоднокатаного листового нержавеющего проката с повышенными прочностными свойствами. Такой листовой прокат может найти применение при производстве облегченных гнутых профилей, в частности, для строительных конструкций.

Технология его производства включает горячую прокатку полос в линии НШПС, в последней чистовой клети которого установлены рабочие валки с кольцевыми трапециевидными проточками. В результате горячекатаная полоса приобретает профиль поперечного сечения, представленный на рис. 7, а. При этом высота рифов на поверхности полосы составляет 10—50% от толщины полосы, а шаг и ширина рифов равны одно-трехкратной ее толщине [24]. Рифленую горячекатаную полосу после травления или без него подвергают холодной прокатке за несколько проходов с регламентированным натяжением в валках с гладкими бочками до полного устранения рифов на поверхности. После прокатки с локальным пластическим деформированием достигается упрочнение полосы и формирование в ней участков со сжимающими напряжениями по местам расположения рифов и растягивающими напряжениями на участках между рифами (рис. 7, б). Благодаря упрочняющему эффекту обеспечивается получение равнопрочного листового и профильного проката уменьшенной толщины.

Рис. 7. Поперечный профиль горячекатаной полосы (а) и схема распределения остаточных напряжений в холоднокатаной полосе (б) [24]

Был предложен вариант получения упрочненного листового проката с повышенной штампуемостью с использованием валков с кольцевыми проточками полукруглого или трапециевидного профиля [25]. Технология включает предварительную холодную прокатку полосы на многоклетевом стане (где валки последней клети имеют проточки для образования на полосе продольных рифов), рекристаллизационный отжиг и вторую холодную прокатку в гладких валках с натяжением. Кольцевые проточки шириной 2—10 мм и с таким же шагом выполняют на глубину 15% от толщины полосы.

Вторая холодная прокатка производится в насеченных дробью гладких валках. Предполагается, что таким способом можно повысить прочность листа для кузова автомобиля и снизить его массу. Однако отсутствие фактических данных о достигаемых физико-механических свойствах и штампуемости изделия существенно снижает ценность данной разработки.

Рифленый лист

Исходным сырьем для производства рифленых листов служит углеродистая сталь. Технология изготовления такого проката, в соответствии с ГОСТ 380-88, предусматривает две степени точности: А (высокая) и Б (нормальная).

Отличительная особенность рифленых листов — фигурное тиснение, нанесенное на поверхность. Оно может быть выполнено в форме чечевичного зерна или выпуклого ромба — эти варианты самые популярные, однако встречаются и другие. Следует иметь в виду, что в данном случае товарная толщина листа замеряется без учета толщины тиснения, которое, кстати, бывает как односторонним, так и двусторонним. Существует также сортамент в рулонах.

Рифленый лист применяется в основном в роли декоративного облицовочного материала. Кроме того, удачное сочетание неоднородного рельефа поверхности и высокой влагоустойчивости обеспечивает хороший противоскользящий эффект, благодаря чему продукция обрела популярность в качестве покрытия для крылец, лестниц, настила в зоне перед входом.

Оцинкованный лист

Представляет собой листовой материал, поверхность которого покрыта с одной или обеих сторон антикоррозионным слоем — в данном случае из цинка. Исходное сырье — углеродистая холоднокатаная сталь в рулонах.

Высокое качество оцинкованного металлопроката нормируется стандартом ГОСТ 14819-80. По толщине листы бывают от 0.5 до 2.5 мм при 710-1800 мм в ширину.

Продукт нашел широкое применение в кровельных работах, используется для облицовки фасадов зданий и сооружений, также в пищевой промышленности и медицине. Основные достоинства — прочность, долговечность, неподверженность ржавчине.

Листовой прокат представляет собой прямоугольные листы металла различных размеров и разной толщины, и сегодня является чрезвычайно востребованным видом металлопроката. Трудно найти какую-либо сферу промышленности и производство, где бы можно было обойтись без листового проката. Листовой прокат является во многих масштабных областях промышленности основным рабочим материалом – в станкостроении, судостроении, автомобилестроении, машиностроении. Листовой металл используется в качестве исходного материала при производстве различных изделий и элементов металлоконструкций, применяются методы вырубки деталей, прессование или штамповка. Современные листогибочные станки способны придать листу металла необходимую конфигурацию. Кроме того, листовой прокат незаменим в строительстве, и является универсальным строительным и отделочным материалом. Качество стали регламентировано ГОСТ 380-94. Поставляется прокат такого типа в листах, уложенных в пакеты, или в рулонах (при толщине стали 1,2-12 мм).

Читайте также:
При какой температуре плавится дюраль

В качестве сырья для листового проката может использоваться:

  • высоко- и низколегированная сталь;
  • сталь обыкновенного качества;
  • сталь нормальной прочности;
  • сталь повышенной прочности.

Просечно-вытяжной лист (ПВЛ)

Изготовление просечно-вытяжных листов нормируется ТУ 36.26.11-5-89. Эта продукция производится из цельного стального листа методом просечки и последующей вытяжки. Иными словами, на лист металла в определенном порядке наносят просечки, после чего «полуфабрикат» вытягивают до тех пор, пока образовавшиеся ячейки не обретут нужные очертания и размеры. Затем изделие дополнительно прокатывают через специальные прессующие валки — для повышения прочности и защиты от деформации.

ПВЛ может формоваться из горячекатаной (толщиной от 4 до 6 мм) или холоднокатаной стали (от 1,5 до 2 мм). Есть и оцинкованные варианты — их номинальная толщина 0,7-0,8 мм. Форма ячеек может быть разной: есть ромбовидные, округлые, квадратные, шестиугольные варианты.

Ключевое преимущество таких изделий — хорошее соотношение веса и прочности (ПВЛ в среднем на 80% легче цельного листа). Благодаря этому факту продукция весьма популярна в строительстве. Чаще всего из ПВЛ сооружают ступени и настилы маршевых лестниц, применяют для создания ограждений, перегородок и облегченных люков, в роли армирующей прослойки при штукатурных работах и др.

Виды листового проката

Листовой металл классифицируется по нескольким параметрам. В первую очередь, листы металла подразделяются относительно технологии изготовления:

  • лист холодного катания
  • лист горячего катания.

Относительно толщины листов прокат данного типа бывает:

  • Тонколистовым (ГОСТ 16523-97) – толщина листа стали составляет максимум 3,9мм;
  • Толстолистовым (ГОСТ 14637-89) – толщина листа составляет 4-160мм.

В зависимости от типа поверхности листы стали могут следующих разновидностей:

  • лист рифленый – с нанесенным тиснением;
  • лист оцинкованный – с обработкой для защиты от коррозии;
  • гофролист – профилированный оцинкованный лист;
  • лист ПВЛ (просечно-вытяжной) – с перфорацией, произведенный по технологии просечки и вытягивания.

По назначению сталь листовую подразделяют на две больших группы:

  • сталь специального назначения
  • сталь общего применения.

Холоднокатаный стальной лист: способы изготовления и главные характеристики

Исходной заготовкой (рулонным материалом) для холоднокатаного листового проката является горячекатаный лист. Качество холоднокатаного стального листа во многом определяется качеством проката. Такие дефекты, как скрученные колпачки, разрывы из-за неметаллических включений, глубокие царапины (глубиной более 0,8 мм), следы прокатной окалины или усадочные полости недопустимы, так как холодная прокатка их не устраняет.

Исходной заготовкой (прокатом) для холоднокатаного листового проката является лист горячекатаный. Качество холоднокатаного проката во многом определяется качеством проката. Недопустимы такие дефекты, как скатанные крышки, разрывы из-за неметаллических включений, глубокие царапины (глубиной более 0,8 мм), следы вкатанной окалины или усадочные полости, так как холодная прокатка их не устраняет.

Этапы холодной прокатки

Исходный материал (прокат), поступающий на стан холодной прокатки, может иметь окалину на поверхности, которую необходимо удалить наиболее удобным способом:

  1. дробеструйной очисткой;
  2. растворение оксидов кислотами — соляной или серной, эффективнее соляная кислота;
  3. сочетая два вышеупомянутых метода.

После предварительной обработки горячекатаный прокат поступает на стан холодной прокатки, в состав которого входят:

  1. четыре-пять клетей, на которых осуществляется приведение к заданным параметрам;
  2. моталка;
  3. ножницы;
  4. петлевой механизм и другие устройства.

После операции холодной прокатки на поверхности листа образуется упрочненный слой с высокой прочностью и низкой пластичностью. Для устранения наклепа применяется термическая обработка — отжиг при температуре + 700 ° С, что позволяет восстановить характеристики пластичности. Используемое оборудование — это колпаковые или протяжные печи.

Одна из заключительных операций — обучение, которое представляет собой небольшое сокращение, которое дает следующие положительные стороны:

  1. повышение прочности стали;
  2. уменьшение волнистости полосы;
  3. улучшенное качество поверхности;
  4. небольшое снижение предела текучести;
  5. после тренировки не появляются линии сдвига, которые обязательно появляются при штамповке.

Основные свойства холоднокатаного проката

Положительные свойства холодной прокатки:
  • возможность получения очень тонкого листа — от нескольких микрон — недостижимого при горячей деформации;
  • более высокая точность размеров;
  • хорошее качество поверхности.
Недостатки холодной прокатки:
  • необходимость в широком спектре сложного оборудования;
  • большое количество перераспределений;
  • значительные энергозатраты, в том числе из-за необходимости обязательного отжига.

Применение холоднокатаного листового проката

Производство холоднокатаных листов, полос и полос постоянно развивается, так как эта продукция широко используется в современной промышленности.

  • Основную долю — до 80% — среди данного вида проката занимает лист конструкционной низкоуглеродистой стали толщиной 0,5-2,5 мм и шириной до 2,3 м. Такие изделия востребованы в автомобилестроении, поэтому их называют «автомобильные листы».
  • Олово получают методом холодной деформации — тонколистовое изделие, чаще всего с оловянным защитным покрытием. Эти полосы толщиной 0,07-0,5 мм и шириной до 1,3 м используются при производстве тары для консервов.
  • Один из видов холоднокатаного листового проката — декапир. Это металлическое изделие представляет собой протравленный отожженный лист, предназначенный для изготовления посуды с эмалью или другими защитными и декоративными покрытиями.
  • Холоднодеформированный лист является исходным материалом при производстве профнастила — профилированного листа, покрытого защитным слоем цинка (методом горячего цинкования), а в некоторых случаях — дополнительным защитно-декоративным цветным полимерным слоем. Это кровельные и стеновые изделия. Более современная альтернатива цинкованию — это покрытие цинком. Алюцинк содержит около 55% алюминия, 1,6% кремния, остальное — цинк.
  • Холодная прокатка производит две важные группы легированных сталей: коррозионностойкие (нержавеющие) и электрические.
Читайте также:
Оборудование для производства теплоблоков с облицовкой

Тонкие полосы, полосы, листы из алюминия, меди и их сплавов, титана, никеля, цинка и другого сырья получают из цветных металлов методом холодной деформации.

Разновидности брака холоднокатаного проката

Есть много типов брака, который может произойти при холодной штамповке. Некоторые специфичны для определенного вида продукции, а некоторые характерны не только для холодного, но и для горячекатаного проката. Рассмотрим самые распространенные виды изъянов.

  1. Неточности в размере и форме листов и полос. Из-за своей малой толщины холоднокатаные листы и полосы характеризуются волнистостью, короблением, поперечным и продольным изменением толщины. Причины разницы в толщине: процесс без обеспечения необходимого натяжения на конце полосы, скачки температуры заготовки, изменение сечения валков (из-за высоких температур) и их неоднородная структура.
  2. Неровности в металле, основная причина которых — низкое качество исходной заготовки — горячекатаной полосы. Вторая причина — несоблюдение технологии процесса прокатки.
  3. Поверхностные дефекты: заедание или трение, образование неровностей или углублений, стружка прокатного металла, опасности и царапины. Если после прокатки эмульсия остается на поверхности изделия, при отжиге появляются темные полосы. Чтобы этого не произошло, рекомендуется не использовать чрезмерно концентрированные эмульсии.

Правильная структура и физико-механические свойства проката зависят от соблюдения режимов прокатки и термообработки.

Если вы хотите заказать Холоднокатаный стальной лист от производителя по низкой цене в Челябинске и Челябинской области. Компания «Апогей-Строй» предоставляет такую возможность. Предлагаем скидки при доставке крупной партии. Доставка заказа осуществляется в короткие сроки. Качество поставляемых строительных материалов гарантировано.

Мы работаем во многих районах, сотрудничаем со многими известными фирмами, которые высоко ценят нашу надежность и качество обслуживания. Для постоянных клиентов доступны различные акции и скидки.

Лист холоднокатаный – основные свойства и особенности производства

Стальной холоднокатаный лист, получаемый в процессе холодной прокатки, характеризуется высоким качеством поверхности и точностью геометрических размеров. Подобная прокатка рекомендована при обработке листов малой толщины.

1 Лист холоднокатаный – ГОСТ и общие сведения

Холодная прокатка используется в тех случаях, когда требуется получить тонкие (менее 1 миллиметра) и высокоточные по параметрам листы и полосы стали, что недостижимо при применении горячекатаной технологии. Также прокат в холодном состоянии обеспечивает высокое качество физико-химических характеристик и отделки поверхности изделия.

Указанные достоинства обуславливают активное использование данного вида тонколистового проката и в цветной, и в черной металлургии наших дней (примерно половина тонколистового проката сейчас – это именно холоднокатаные листы).

Недостатком такой схемы является то, что она намного более энергоемка, нежели горячая прокатка. Вызвано это явлением наклепа (иначе говоря – деформации) стали в процессе проката, снижающего пластичные параметры конечного продукта. Для их восстановления приходится дополнительно осуществлять отжиг металла. Кроме того, описанный тип проката имеет технологию с немалым количеством различных переделов, для выполнения которых требуется использовать многообразное и технически сложное оборудование.

В цветной металлургии холоднокатаный процесс незаменим для выпуска медных, алюминиевых листов, полос и лент малой толщины. Чаще же всего он применяется для обработки конструкционных низкоуглеродистых сталей шириной до 2300 мм и толщиной не более 2,5 мм, без которых не может обойтись современное автомобилестроение. Прокаткой холодного типа производят практически все виды жести, а также:

  • конструкционные низколегированные стали (в частности, трансформаторная и динамная электротехническая и нержавеющая сталь) – 45, 40Х, 09Г2С, 20, 65Г, 08кп, 08пс и др.;
  • кровельные листы;
  • травленый и отожженный декапир (металл для изготовления эмалированных изделий).

Согласно ГОСТ 9045–93, 19904–90 и 16523–97 тонколистовая продукция делится на различные типы в зависимости от:

  • плоскостности: ПВ – высокая, ПО – особо высокая, ПН – нормальная, ПУ – улучшенная;
  • точности: ВТ – высокая, АТ – повышенная, БТ – нормальная;
  • качеству поверхности: высокая и особо высокая, а также повышенная отделка;
  • виду кромки: О – обрезная, НО – необрезная;
  • виду отпуска потребителям: в рулонах и в листах.

2 Как изготавливается холоднокатаный листовой прокат?

Такой прокат получают из горячекатаных листов (их толщина может достигать 6 мм, минимум – 1,8 мм), которые подаются в рулонах на участок холодной прокатки. Исходный материал на своей поверхности имеет оксиды (окалину). Их требуется удалять в обязательном порядке, так как оксиды снижают качество поверхности х/к листа за счет вдавливания в него. Также окалина вызывает ранний выход из строя прокатных валков. Понятно, что первым этапом технологической операции выпуска холодного проката становится удаление с горячекатаных листов этой самой окалины по одной из двух методик:

  • механической: суть метода заключается в применении дробеструйной обработки поверхности полосы либо осуществлении ее пластической деформации;
  • химической: окалину растворяют в кислотах.
Читайте также:
При какой температуре плавится дюраль

Как правило, сейчас оба указанных метода используются комбинированно. Сначала проводится механическая обработка листов (предварительный этап) в агрегатах пластического растяжения, затем – химическая (основной) в травильных ваннах, содержащих соляную или серную кислоту. Более эффективным выглядит травление с применением соляной кислоты. Она быстрее справляется с вредными оксидами, обладая большей активностью. Да и качество поверхности металла после ее использования получается намного лучше. Кроме всего прочего, в промывных ваннах она полнее и легче удаляется с полос, что снижает себестоимость холоднокатаного листового проката.

После протравки рулонный материал подается на непрерывный стан (с четырьмя либо пятью клетями) холодной прокатки, в составе которого есть:

  • разматыватели;
  • ножницы;
  • моталки;
  • петлеобразующий механизм;
  • стыкосварочный агрегат;
  • летучие ножницы.

На цепном транспортере стальные рулоны отправляются в разматыватель, где они затягиваются в тянущие ролики. Оттуда полосы уходят на валки клети, оснащенной комплексом регулирования толщины полосы и нажимной гидромеханической установкой (гидроцилиндры, нажимной винт, толщиномер, месдоза, насос, регулирующее и управляющее устройство).

Полосы проходят через все клети, предусмотренные на стане, в которых выполняется их обжатие по заданным параметрам, а затем отправляются на барабан моталки (намотка на него осуществляется при помощи захлестывателя). После этого оборудование начинает функционировать на полную мощность со скоростью прокатки не менее 25 метров в секунду (все предыдущие операции производятся на скорости до 2 м/с, которую именуют заправочной). Когда в разматывателе остается не более двух витков полосы, стан вновь переводится в режим заправочной скорости.

Чтобы восстановить пластичность стали и устранить наклеп на холоднокатаных листах (он после процедуры холодной деформации неизбежен), выполняют рекристаллизационный отжиг при температуре около 700 градусов Цельсия. Процедура проходит в протяжных печах (они работают по непрерывной схеме) либо в колпаковых.

Затем сталь подвергается дрессировке – небольшое (от 0,8 до 1,5 процентов) финальное обжатие, необходимое для придания х/к листам заданных параметров. Полосы толщиной от 0,3 мм дрессируются в один пропуск. Данная операция характеризуются следующими положительными свойствами:

  • увеличение прочности стали;
  • снижение коробоватости и волнистости металлических полос;
  • создание качественного микрорельефа поверхности;
  • уменьшение (незначительное) предела текучести.

Самое же главное, что после дрессировки на поверхности листов не появляются линии сдвига (в противном случае они обязательно проступают в процессе штамповки).

3 Возможные дефекты при производстве листов методом холодной прокатки

Изъяны х/к листов отличаются разнообразием, зачастую они присущи определенному типу холоднокатаной продукции. В связи с тем, что толщина таких листов существенно меньше, чем у горячекатаных, чаще всего их дефекты связаны с волнистостью, продольной и поперечной разнотолщинностью, коробоватостью и некоторыми другими факторами, обусловленными несоблюдением точности форм и параметров проката. Разнотолщинность, в частности, вызывается следующими причинами:

  • прокатка без требуемого натяжения конца полосы;
  • изменение (из-за нагрева) сечения валков и температуры заготовки;
  • неоднородная структура валков.

Нередко встречается и такой дефект, как нарушение сплошности стали (появление плены, трещин, дыр, расслоений, рваной кромки). Он обычно обусловлен невысоким качеством начальной заготовки. Также достаточно часто фиксируются отклонения по физико-химическим параметрам и структуре металла, которые возникают из-за нарушения режимов термообработки листов.

Холоднокатаные листы: особенности металлопроката

Среди стройматериалов и заготовок для производства сложных технических сооружений особую популярность получил плоский прокат. Полотна применяются как самостоятельный материал для кровельных работ или отделки фасадов зданий и в качестве заготовки. Листы позволяют изготавливать путем сварки, штамповки и резки более сложные металлические изделия.

Применяется две технологии проката:

  • горячекатаной;
  • холоднокатаной.

Каждый метод уникален и активно используются в металлургической промышленности. Но наиболее доступным с точки зрения финансовых трат остается стальной лист холоднокатаный. Для изготовления применяется станок холодной прокатки. Посредством работы валком, сляб продвигается по станку и на выходе получается полотно с высоким качеством поверхности. Именно холоднокатаные листы могут иметь высокую геометрическую точность в исполнении, что позволяет изготавливать тонколистовой и толстолистовой прокат.

ГОСТ и другие требования к производству холоднокатаных листов

Для изготовления продукции высокой точности до микрометра, используется холодный прокат. Технология производства позволяет реализовывать продукцию с толщиной менее 1 мм с безупречной точностью кромки. Добиться такого результата с помощью горячего проката невозможно.

Благодаря прокату слябом в холодном состоянии удается достичь высоких физико-химических характеристик полотна и идеальной поверхности материала. Поэтому большинство стальных листов холоднокатаных применяются в отделки фасадов зданий и кровли.

Изготовление проката более энергоемкое, нежели производство листов горячим прокатом. Обусловлено это деформацией стали в процессе проката. Из-за появляющегося явления наклепа, у материала снижаются параметры пластичности готового полотна. Чтобы восстановить эти свойства на производственном предприятии проводится отжиг металла.

Полученный холоднокатаный лист можно формовать, резать, штамповать и сваривать для изготовления более сложных деталей с меньшими затратами.

Данная методика производства применяется для проката не только черных металлов, но и цветных: медных, алюминиевых, латунных листов, полос, лент любой толщины. Применение холодного проката обусловлено возможностью изготовить легкие и качественные полотна без потери физико-химических свойств. На данный момент возможно производство листов из низкоуглеродистой стали. Полученный на выходе материал может иметь ширину до 2300 мм, и толщину не более 2,5 мм. Такой прокат чаще всего закупается предприятиями по выпуску автомобилей.

Читайте также:
Оцилиндровочные станки своими руками

С помощью станков данного вида удается изготовить материалы самых разных видов:

  • с отожженной поверхностью;
  • с травленым покрытием.

По ГОСТ 9045-93, 16532-97 и 19904-90 тонколистовой прокат делится на несколько типов по точности исполнения:

  • ПВ – высокая;
  • ПО – особо высокая;
  • ПН – нормальная;
  • ПУ – улучшенная.

Кромка листа, в зависимости от точности изготовления проката, может быть обрезная и необрезная. Независимо от вида материала, плоскостности и качеству поверхности, изделие выпускает в рулонах и листах.

Производство холоднокатаного листового проката: технология изготовления

Для реализации листов путем проката через холоднокатаный станок требуется от 1,24 до 1,60 тонны слитковой стали. Расход слитков зависит от установленных параметров продукта: толщины, ширины и длины.

Особенность производства продукции холодного проката в том, что для реализации требуется первичный материал изготовленный на горячекатаных станках в рулонах. Полученное сырьё отправляется в травильное отделение, и только после этого попадает под станок низких температур.

В конструкции оборудования встроен разматыватель стальных рулонов, инструмент для резки материала, сварочный аппарат для сварки листов. На заводах по изготовлению холоднокатаных листов обязательно имеются промывные/кислотные ванны. С их помощью удается провести сушку листов горячим воздухом.

Ключевой особенностью является процедура снятия окалины. Она может происходить двумя методиками:

  • Механическая. Используется дробеструйная обработка поверхности.
  • Химическая. Полотно помещают в кислотный раствор.

Для достижения наилучшего результата на производственных предприятиях активно применяют оба метода. Первоначально изделие обрабатывают механическим способом, устраняя крупные окалины. После этого листы проходят через химическое устранение окалин, тем самым устраняя полотно от мелких дефектов.

Как только травление материала было завершено и изделие подготовлены для дальней обработки, полотно отправляется в оборудования холодного проката.

На цепном транспорте разматыватель вытягивает полотно и поставляет их в зятягивающие тянущие ролики. После этого материал попадает под валки, которые и задают полотну определенную толщину. Все валки постоянно охлаждаются, благодаря чему удается соблюсти требования ГОСТ к технологии изготовления листов. Как только рулон полностью пройдет через все оборудование, на выходе он отправляется на барабан моталки. Захлестыватель наматывает полотно в рулон.

Реализованные листы бывают нескольких видов:

  • тонкие;
  • толстые;
  • с оцинкованным покрытием.

Выходящие после работы станка листы стали теряют свою пластичность, и чтобы ее восстановить осуществляется рекристаллизационный отжиг полотна. Проходит мероприятие в специализированных протяжных печах. Температура отжига приблизительно 700°С.

Затем сталь проходит через финальное обжатие – дрессировку. Данная процедура является ключевой, так как наделяет материал целым спектром полезных свойств:

  • повышение прочности листа;
  • отсутствие волнистости, коробоватости;
  • ровное покрытие.

Холоднокатаные листы: дефекты встречаемые в металлопрокате

В зависимости от типа продукции, лист из низкоуглеродистой стали или с оцинкованным покрытием, проявляются особые изъяны. Наиболее популярным дефектом является продольная или поперечная волнистость листов. Обусловлено это тем, что такие листы существенно тоньше, чем полотно горячего проката.

Возможно появление разной толщины проката. Выявление дефекта связано целым рядом несоблюдения технических требований:

  • прокат без установленного натяжения конца рулона;
  • изменение температуры валков;
  • неоднородная структура поверхности валков.

Если изначально была использована заготовка низкого качества, то на выходе на листах могут появиться плены, дыры, трещины и расслоение. При резке такого полотна кромка образуется рваная.

Отклонения по физико-механическим свойствам проката связаны с нарушениями в температурных режимах термообработки.

На строительный рынок допускаются изделия с некоторыми погрешностями. На такой прокат устанавливается минимальная стоимость. Но при этом изделие должно пройти обязательную сертификацию ГОСТ или ТУ.

Как правило, на тестирование проката используется 1 % материала от изготовленной партии. При прохождении всех испытаний, вся партия отправляется на строительный рынок и может быть реализована. Продукция не прошедшая проверку является браком и в продажу не поступает.

Применение холоднокатаных листов

Данный металлопрокат используется повсеместно, но наибольшую популярность получил в машиностроении. Листы применяются для изготовления корпусов автомобилей или отдельный частей транспорта. Используется для реализации вагонов железнодорожных поездов или для конструирования самолетов. Незаменим прокат в судостроительной индустрии и приборостроении.

Огромный спрос металлопрокат получил в сфере строительства. Изделия данного вида применяются для изготовления профилированных листов. Они могут быть любого назначения (стеновые, кровельные) и иметь дополнительные защитные полимерные или цинковые покрытия.

Листы холоднокатаные применяются для холодной штамповки деталей, а также для изготовления высокоточной техники. Изделие является основным в реализации теплообменников или химической аппаратуры.

Применение холоднокатаных листов напрямую зависит от их эксплуатационных характеристик: вид травления, качество и вид поверхности (матовая, глянцевая, шероховатая), точность исполнения, размеры, тип плоскостности и так далее.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: