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.

Где используются

Область применения холоднокатаных листов с каждым годом все увеличивается, это происходит потому, что современные технологии позволяют изготавливать более качественные и полезные изделия.

Их применяют для:

• Производства автомобильных запчастей и кузовов;
• При проектировании самолетов и кораблей;
• В военной промышленности;
• В строительстве.

• 
  Особенности алмазных дисков для мокрой резки

• 

  Сварка металлических конструкций

• 

  Технические особенности горячекатаного листа — классификация, способ изготовления, варианты применения и особенности обработки

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

Недостатки холоднокатаных листов

Основными недостатками являются те, что связанны с толщиной изделия. Особенность производства обуславливает меньшую толщину, а это сильно сказывается на прочности.

Толщина по площади изделия может изменяться по следующим причинам:

• Заготовка была расположена не симметрично на конвейере, или же ее концы были плохо натянуты или закреплены;
• Различная температура валов при раскатке заготовки;
• Неровности на раскаточном вале.

Дефекты могут появляться у еще не обработанных заготовок, вследствие плохого качества начального материала или нарушения режима охлаждения.

Но возможность переработки бракованной продукции, позволяет изготовителям выпускать холоднокатаные листы стандартных размеров и подходящего качества.

Самым существенным недостатком являются большие энергетические затраты на производство и необходимость приобретения сложного и дорогостоящего оборудования.

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.

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.

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.

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.

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 листот производителя по низкой цене в Челябинске и Челябинской области. 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.

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).

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.

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.

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.