Металлообрабатывающая компания VT-METALL Гибкий подход – железное качество
Звоните, мы сейчас работаем:
25.09.2022
Металлообработка
200
Время чтения: 8 минут

Прокатка металла: виды, технологии, применение

Редакция сайта VT-Metall
Сохранить статью:

Из этого материала вы узнаете:

  • Как осуществляется обработка металла давлением – прокатка
  • Технология прокатного производства
  • Прокатное оборудование
  • Горячая и холодная прокатка металла

Прокатка металла осуществляется на специальном станке. Это один из самых массовых способов обработки материала давлением. Лист продавливается между вальцами станка, что позволяет добиться уменьшения толщины.

Для прокатки подходят не только листы. Технологию можно применять и для работы с металлическими прутами. О других возможностях прокатки металла, а также ее применении в производстве расскажем далее.

Как осуществляется обработка металла давлением – прокатка

Прокатка металла – это пластическое деформирование металлических заготовок, протягиваемых между вращающимися вальцами. Сила трения заставляет металл продвигаться по прокатному стану с заданной скоростью. Под воздействием передаваемого валками давления ей придается необходимая форма.

Различают три основных вида этой технологии. Прокатка металла может быть продольной, поперечной или поперечно-винтовой. Продольная прокатка металла осуществляется вращающимися в противоположном направлении вальцами, заставляя материал продвигаться в перпендикулярном их осям направлении. При этом заготовка увеличивается в длину и уменьшается в поперечном сечении.

Поперечная прокатка металла подразумевает вращение заготовки между валками, которые оборачиваются вокруг параллельных друг другу осей в одном направлении. При таком деформировании увеличение длины обрабатываемого материала происходит вдоль осей вальцов.

 

Схема поперечно-винтовой прокатки заключается в пластическом деформировании металла расположенными под углом друг к другу валками, что обеспечивает продвижение заготовки по прокатному стану с одновременным ее вращением вокруг своей оси.

Придаваемую изделию при прокате форму в поперечном сечении принято называть профилем. Если профиль не изменяется по всей длине изделия, его называют постоянным, а если получается изделие с различной формой поперечного сечения на разных его отрезках – это переменный или периодический профиль. Понятием сортамент определяются группы продукции определенного размера и профиля.

Различают четыре основных сортамента:

  1. Сортовой и фасонный прокат.
  2. Листовой прокат.
  3. Специальные виды проката.
  4. Трубы.

Для промышленного применения чаще всего выпускается металлопрокат двух больших групп. К профилям общего назначения относятся изделия с поперечным сечением в форме круга, прямоугольника (квадрата) и шестигранника. Фасонным называется прокат с сечением в виде уголка, а также тавр, двутавр и швеллер. Прокат специального назначения – это чаще всего рельсы, профили для укрепления стен тоннелей и другая подобная продукция.

Технология прокатного производства

Современная технология прокатного производства, как правило, состоит из двух этапов. На первом из слитков металла получают заготовки или полупродукт, а на втором из полупродукта формируют готовые изделия.

2-min.jpg

Производство металлопроката включает в себя несколько основных технологических операций:

  • подготовка металла,
  • разогрев, 
  • прокатка, 
  • отделка и контроль качества.

Для того чтобы подготовить металлический слиток или заготовку к прокатке, необходимо удалить все поверхностные дефекты, такие как небольшие трещины, закаты, царапины и частички шлака. Их наличие на поверхности металла может снижать качество изделий, снижать производительность оборудования и ускорять износ узлов и деталей прокатного стана. Особое внимание следует уделять подготовке металла перед прокаткой легированных и углеродистых сталей высокого качества.

Целью нагрева металла перед прокаткой является повышение его пластичности. Соблюдая специальный температурный режим для отдельных марок стали, добиваются нужной структуры металла в готовом прокате.

При прокатке листового металла через вальцы необходимо постоянно контролировать их настройку, следить за соблюдением температурных режимов в начале и в конце процесса, за усилием на валках и режимом пластического деформирования.

Контроль осуществляется путем регулярного отбора проб. После окончания прокатки металла и прежде чем произвести отделку изделий, они обязательно проходят основной этап контроля.

Далее отбором проб и осмотром сопровождается каждая отделочная операция. Готовые изделия проходят технический контроль перед упаковкой.

В качестве сырья для прокатки используются слитки металла или заготовки. Заготовка с квадратным сечением называется блюм, а прямоугольного – сляб. Одного прохода между вальцами, как правило, недостаточно для получения изделия с нужными параметрами. При прокатке заготовка обрабатывается в несколько этапов, на каждом из которых происходит уменьшение площади ее поперечного сечения. С каждым проходом профиль изделия приближается к требуемому.

Прокатное оборудование

Прокатка металла осуществляется следующими видами вальцов: гладкими валками или бочками у листопрокатного стана и бочками с ручьями у сортопрокатного. На торцах валки опираются на подшипники специальными шейками. Шейка бочки переходит в крестовины или трефы, которые соединяют ее со шпинделем, приводящим вальцы в движение. Трефы позволяют регулировать положение бочек по вертикали, уменьшая или увеличивая просвет между ними.

3-min.jpg

Прокатка металла для получения металлических листов и полос требует пластического деформирования металла с помощью гладких бочек. С каждым проходом валки сближают, добиваясь постепенного уменьшения толщины заготовок.

Сортовая и фасонная прокатка металлических заготовок с получением профилей общего или специального назначения, таких как круг, уголок, шестигранник или рельс, производится при помощи бочек со специальными углублениями по окружности рабочих частей. Такие валки называются калиброванными или ручьевыми. Соответственно, выемку на валке называют ручьем, а расстояние между выемками на противоположных вальцах при прокатке калибром.

Если линия разъема (зазора между бочками) находится в пределах калибра, его называют открытым, а калибр с линией разъема, выходящей за его пределы, – закрытым.

Прокатный стан для пластического деформирования металлических заготовок представляет собой комплекс последовательно расположенных агрегатов. В его состав входит как оборудование, на котором производят непосредственно прокатку, так и участки для подготовки металла к прокатке, отделки изделий после пластического деформирования, упаковки и подготовки к дальнейшей транспортировке.

Само оборудование для прокатки состоит из рабочих клетей. Каждая клеть образована двумя станинами, которые стальной поперечиной объединены в одну, смонтированную на общем фундаменте установку. Валки приводятся во вращение электродвигателями. Усилие от двигателя на бочки передается через распределительную клеть с шестернями и шпиндели. Каждая рабочая клеть стана образована одной или несколькими парами валков.

Пластическое деформирование металлических заготовок или слитков при протягивании между бочками прокатного стана объединяет термин прокатка.

Горячая и холодная прокатка металла

Прокат, в зависимости от температурного режима, бывает:

  • Горячекатаным, когда нагрев заготовок производится до температуры, превышающей температуру рекристаллизации (80 % от температуры плавления).
  • Холоднокатаным, когда пластическое деформирование металла происходит при температуре, не превышающей 30 % от температуры рекристаллизации.

4-min.jpg

Рекристаллизацией называют образование и/или рост одних зерен кристаллической решетки металла за счет других. Горячая прокатка подразумевает нагрев металлических заготовок до температуры свыше +920 °С. К примеру, при горячей прокатке низкоуглеродистых сортов стали температура превышает +1169 °С.

Получить один и тот же профиль при помощи прокатки можно, используя два различных способа. Первый из них, который устарел и редко используется на современных производствах, предполагает использование заготовок, отлитых в специальные формы, или изложницы. Прокатку осуществляют в два этапа. Сначала нагретые слитки прокатывают на обжимном стане и удаляют с их поверхности возможные дефекты. Далее после повторного нагрева производят окончательную прокатку в листы или фасонный прокат.

Современная технология заключается в замене литья в изложницы, изготовлением на машинах непрерывного литья заготовок. После отливки на МНЛЗ заготовки поступают на прокатный стан. Такая методика позволяет исключить слябинг/блюминг, повысить качество заготовок без потери времени и металла при очистке и обрезке слитков. Большая часть российских предприятий располагает машинами непрерывного литья заготовок и литейно-прокатными модулями, а остальные разрабатывают планы их внедрения.

Горячая прокатка сегодня составляет почти 80 % мирового выпуска металлопроката. Эта технология позволяет существенно сокращать затраты времени, ресурсов и электроэнергии. Поскольку нагрев повышает пластичность металла, каждый проход значительно уменьшает площадь поперечного сечения заготовок. Что касается обработки слитков, то из-за неоднородности структуры их обработка возможна исключительно горячей прокаткой.

Горячекатаный прокат получают чаще всего из стали 09Г2С, холоднокатаный – из стали 08ПС. Обработка х/к стали предполагает травление перед подачей на прокатный стан. Из-за более длительной обработки толщина холоднокатаных листов не превышает 5 мм, они имеют более ровную поверхность.

5-min.jpg

Сравнение свойств горячекатаного и холоднокатаного листа:

Х/к лист
Г/к лист
Поверхность
Ровная
Неровная, часто имеет просевшую середину
Напряжение в листе
Равномерное
Неравномерное
Исходный материал
Обычно низкоуглеродистая сталь
Углеродистая, низколегированная, (реже легированная) сталь
Применение
авто- и судостроение, приборостроение, в строительстве (для получения профнастила, кровельных листов), производство труб
строительство (в основном для несущих конструкций), машиностроение, в т. ч. судо- и авиастроение

Из преимуществ горячекатаной стали первым стоит назвать относительно низкую стоимость, благодаря которой ее широко используют в областях, где не имеют большого значения соображения эстетики. Это относится к несущим конструкциям в строительстве, внутренним узлам механизмов и т. д. Следовательно, основные объемы горячекатаного проката потребляются стройиндустрией и тяжелым машиностроением.

6-min.jpg

Холоднокатаная сталь имеет хороший внешний вид и высокую прочность. Благодаря невысокой температуре обработки такой металл не испорчен окалиной и отличается равномерным распределением внутреннего напряжения.

Прокат, изготовленный из низкоуглеродистых сортов стали, пластичен, что делает возможным его применение в машиностроении, автомобильной промышленности, судостроении и многих других областях. В строительстве холоднокатаный металл идет на изготовление оцинкованных изделий для профнастила, окрашенных кровельных листов и отделочных материалов.

Прокатка металла – это технология, дающая возможность производить множество видов изделий с применением нескольких вариантов обработки. Металлопрокат востребован во многих сферах промышленности.

Читайте также
Получить бесплатный чертеж

Получить бесплатный чертеж

Скачать прайс

Скачать прайс

Пересчет проекта

Пересчет проекта

Позвонить бесплатно

Позвонить бесплатно

Скачать прайс

Скачать
прайс

Написать WhatsApp

Написать WhatsApp

Яндекс.Метрика