Сортовой прокат — это одна из самых распространенных категорий металлопродукции. Он получил широкое технологическое применение в строительстве, машиностроении, других отраслях. Его используют для монтажа металлоконструкций, изготовления элементов строительных конструкций, производства деталей механизмов и машин, других изделий. Основной признак продукции, относящейся к сортовому прокату, состоит в ее форме. Касательная линия, которая проложена в любой из точек поверхности детали, не пересекает ее сечение ни в одном месте. Это обуславливает простые сечения проката, которая, как правило, представляет многоугольник, круг, овал.
Рассмотрим, что такое сортовой прокат, какими бывают его виды, особенности его производства.
Основные виды сортового проката
Металлопродукцию этого типа обычно классифицируют по форме поперечного сечения. По этому параметру бывают такие основные виды сортового проката:
- круг;
- квадрат;
- шестигранник;
- полоса.
Круг
Круг относится к самым распространенным в промышленности видам сортового проката. Он представляет собой прут из стали, имеющий круглое поперечное сечение. Производство круглого металлопроката осуществляется на основании требований ГОСТ 2590-2006, которым определяется сортамент металлоизделий, их геометрические и размерные параметры. Одной из главных размерных характеристик является номинальный диаметр прута. Его стандартные значения могут составлять от 5 до 270 мм. Кроме этого, по запросу заказчика изготавливается круг диаметром от 270 до 330 мм.
Круг диаметром до 9 мм хранится и транспортируется в мотках. Прокат большего диаметра хранят и транспортируют в прутках.
Круглый стальной прокат широко применяется в машиностроении. Его используют в качестве заготовок для изготовления валов, втулок, осей, других деталей механизмов и машин. Кроме этого, круг применяют в изготовлении металлоконструкций и в строительстве. В том числе он используется для монтажа решеток, заборов, ограждений, а также применяется для кованых изделий разного типа.
Квадрат
Квадрат — прокатное изделие, которое изготавливается в виде прута с квадратной формой поперечного сечения. Его производят в соответствии с нормами, изложенными в стандарте ГОСТ – 2591-2006. Основным размерным параметром, характеризующий этот вид металлопроката, является сторона квадрата. Ее значение может составлять от 6 до 200 мм. Квадрат с большей стороной выпускается по специальному запросу заказчика.
Основная форма выпуска квадрата — прутки. Производство в мотках допускается только для сортамента с размером стороны не более 42 мм по согласованию с заказчиком.
Главная сфера применения — машиностроение. Этот тип проката применяют для изготовления деталей машин и механизмов с квадратной формой сечения. Также квадрат применяют для монтажа элементом металлоконструкций, изготовления кованых изделий.
Шестигранник
Шестигранник — вид стального сортового металлопроката, выполненного в форме прута с шестигранной формой поперечного сечения. Его производство осуществляют в соответствии с нормами, изложенными в ГОСТ 2879-2006.
Основной размерный параметр, характеризующий шестигранник, — расстояние между противоположными гранями, или диаметр вписанного круга. Его размер может составлять от 8 до 103 мм. Прокат большего размера может выпускаться по специальному заказу.
Производство осуществляют в прутках длиной от 2 до 6 м. По специальному заказу допускается производство шестигранника в мотках, а также в прутках длиной от 3 до 13 метров.
Основная сфера применения шестигранного металлопроката — машиностроение. Кроме этого, он широко используется для производства крепежных элементов.
Полоса
Стальная полоса — металлопрокатное изделие с поперечным сечением в форме прямоугольника. Производится в соответствии с положениями ГОСТ 103-2006. Сортамент полосы характеризуется главными размерами — шириной и толщиной. Ширина составляет от 11 до 200 мм, а толщина — от 4 до 60 мм.
Производство полосного проката осуществляют в прутках длиной от 2 до 12 метров. Допускается производство в рулонах или в прутках немерной длины, составляющей от 2 до 13 метров. При этом такое изготовление должно быть согласовано с заказчиком.
Полоса используется при монтаже металлоконструкций. Ее используют для изготовления гнутых профильных элементов, в том числе, уголка или швеллера. Одна из основных сфер применения является машиностроение. Из полосы изготавливают автомобильные рессоры, конструктивные элементы, работающие на растяжение, режущий инструмент, другие детали. Полоса применяется как заготовка для производства электросварных труб.
Особенности производства сортового металлопроката
Производство сортового проката осуществляется из заготовки (сляба) необходимой марки стали на прокатном стане. Сляб разогревается до заданной температуре, при которой достигается необходимый уровень пластичности металла. Далее заготовку подают на прокатные клети — серию валков определенной геометрии, которые располагаются попарно. При проходе через прокатные клети сляб вытягивается, происходит его управляемая деформация. В результате заготовке придается необходимая форма и геометрические параметры.
После прохождения стана готовый прокат нарезают на прутки заданной длины или сматывают в мотки. После охлаждения изделия передаются на хранение и далее на продажу.
В зависимости от температуры нагрева заготовки бывает технология горячего и холодного проката.
Горячекатаный металл
Изготовление сортового горячего проката выполняют при нагреве заготовки до температуры более 920 °C. При такой температуре происходит рекристаллизация металла. Это процесс изменения кристаллической решетки металла с образованием равноосных зерен. В результате рекристаллизации изменяются свойства сплава.
Особенности горячекатаной сортовой стали:
- Горячекатаная сталь имеет более равномерную структуру с уменьшенным внутренним напряжением. Благодаря этому металл лучше поддается механической обработке, что позволяет увеличивать уровень деформации, относительно начальной геометрии стальной заготовки.
- Сильный нагрев значительно увеличивает пластичность металла, что ускоряет прокатку.
- Для производства методом горячего проката обычно применяется сталь более низкого сорта — более дешевые сплавы.
- Поверхность металлопроката имеет окалину, что требует последующей обработки.
- Технология горячей прокатки позволяет получать готовые металлоизделия с ограниченной точностью геометрии и размерных параметров, что связано с неуправляемой деформацией при охлаждении заготовки. Например, они могут иметь неравномерную толщину.
Метод горячей прокатки применяют для изготовления металлопроката более крупного сортамента. Он позволяет работать с марками стали, которые сложно деформировать без нагрева. Горячекатаный сортовой прокат способен воспринимать значительные нагрузки, поэтому его можно использовать для изготовления деталей, выполняющих несущую или армирующую функцию в металлоконструкциях.
Холоднокатаный металл
При производстве методом холодного проката стальная заготовка нагревается значительно меньше. Температура нагрева не достигает уровня температуры кристаллизации сплава, поэтому не происходит изменения его механических свойств. При этом в результате деформации заготовки при проходе через прокатный стан происходит ее поверхностное упрочнение.
Особенности холоднокатаного сортового проката:
- Технология холодной прокатки позволяет получать металлоизделия с точными геометрическими и размерными параметрами.
- Метод дает более ровную, гладкую поверхность металлопроката, что минимизирует или полностью исключает необходимость вторичной обработки.
- Металл имеет однородную структуру, приобретает увеличенную твердость, прочность на растяжение, изгиб, разрыв.
- Для изготовления холодной прокаткой используют высококачественные стали.
Учитывая эти особенности, холоднокатаный прокат отличается повышенным качеством, что увеличивает его стоимость. Он применяется для изготовления ответственных деталей, для которых важна точность размеров, качество поверхности, высокая твердость. В том числе такой металлопрокат получил применение в машиностроении и приборостроении.