1.9. Прокатка металлов

До 90 % сталей и до 50 % цветных металлов используются в виде проката, штампованных и кузнечных заготовок (рис. 1.39). Достоинство процесса прокатки в высокой экономичности: мало потерь металла, т. к. происходит перераспределение металла по объему, а при обработке резанием много металла идет в стружку; процесс высокопроизводительный; прокат эффективно использовать для изготовления сварных и клепанных конструкций и конструктивно сложных и громоздких деталей.

Деформация может быть холодная и горячая. В последнем случае снижается усилие деформации, но обезуглероживается поверхностный слой и образуется окалина.

На улучшение пластичности металла влияют:

1. Химический состав. Так, при содержании углерода свыше 0,15 % сталь уже трудно ковать. Легирующие добавки кремния, хрома и вольфрама снижают пластичность, а никеля и молибдена, наоборот, повышают. Для изготовления деталей холодной листовой штамповкой с глубокой вытяжкой применяется кипящая малоуглеродистая сталь (08кп, 10кп и др.) с малым содержанием кремния.

2. Температура металла.

3. Скорость деформации: с увеличением ее пластичность падает.

Прокатные станы разделяются на обжимные, заготовительные, сортовые, полосовые, проволочные, листовые, трубопрокатные и специального назначения (рис. 1.40).

Крупный по размерам слиток на обжимных станах (блюмингах и слябингах) делится на более мелкие слитки: блюмы квадратного сечения (250´250 мм…) или прямоугольного (300´400 мм…) получают на блюмингах, а слябы (заготовки для листового проката) шириной 400–2500 мм и высотой 75–600 мм — на слябингах. Диаметр валков этих станов от 800 до 1500 мм, на них получают заготовки весом 2–35 т для других станов.

У слябинга, в отличии от блюминга, есть дополнительные вертикальные валки для обжатия слитка на ширине.

На заготовительных станах получают из блюмов необходимый сортамент проката. Для прокатки листовой стали используются гладкие валки, а на калиброванных валках более сложной формы изготовляются остальные виды проката. На калиброванных валках имеются канавки (выступы) — ручьи. Совокупность ручьев пары валков называется калибром. На прокатных станах используются различные (рис. 1.41) виды калибров. Калибровкавалков — это разработка схемы прокатки и такое последовательное размещение калибров по прокатному стану, при котором металл проходит через большое количество калибров, в каждом происходит его деформация, а в результате последовательного воздействия на металл обеспечивается получение заданного профиля проката.

Сортамент проката:

1. Сортовая сталь: круглая (диаметром 5–250 мм); квадратная (5–250 мм); шестигранная (6–100 мм); полосовая (шириной 10–200 и толщиной 4–60 мм); угловая сталь (табл. 1.10); лента, проволока; швеллеры, двутавры, рельсы.

2. Листовая сталь (тонколистовая до 4 мм толщиной и толстолистовая — более 4 мм).

3. Специальные виды проката (колеса, периодические профили, арматурная сталь, гнутые профили и др.).

4. Стальные трубы (бесшовные и сварные).

Таблица 1.10

Размеры профилей стали угловой равнополочной

Ширина полок, мм	Толщина полок, мм	Ширина полок, мм	Толщина полок, мм
20	3 и 4	56	5
25	¸	63	4, 5 и 6
28	¸	70	¸
32	¸	75	¸
36	¸
40	¸	80	¸
45	3, 4 и 5	90	6, 7, 8 и 9
50	¸	100	¸

По точности прокатки изготовляют сталь угловую высокой (обозначается индексом А) и обычной точности (индекс Б).

Пример обозначения стали угловой:

Б-50х50х3 ГОСТ 8509-86

Ст3сп ГОСТ 535-79

Расшифровывается, как сталь угловая равнополочная, с шириной полок 50 мм и толщиной 3 мм, обычной точности прокатки по ГОСТ 8509-86, изготовленная из стали обыкновенного качества группы А, марки Ст3сп по ГОСТ 535-79, спокойной.

Сталь угловая неравнополочная может быть размеров: 25х16х3, 32х20х3, 40х25х4 (3), …, 100х63х6 (7, 8 или 9).

Пример обозначения:

А-63х40х4 ГОСТ 8510-86

Ст2сп ГОСТ 535-79

Расшифровывается, как сталь угловая, неравнополочная, с шириной полок 63 и 40 мм и толщиной 4 мм, повышенной точности прокатки (см. индекс А) по ГОСТ 8510-86, изготовленная из стали обыкновенного качества группы А, марки Ст2сп по ГОСТ 535-79, спокойной.

Швеллеры и двутавровые балки (табл. 1.11) различаются по номерам, причем номер профиля указывает на высоту в сантиметрах швеллера (двутавровой балки).

Таблица 1.11

Размеры швеллеров и балок двутавровых

Номер профиля	Высота, мм	Ширина, мм	Толщина, мм
Швеллеры
5	50	32	4,4
6,5	65	36	4,4
8	80	40	4,5
10	100	46	4,5
12	120	52	4,8
14	140	58	4,9
…	…	…	…
22	220	82	5,4
24	240	90	5,6
Балки двутавровые
10	100	55	4,5
12	120	64	4,8
14	140	73	4,9
…	…	…	…
22	220	110	5,4

Толстолистовуюсталь изготовляют из слябов массой до 2 т. Сначала раскатывают сляб в поперечном направлении до получения необходимой ширины, а затем раскатывают вдоль. На стане имеются нормализационная печь, травильная установка и сушильная машина.

Тонколистовуюсталь выпускают в листах и рулонах. После травления рулоны поступают на станы холодной прокатки, где проводится лужение (горячее, электролитическое), или цинкование, или нанесение пластмассового покрытия.

Стальные трубыпо способу изготовления делятся на бесшовные (цельнотянутые) и шовные (сварные). Шовные трубы могут быть прямошовными и спиральношовными, однослойными (традиционная технология) и многослойными (перспективная технология). Сварные трубы дешевле цельнотянутых, но они менее надежны. Сварные трубы изготовляют диаметром от 10 до 2500 мм, а цельнотянутые — до 100 мм.