Металлопрокат — это строго говоря, тот самый материал который определил в XIX веке облик современной цивилизации. Технологии проката двутавровых стальных балок (то есть рельсов) создали железные дороги; прокат стальных листов большого размера позволил построить много больших океанских кораблей; производство катаных бесшовных труб позволило построить нефте- и газопроводы (ну и еще оснастить армии скорострельными пушками); алюминиевый прокат дал возможность подняться в небо авиалайнерам.
В общем, имеет смысл поподробнее узнать о том что и какими способами производится из металлопроката сегодня.
Из чего катаем прокат?
Прокат — это, разумеется, металл. Прежде всего — сталь, которая в силу своей твёрдости и (в нагретом состоянии) пластичности поддается обработке давлением, качением и вытягиванием. Однако сталь — не единственный материал для проката. Кроме нее обработке такими же методами могут подвергаться цветные металлы (медь, алюминий, олово) и их сплавы (бронза, латунь, томпак и др.) Все они имеют главное свойство, необходимое для того, чтобы материал был «прокатным» - способность изменять под давлением и сохранять в дальнейшем нужную форму.
При этом стоит отметить, что несмотря на то, что «прокатные» металлы были известны издревле, технология проката начала развиваться бурными темпами только после того, как технологии металлургии позволили получать в достаточных количествах сталь заранее заданного химического состава — то есть с содержанием углерода менее 2,1%.
Стали разные нужны...
В наше время есть несколько технологий получения стали из чугуна путем окисления и удаления из него углерода: мартеновский метод, электротермический и конверторный.
Последний является наиболее популярным, поскольку он наиболее дешев и наименее «грязен» в экологическом смысле.
Но качество стали зависит не только от содержания в ней углерода. Необходимые свойства ей придают легирующие добавки (хром, никель, ваннадий, молибден, марганец и так далее).
Главным и наиболее известным легирующим элементом при выплавке стали является хром – от того, сколько его содержится в стали зависит ее главное качество – стойкость к коррозии.
Тянем, давим, катаем...
В промышленности требуется «сплошной» прокат: листы, прутки, ленты, швеллеры, рельсы, балки и т. д. Чтобы его получить металл в горячем состоянии «прогоняют» между валками прокатного стана. При этом профиль проката (то есть его поперечное сечение) будет определяться только формой валков. Ими можно придать металлу самые разные сечения — от прямоугольных до рельсовых.
При этом профиль проката (то есть форма его поперечного сечения) будет определяться только формой валков. Ими можно придать металлу самые разные сечения — от прямоугольных до рельсовых.
Технология проката позволяет придать приблизить форму металлической заготовки к готовому продукту (например - рельсу) и тем самым сэкономить время и энергию на окончательной обработке.
Обычно металл прокатывают в горячем (докрасна или добела разогретом) состоянии. Но есть несколько металлов (точнее - сплавов), которые прокатываются в холодном виде. К ним относятся, например, бронза и латунь, которые при высокой температуре становятся слишком мягкими и легко разрушаются (крошатся).
Тонкости цветного проката
Цветные металлы, имеющие хорошие показатели пластичности могут подвергаться прокатке в обоих видах — как горячем, так и холодном.
Например, алюминий, разогретый до 480 градусов можно подвергать любому виду прокатной обработки. А для проката дюралюминия можно обойтись температурой всего в 450 градусов.
Однако при прокате заготовок из цветных металлов необходимо еще точно знать их химический состав, поскольку от него зависят их физические свойства.
Например, если в алюминии присутствуют примеси (хотя бы и в пределах 1%) кремния или железа, то пластические характеристики у такого алюминия будут гораздо хуже.
Другое требование к горячему прокату цветных металлов – это предельно точная выдержка температуры. К примеру, цинк требует при прокатке температуры строго 180 градусов — если она будет чуть выше или чуть ниже, капризный металл резко утратит пластичность.
Медь более «терпелива» к температуре (ее можно прокатывать при 850 – 900 градусах), но зато требует, чтобы в плавильной печи непременно была окислительная (с повышенным содержанием кислорода) атмосфера — иначе она становится хрупкой.
Окислительная атмосфера нужна и латуни — но не только она. Этот сплав меди и цинка требует еще и быстроты обработки, поскольку обладает необходимой пластичностью только в узком температурном диапазоне — от 800 до 650 градусов. Если с обработкой чуть затянуть, то быстро остывающая латунь утратит пластичность.
Трубы без швов для войны и мира
Отдельная тема в технологии проката — это прокат «не сплошной», то есть бесшовные трубы. Технология их получения была открыта в 1886 году братьями Маннесман, которые обнаружили, что при обкатке стальных прутков в валках со смещенными осями (винтовая прокатка) в сердцевине прутков образуется полость.
Технология производства стальных бесшовных труб произвела революцию в производстве вооружений - но не только в ней. Без такого вида проката в наше время невозможно себе представить не только нефте- и газопроводы высокого давления, но и самые обычные предприятия — котельные ЖКХ.
Используются бесшовные трубы также в авто- и судостроении, в химическом производстве, в криогенике и пр. высокотехнологичных производствах.
Со швами или без?
С развитием экономики потребность промышленности в бесшовных трубах увеличивается — соответственно, увеличиваются и доходы тех, кто эти трубы производит.
Но одновременно развиваются и технологии изготовления сварных труб — и сейчас бывает, что бесшовные и сварные трубы присутствуют на совершенно аналогичных по нагрузкам участках. Применение сварных труб может быть дешевле, но — увы! - не всегда надежнее.
Бесшовные трубы дороже, но их применение абсолютно необходимо, если расчеты нагрузок показывают значения, хотя бы близкие к предельно допустимым для сварных труб.
Круг и квадрат
Не-круглые в сечении трубы тоже могут быть как бесшовными, так и прямошовными.
Чаще всего трубы прямоугольного или квадратного сечения производятся путем формирование их из листового проката с помощью сварки (электродуговой, плазменной или контактной под давлением).
Но есть технологии производства и бесшовных труб квадратного профиля — методами горячего и холодного проката.
Горячий прокат производится на специализированных прокатных станах. Главной особенностью этой технологии является предварительный нагрев заготовки докрасна - это позволяет формировать более точно профиль трубы.
Холодный прокат квадратного профиля производится без предварительного подогрева. У этого метода имеется существенное преимущество – при его использовании готовая деталь получается прочной и качественной. Достигаются эти качества за счет дополнительной технологической операции – отпуска - которая обеспечивает снятие напряжений в кристаллической решетке металла.
Трубы квадратного профиля, изготовленные по обеим технологиям представлены на российском рынке весьма обширно.
Такой профиль выгодно отличается от прочих тем, что его легко можно обрабатывать подручными инструментами. Из него можно изготавливать как каркасные конструкции при строительстве дачных домиков, так и теплицы, и ограды.
Качественные и практичные изделия из проката компания «Стальной Выбор» может предложить покупателям по весьма умеренным оптовым ценам.
