Прокатка металла – это процесс обработки материала с помощью давления на специальном станке. Одним из наиболее распространенных способов обработки является прокатка листов между вращающимися вальцами для уменьшения толщины материала.
Этот метод также применим для работы с металлическими прутами, а также имеет другие разнообразные применения в производстве. Процесс пластического деформирования металлических заготовок при прокатке осуществляется путем передвигания материала между вращающимися вальцами под давлением и трением, что придает ему нужную форму.
Существуют три основных типа прокатки:
В каждом из них материал деформируется по-разному, увеличивая длину и меняя поперечное сечение заготовки в соответствии с направлением движения вальцов.
Форма материала в поперечном сечении, приданная ему в процессе прокатки, называется профилем. Его можно классифицировать как постоянный (неизменный на всей длине изделия) или переменный (меняющийся на разных отрезках). Группы продукции с определенными размерами и профилями определяют сортамент.
Существует четыре основных типа сортаментов в прокатке металла:
Металлопрокат, выпускаемый для индустриального применения, обычно делится на две основные категории. Профили общего назначения включают изделия с поперечными сечениями в форме круга, прямоугольника (квадрата) и шестигранника. Фасонный прокат включает изделия с сечением уголка, а также тавры, двутавры и швеллеры. Прокат специального назначения, как правило, включает рельсы, профили для укрепления стен тоннелей и различную другую продукцию.
Процесс прокатки включает несколько ключевых этапов производства:
Для подготовки металлического слитка или заготовки перед прокаткой необходимо удалить все поверхностные дефекты, такие как трещины, закаты, царапины и остатки шлака. Наличие этих дефектов на поверхности металла может отрицательно сказаться на качестве изделий, снизить производительность оборудования и ускорить износ узлов и деталей прокатного стана. Особое внимание следует уделить подготовке металла перед прокаткой для легированных и углеродистых сталей высокого качества.
Нагрев металла перед прокаткой имеет целью увеличить его пластичность. Следуя особым температурным режимам для конкретных марок стали, достигается необходимая структура металла в итоговом прокате.
При прокатке листового металла через вальцы необходимо постоянно контролировать настройку вальцов, соблюдение температурных режимов в начале и в конце процесса, усилие на валках и режим пластического деформирования. Контроль осуществляется путем регулярного отбора проб. После завершения процесса прокатки металла и перед отделкой изделий обязательно проводится основной этап контроля.
Каждая операция отделки изделий сопровождается отбором проб и осмотром. Перед упаковкой готовые изделия проходят технический контроль.
Для процесса прокатки используются металлические слитки или заготовки. Заготовка с квадратным сечением называется блюм, а с прямоугольным — сляб. Один прокаточный проход обычно недостаточен для получения изделия с необходимыми параметрами, поэтому обработка заготовки происходит на нескольких этапах, на каждом из которых происходит уменьшение площади поперечного сечения. С каждым проходом профиль изделия приближается к требуемому.
Для прокатки металла используются различные виды вальцов: гладкие валки у листопрокатных станов и валки с углублениями на бочках у сортопрокатных станов. Валки опираются на подшипники через шейки на их торцах. Шейка бочки соединяется с шпинделем через крестовины или трефы, регулирующие положение бочек для изменения просвета между ними.
Прокатка металла для получения листов и полос требует пластического деформирования с использованием гладких бочек. По мере прохождения через валки, толщина заготовок постепенно уменьшается.
Сортовая и фасонная прокатка металлических заготовок для создания различных профилей, таких как круг, уголок, шестигранник или рельс, осуществляется с помощью валков с углублениями по окружности. Такие валки называются калиброванными или ручьевыми. Выемка на валке называется ручьем, а расстояние между выемками на противоположных вальцах - калибром.
Прокат металла - важный процесс пластического деформирования, который осуществляется между вращающимися вальцами прокатного стана. Процесс прокатки металла может быть горячекатанным, когда заготовки разогреваются до высоких температур, или холоднокатанным, при котором деформация происходит при более низких температурах. Рекристаллизация - это процесс образования и роста кристаллических зерен металла. Создание металлических заготовок различных профилей возможно благодаря сочетанию различных методов прокатки, таких как использование специальных форм или изложниц.
Прокатный стан включает в себя комплекс агрегатов, включая оборудование для прокатки, подготовки металла, отделочных операций и упаковки. Рабочие клети прокатного стана, состоящие из станин и валков, обеспечивают пластическое деформирование металла. Четыре основных сортамента прокатки металла включают сортовой и фасонный прокат, листовой прокат, специальные виды проката и прокат труб. Открытый калибр на прокатном стане означает, что линия разъема находится в пределах калибра, в то время как закрытый калибр обозначает выход линии разъема за его пределы.
Рекристаллизация в металлургии относится к процессу формирования или увеличения размеров кристаллических зерен в металлической структуре. Горячая прокатка обычно включает нагрев металлических заготовок до температур выше +920 C. Например, при горячей прокатке низкоуглеродистых сталей температура может превысить +1169 C.
Для достижения одинакового профиля с использованием прокатки можно применить два различных метода. Один из них, устаревший и редко используемый на современных производствах, включает использование заготовок, отлитых в специальные формы, или изложницы. Прокатка выполняется в два этапа, сначала нагретые слитки прокатываются на обжимном стане для удаления дефектов поверхности, после чего производится окончательная прокатка в листы или фасонный прокат.
Современная технология заменяет литье в изложницы производством непрерывно литых заготовок на специализированных машинах. После отливки на машинах непрерывной литья заготовки поступают на прокатный стан, что позволяет исключить необходимость в слябинге или блюминге и повысить качество заготовок без потери времени и материала при обработке и обрезке слитков. Большинство предприятий в России используют машины для непрерывного литья заготовок, что существенно упрощает процесс и повышает производительность.
Почти 80% мирового производства металлопроката сегодня осуществляется через горячую прокатку, так как это позволяет значительно сократить временные и энергетические затраты. Горячая прокатка делает металл более пластичным, поэтому каждый проход приводит к существенному уменьшению сечения заготовки. Обработка слитков возможна только через горячую прокатку из-за неоднородности их структуры.
Чаще всего горячекатанный прокат осуществляется из стали 09Г2С, в то время как холоднокатанный обычно производится из стали 08ПС. Обработка холоднокатаных листов включает процесс травления перед подачей на прокатный стан и, из-за более тщательной обработки, толщина таких листов обычно не превышает 5 мм, а их поверхность более равномерна.
Сравнение свойств горячекатаного и холоднокатаного листа:
Главное преимущество горячекатаной стали - это ее относительно низкая стоимость, что делает ее широко используемой в областях, где важнее экономические соображения, чем эстетика. Такая сталь применяется в несущих конструкциях в строительстве, во внутренних узлах механизмов и т.д. Основное потребление горячекатаного проката наблюдается в строительной индустрии и тяжелом машиностроении.
Холоднокатаная сталь имеет привлекательный внешний вид и высокую прочность. Благодаря обработке при низких температурах металл не покрыт окалиной, что обеспечивает равномерное распределение внутренних напряжений.
Обе стали - горячекатаная и холоднокатаная, изготавливаются из низкоуглеродистых сортов, обладают высокой пластичностью и находят широкое применение в различных отраслях, таких как машиностроение, автомобильная промышленность, судостроение и другие. В строительстве холоднокатаный металл используется для изготовления оцинкованных изделий для профнастила, окрашенных кровельных листов и отделочных материалов.
Прокатка металла представляет собой технологию, позволяющую создавать широкий спектр изделий с использованием различных методов обработки. Металлопрокат широко востребован в многих отраслях промышленности.
В процессе производства металлических изделий прокатка металла является одним из ключевых этапов, обеспечивая заготовке необходимую форму и размер. Однако, для достижения более сложных и точных конфигураций нередко требуется применение других технологий, таких как лазерная резка. Лазерная резка металла позволяет добиться высокой точности и качества реза, что особенно важно при изготовлении деталей с мелкими элементами и сложными контурами. Она также обеспечивает минимальные термические деформации материала, что делает её незаменимой при работе с тонкими листами металла.
Если вам нужны высокоточные и качественные металлические детали, то стоит рассмотреть возможность использования услуг лазерной резки металла. Эта технология не только дополняет процесс прокатки, но и позволяет реализовать самые смелые инженерные решения. Узнать подробнее о возможностях и преимуществах лазерной резки металла, а также заказать услуги, можно на нашем сайте.