Называют продукцию из металла, производимую на специальных прокатных станах методом холодной, горячей или теплой прокатки. Его сортамент отличается по размеру и форме, которая зависит от конфигурации валиков, используемых в процессе производства.

Характерной особенностью является простая (без внутренних углов) геометрическая форма его поперечного сечения — квадрат, круг, шестигранник, плоская форма сечения. Методом прокатки можно получить из заготовки деталь необходимой формы, что позволяет не прибегать к дополнительной обработке, а значит, можно снизить расходы металла и ускорить производственный процесс.

Где применяется сортовой прокат?

Данный вид проката используют в основном в качестве заготовок для различной продукции. К примеру, шестигранный пруток является исходным материалом для изготовления болтов и гаек. Цилиндрические детали вытачивают на токарных станках из круглого проката. Производство оконных рам, различных каркасов и стеллажей не обходится без углового проката.

Профиль с квадратным сечением широко используется для изготовления декоративных лестничных оград, ворот, заборов и других изделий из металла.
Стальные полосы применяются при изготовлении всевозможных металлических конструкций. Из таких полос можно получить гнутые профили — , и другие профили более сложной конфигурации.

Классификация сортового проката

Исходя из геометрической формы сечения, профили сортового проката могут быть:

• простыми (шестигранник, );
• периодическими (ребристая профильная сталь для железобетонной арматуры, специальные профили поперечно-винтовой и продольной прокатки).

Размер сортового проката

Размер профиля сортового проката может быть:

• крупным — диаметр круглой стали до 250 мм, сторона сечения стали квадратной формы до 200 мм, арматурные профили № 70-80, сталь шестигранного сечения до № 100, сталь угловая с шириной полок до 250 мм и пр.;
• средним — диаметр круглой стали до 75 мм, сторона сечения стали квадратной формы до 65 мм, арматурные профили № 32-60, сталь шестигранного сечения до № 70, сталь угловая с шириной полок до 120 мм, швеллеры высотой до 300 мм и пр.;
• мелким — диаметр круглой стали до 30 мм, сторона сечения стали квадратной формы до 10 мм, арматурные профили № 6-28, сталь шестигранного сечения до № 30, сталь угловая с шириной полок до 50 мм и пр.

Прокат в металлургии - это продукция получаемая на прокатных станах путём прокатки. Прокатывается металл полученный на предыдущей стадии обработки металла - литье. Обычно его называют "прокат металла" или "металлопрокат".

Прокатка - один из самых распространённых видов обработки металлов давлением. Заключается в обжатии металла между двумя вращающимися в разные стороны валками. Силами трения заготовка затягивается в зазор между валками и обжимается по толщине. После прокатки увеличивается длина (происходит удлинение) и ширина (происходит уширение). Прокаткой получают прокат различного назначения. Если температура прокатки выше температуры рекристализации, то прокатку называют горячей. Если температура прокатки ниже температуры рекристализации, то прокатку называют холодной. Горячий прокат получают путём нагревания металла для повышения его пластичности, а холодный прокат получается в том случае, когда пластичность металла достаточна и без нагрева (например, у мягких марок стали).

Длина прокатных станов зависит от объёмов производства проката, от свойств полученной прокатанной стали и может быть очень большой. Например, протяжённость прокатного стана-2000 на комбинате "Северсталь" в Череповце несколько сотен метров. Часто на прокатном стане наряду с основной функцией проката совмещаются и дополнительные: резка металла на части, маркировка или клеймение, сматывание в рулоны, упаковка и другие.

Важно дать определение ещё двум понятиям: "сортамент" и "профиль".

Сортамент - это совокупность прокатных профилей отличающихся по форме и размерам.

Профиль - это форма поперечного сечения прокатного изделия.

Сортамент делится на 4 группы:

Листовой (лист, полоса (рулон), штрипс):

Горячекатанные тонкие (толщина до 4 мм);

Горячекатанные толстые (толщина свыше 4 мм);

Холоднокатанные (листы всех размеров).

Листы могут так же быть рифлёными и оцинкованными.

Сортовой :

Простой (круг, квадрат, полоса плоского сечения);

Фасонный: общего (массового) потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки, шестигранные профили и другие);

Специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили с/х машиностроения, судостроения, нефтяной и электропромышленности).

По размеру профиля делится на:

Крупный;

Средний;

Трубы :

Круглые:

Безшовные;

Сварные;

Профильные;

С переменным размером сечения.

Специальные виды (бандажи, колёса, шары, периодические и гнутые профиля).

Специальные виды металлопроката являются самыми востребованными. Например, гнутый швеллер. Если собственно швеллер - это металлическая балка, в сечении напоминающая букву "П", то гнутый швеллер - это такая же балка, но согнутая так, как требуется для конкретного производства.

На структуру производства прокатной продукции большое влияние оказывает специфика хозяйства той или иной страны, её промышленности и географии внешних связей. В целом по миру главными отраслями-потребителями проката являются промышленность (в которой особенно выделяются отрасли транспортного и общего машиностроения), строительство, транспорт и связь, предъявляющие свои специфические требования к конечной продукции чёрной металлургии. Так, в продукции чёрной металлургии США традиционно велика доля тонколистового проката, что связано с большим развитием в стране автомобильной промышленности и производства разнообразной бытовой аппаратуры (холодильников, кондиционеров и т.п.), в Японии - средне- и толстолистового проката, потребляемого в больших количествах в судостроении.

Удельные затраты на производство товарной продукции проката на российских предприятиях в 2-4 раза превышают аналогичные показатели для развитых стран Запада. Это положение связано с высоким износом основных фондов, недостаточным использованием передовых достижений науки и техники, значительными расходами на транспортировку сырья и готовой продукции, высокими затратами на электроэнергию. Все эти обстоятельства значительно снижают конкурентоспособность отечественной металлургической продукции на внешнем рынке.

Пространственное размещение прокатного производства в России сходно с географией размещения производств чугуна и стали. Связано это с тем, что главными производителями являются одни и те же металлургические комбинаты страны: Череповецкий, Новолипецкий, Нижнетагильский, Магнитогорский, Челябинский, Орско-Халиловский, Кузнецкий и Западно-Сибирский. Вместе они выпускают более 85% российского проката. Среди прокатных центров второго порядка выделяются Аша, Златоуст, Белорецк, Чусовой и Ижевск на Урале; Старый Оскол и Санкт-Петербург в Европейской России; Комсомольск-на-Амуре, Новосибирск и Красноярск в Азиатской части.

В последние десятилетия в мировой чёрной металлургии появилось новое направление, новый тип предприятий - металлургические минизаводы - передельные предприятия сравнительно небольшой производительности. Появление и быстрый рост числа металлургических минизаводов обусловили следующие предпосылки: низкие удельные капиталовложения и короткий строительный цикл, простая и компактная технология, региональное сырьё в виде металлического лома, специализированный сортамент продукции, ориентированный на конкретного потребителя, высокая производительность труда при оптимизации производственных издержек, появление новых технологий, а также создание нового технологического оборудования - весь этот комплекс объективных предпосылок сделал металлургические минизаводы одним из наиболее динамично развивающихся и эффективных направлений в чёрной металлургии. Металлургические минизаводы часто используют оборудование для металлопроката и резки металлов китайского и тайваньского производства.

Российская металлургия знает свои слабые стороны и поэтому последние годы активно перевооружается и перенимает передовой зарубежный опыт. Этому способствует и покупка российскими холдингами зарубежных производителей проката.

Кстати, примеры из статьи о прокате стати и чёрных металлов не введут вас в заблуждение! Прокат бывает и в цветной металлургии. Вспомните лыжные палки из своего детства - такие алюминиевые трубки. Это ни что иное, как прокат алюминия, который может быть и в виде листов (рифлёные, тиснёные), плит, кругов, труб, уголков, шин... Так что, в принципе мировая металлургия выпускает металлопрокат из различного сырья (чёрных, цветных и драгоценных металлов).

Текст © Владимир Спицын, 2007-2009 (специально для сайта )

Сайты о промышленности

Статьи о промышленности

Продукция, получаемая на прокатных станах путём горячей, теплой или холодной прокатки .

Сортамент проката

Сортамент - совокупность прокатных профилей, отличающихся по форме и размерам.

Профиль - форма поперечного сечения прокатного изделия.

1. листовой (лист, полоса (рулон), штрипс):
   • горячекатаные тонкие (толщина до 4 мм);
   • горячекатаные толстые (толщина свыше 4 мм);
   • холоднокатаные;
   • Профнастил - это стеновой или кровельный материал для наружных ограждений, стен и крыш.
2. сортовой :
   • простой (круг, квадрат, шестигранник, полоса плоского сечения);
   • арматура - это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций;
3. фасонный :
   • общего (массового) потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки и другие);
   • специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили с/х машиностроения, судостроения, нефтяной и электропромышленности).

По размеру профиля сортовой прокат делится на:

1. • крупный - круглая сталь диаметром 80-250 мм, квадратная сталь со стороной 70-200 мм, периодические арматурные профили № 70-80, угловая сталь с шириной полок 90-250 мм, швеллеры и двутавровые балки обычные и облегченные высотой 360-600 мм, специальные широкополочные двутавры и колонные профили высотой до 1000 мм, шестигранная сталь до № 100, рельсы железнодорожные длины 1 м с массой 43-75 кг, полосовая сталь шириной до 250 мм и др.;
   • средний - круглые диаметра 32-75 мм, квадратные со стороной 32-65 мм и шестигранные до № 70, стальной периодический арматурный профиль № 32-60, двутавровые балки высотой до 300 мм, швеллеры высотой от 100-300 мм, рельсы узкой колеи Р18-Р24, штрипсы сечением до 8×145 мм, разнообразные фасонные профили отраслевого назначения и др;
   • мелкий - круглая сталь диаметром 10-30 мм, квадратная сталь со стороной 8-10 мм, периодический арматурный профиль № 6-28, угловая сталь с шириной полок 20-50 мм, швеллеры № 5-8, полосовая сталь шириной до 60 мм, шестигранная сталь до № 30 и разнообразные фасонные профили отраслевого назначения эквивалентных размеров.

Типы обработки поверхности проката

По типу обработки поверхности прокат делится на :

• шлифованный;
• зеркальный;
• калиброванный;
• матовый.

Металлопрокат

Металлические изделия, изготовленные с помощью прокатки нагретой до определённой температуры металлической заготовки.

Виды Металлопроката

• Плоский прокат: рулонная сталь, листовая сталь, жесть, лента и прочее.
• Сортовой прокат: арматура , катанка, круг, квадрат, полоса, шестигранник, шары помольные и другие виды проката, у которых касательная к любой точке периметра его поперечного сечения данное сечение не пересекает.
• Фасонный прокат: угловой прокат , швеллер , балка двутавровая , рельсы , специальные профили для судостроения и другие виды проката, у которых касательная хотя бы к одной точке периметра поперечного сечения пересекает данное сечение.

Металлопрокат может изготавливаться из чёрной стали, легированной, нержавеющей, меди, алюминия и других металлов.

Сортовой прокат

В машиностроении, строительстве, на транспорте широко применяется металлический прокат : листы, полосы, ленты, рельсы, балки и т. д. Его получают в результате обжатия слитка металла в горячем или холодном состоянии между вращающимися валками прокатного стана. Таким образом обрабатывают сталь, цветные металлы и их сплавы.

Профиль проката (форма его поперечного сечения ) зависит от формы валков. На рисунках показаны основные профили продукции прокатного производства, называемой сортовым прокатом.

Различают следующие профили сортового проката : простые (круг, квадрат, шестиугольник, полоса, лист ); фасонные (рельс, балка, швеллер, тавр и др.); специальные (колеса, арматурная сталь и др.).

Чаще всего сортовой прокат используется в качестве заготовок для различных деталей. Например, из шестигранного прутка делают болты, гайки. Из круглого проката вытачивают цилиндрические детали на токарных станках. Уголковый прокат применяется в производстве рам, каркасов, стеллажей и т. д.

Прокаткой можно придать заготовке форму готовой детали, тем самым избежать дополнительной обработки и, следовательно, уменьшить отходы металла, сэкономить время.

Ниже представлены несколько образцов распространённых видов проката: труба, арматура, балка, швеллер, лист, уголок, полоса и т.д.

Сортовой прокат - один из видов полуфабрикатов . Так называют продукт труда, предназначенный для дальнейшей обработки и получения готовых изделий.
С некоторыми видами полуфабрикатов вы уже знакомы - это пиломатериалы, фанера, проволока.
Листовой прокат подразделяется на тонколистовой (до 4 мм) и толстолистовой (свыше 4 мм

Виды и свойства стали

Сталь - это сплав железа с углеродом (до 2%) и другими химическими элементами. Она широко применяется в машиностроении, на транспорте, в строительстве, быту.
В зависимости от состава различают углеродистую и легированную сталь. В углеродистой стали содержится 0,4...2% углерода. Углерод придает стали твердость, но увеличивает хрупкость, снижает пластичность. При добавлении в сталь во время плавки других элементов: хрома, никеля, ванадия и др. - изменяются ее свойства. Одни элементы повышают твердость, прочность, другие - упругость, третьи придают антикоррозийность, жаропрочность и др. Стали, в которых есть эти элементы, называются легированными. В марках легированной стали добавки обозначают буквами: Н - никель , В - вольфрам , Г - марганец , Д - медь , К - кобальт , Т - титан .

По назначению различают конструкционную, инструментальную и специальные стали.
Конструкционная углеродистая сталь бывает обыкновенного качества и качественная. Первая - пластичная, но обладает невысокой прочностью. Применяется для изготовления заклепок, шайб, болтов, гаек, мягкой проволоки, гвоздей. Вторая отличается повышенной прочностью. Из нее изготавливают валы, шкивы, ходовые винты, зубчатые колеса.
Сталь инструментальная обладает большей твердостью, прочностью, чем конструкционная, и применяется для изготовления зубил, молотков, резьбонарезных инструментов, сверл, резцов.
Специальные стали - это стали с особыми свойствами: жаропрочные, износостойкие, нержавеющие и др.
Все виды сталей маркируются определенным образом. Так, конструкционная сталь обыкновенного качества обозначается буквами Ст . и порядковым номером от 0 до 7 (Ст. О , Ст. 1 и т. д.- чем выше номер стали, тем выше содержание углерода и предел прочности), качественная - двумя цифрами 05 , 08 , 10 и т. д., показывающими содержание углерода в сотых долях процента. По справочнику можно определить химический состав стали и ее свойства.
Свойства стали можно изменять с помощью теплового воздействия - термической обработки (термообработки). Она заключается в нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем быстром или медленном охлаждении. Диапазон температур может быть широким в зависимости от вида термообработки и содержания углерода в стали.
Основные виды термообработки - закалка, отпуск, отжиг, нормализация .
Для повышения твердости стали применяют закалку - нагревание металла до определенной температуры (например, до 800 °С) и быстрое охлаждение в воде, масле или других жидкостях.
При значительном нагревании и быстром охлаждении сталь становится твердой и хрупкой. Хрупкость после закалки можно уменьшить с помощью отпуска - остывшую закаленную стальную деталь вновь нагревают до определенной температуры (например, 200...300°С), а затем охлаждают на воздухе.
У некоторых инструментов закаливают только их рабочую часть. При этом повышается долговечность всего инструмента.
При отжиге заготовку нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и медленно (в этом главное отличие от закалки) охлаждают . Отожженная сталь становится мягче и поэтому лучше обрабатывается.
Нормализация - разновидность отжига, только охлаждение происходит на воздухе . Этот вид термообработки способствует повышению прочности стали.

Термическую обработку стали на промышленных предприятиях выполняют рабочие-термисты . Термист должен хорошо знать внутреннее строение металлов, их физические, технологические свойства, режимы термообработки, умело пользоваться термическими печами, строго соблюдать правила безопасности труда.

Важнейшие механические свойства стали - твердость и прочность . На твердость сталь испытывают при помощи специальных приборов-твердомеров . Метод измерения основан на вдавливании в образец более твердого материала: шарика из твердой стали, алмазного конуса или алмазной пирамиды.

Значение твердости НВ определяют делением нагрузки на площадь поверхности отпечатка, оставляемого в металле (метод Бринелля ) (рис. справа, а ),

или по глубине погружения в металл алмазного острия, стального шарика (метод Роквелла ) (рис. 6 ).

Прочность стали определяют на разрывных машинах испытанием образцов специальной формы, растягивая их в продольном направлении вплоть до разрыва (рис. слева). Определяя прочность, делят наибольшую нагрузку, которая предшествовала разрыву образца, на площадь его первоначального поперечного сечения.

Прокат в металлургии – это продукция, получаемая на прокатных станках путём горячей, теплой или холодной прокатки

Сортовой металлопрокат бывает следующих видов:

Простой (круг, квадрат, шестигранник, полоса плоского сечения);

Арматура – это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций;

Фасонный:

1. Общего (массового) потребления (Арматура, Катанка, Балка, Швеллер, Уголок, Квадрат горячекатаный, Круг, Полоса, Шестигранник);

2. Специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили с/х машиностроения, судостроения, нефтяной и электропромышленности).

По размеру профиля сортовой прокат делится на:

Крупный - круглая сталь диаметром 80-250 мм, квадратная сталь со стороной 70-200 мм, периодические арматурные профили №70-80, угловая сталь с шириной полок 90-250 мм, швеллеры и двутавровые балки, обычные и облегченные высотой 360-600 мм, специальные широкополочные двутавры и колонные профили высотой до 1000 мм, шестигранная сталь до №100, рельсы железнодорожные с массой 1м длины 43-75 кг, полосовая сталь шириной до 250 мм и др.;

Средний - круглые диаметра 32-75 мм, квадратные со стороной 32-65 мм и шестигранные до №70, стальной периодический арматурный профиль № 32-60, двутавровые балки высотой до 300 мм, швеллеры высотой от 100-300 мм, рельсы узкой колеи Р18-Р24, штрипсы сечением до 8x145 мм, разнообразные фасонные профили отраслевого назначения и др.;

Мелкий - круглая сталь диаметром 10-30 мм, квадратная сталь со стороной 8-10 мм, периодический арматурный профиль № 6-28, угловая сталь с шириной полок 20-50 мм, швеллеры № 5-8, полосовая сталь шириной до 60 мм, шестигранная сталь до № 30 и разнообразные фасонные профили отраслевого назначения эквивалентных размеров.

Рис. 7.8. Некоторые профили сортового проката: 1 - квадратный; 2 - круглый; 3 - прямоугольный (полосовой); 4 - угловой; 5 - двутавровый; 6 - швеллерный; 7 - железнодорожный рельс; 8 - трамвайный рельс; 9 - тавровый; 10 - шпунтовый; 11 - полоса для гусениц тракторов; 12 - полоса для ободьев колес грузовых автомобилей; 13 - полоса для турбинных лопаток.

По типу обработки поверхности сортовой прокат делится на:

Шлифованный;

Зеркальный;

Калиброванный;

Матовый.

Сегодня сортовой прокат широко применяется в промышленности, строительстве, машиностроении, при добыче нефти, в энергетических комплексах. Без использования сортового проката не может нормально функционировать сельское хозяйство.

Сортовой прокат изготавливается на прокатном станке по технологии горячей или холодной прокатки. Для производства применяется углеродистая сталь стандартного качества. Иногда для изготовления сортового проката используют низкоуглеродистые стали. Сортовой прокат делится на два основных профиля: массового потребления и специального назначения. Сортовой прокат специального назначения производиться по индивидуальному заказу.

7.5. Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением основана на использовании пластических свойств материалов. Эти свойства позволяют изменять форму и размеры заготовки под действием внешних сил (давления) и сохранять полученные форму и размеры после прекращения действия сил. Для увеличения пластичности металл нагревают до температуры, при которой наиболее полно проявляются его пластические свойства.

Обработка металлов давлением отличается высокой производительностью и экономным расходованием металла по сравнению с литьем и механической обработкой и, кроме того, улучшает механические свойства литого металла.

Различают следующие основные способы обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, штамповка.

Прокатка - это обжатие заготовки между вращающимися валками. Валки могут быть гладкими - для прокатки листов и лент и с вырезками (ручьевые) - для получения деталей фасонного профиля. Различают горячую (с подогревом заготовки) и холодную прокатку. Комплекс оборудования, с помощью которого производится прокатка, называется прокатным станом.

Прокатные станы подразделяют по характеру процесса прокатки и выпускаемой продукции на блюминги, слябинги, листопрокатные, проволочные, сортовые, трубопрокатные и специальные.

На блюмингах производят крупные квадратные заготовки - блюмы. Из блюмов на сортопрокатных станах получают сортовой прокат с сечениями в виде квадрата, круга, прямоугольника, треугольника, сегмента, ромба, уголка, швеллера, тавра, двутавра и др.

На слябингах прокатывают крупные прямоугольные заготовки - слябы, из которых затем на листопрокатных станах производят более мелкие прямоугольные заготовки и листы.

Проволочные станы предназначены для получения проволоки диаметром 5-10 мм.

На трубопрокатных станах получают бесшовные и шовные (сварные) трубы. С помощью специальных станов прокатывают самые различные заготовки, например железнодорожные колеса, вагонные оси и т.д.

Волочение - процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся отверстие (волочильный глазок). В результате поперечное сечение заготовки уменьшается, а ее длина увеличивается. Волочильный глазок является основной частью волоки - рабочего органа волочильных станов, на которых производится эта операция. Волочение выполняют в холодном или горячем состоянии. Исходным материалом для волочения является горячекатаный сортовой прокат (круглый, квадратный, шестигранный и др.), проволока, трубы из стали, цветных металлов и сплавов. Волочение применяют для получения проволоки малого диаметра, тонкостенных труб, фасонных профилей, а также для калибровки, т.е. придания точных размеров и высокого качества поверхности изделия. Разрезкой фасонных профилей получают готовые детали - шпонки, направляющие и т.д.

Прессование - вид обработки металлов давлением, при котором металл, заключенный в замкнутую форму, выдавливается через отверстие, меньшей площади, чем площадь сечения исходного материала. В результате прессуемый металл принимает вид прутка, который может быть простым или сложным, сплошным или полым, в зависимости от формы и размеров отверстия. Прессованию подвергаются слитки алюминия, меди и их сплавов, а также цинка, олова, свинца и др.

Ковка , так же как и литье, является издавна известным способом обработки металлов. Различают ковку без применения штампов, так называемую свободную ковку, и ковку в штампах - штамповку.

Свободная ковка заключается, в следующем. Заготовку нагревают в нагревательной печи до температуры, при которой металл становится более пластичным. После этого заготовку кладут на наковальню и ударами молота придают ей необходимую форму. Изделие, полученное в результате ковки, называется поковкой.

Различают ручную и машинную ковку. Ручная ковка применяется в индивидуальном производстве для выполнения мелких ремонтных работ. Машинная ковка - ковка на молотах и прессах - используется в серийном и массовом производстве. Она во много раз производительнее ручной и позволяет обрабатывать очень крупные детали.

С помощью ручной и машинной ковки можно получать поковки самых различных форм. Однако из-за длительности процесса свободная ковка не всегда выгодна в массовом производстве. В этом случае более производительной и экономически оправданной является штамповка.

При штамповке формообразование детали происходит в штампе и определяется его конфигурацией. Штамповку осуществляют на прессах и молотах.

Штамповка с предварительным нагревом заготовок называется горячей, без нагрева - холодной.

Различают объемную и листовую штамповку . Горячая объемная штамповка применяется в основном в массовом и серийном производстве и позволяет получать изделия с высокой точностью формы и размеров. Холодную объемную штамповку применяют для поковок небольшого размера.

Листовой штамповкой изготовляют плоские или пространственные тонкостенные изделия из стали, цветных металлов и сплавов. При холодной листовой штамповке используют заготовки толщиной от нескольких сотых долей миллиметра до 4 мм, при горячей - толщиной более 4 мм. Изделия, полученные листовой штамповкой, отличаются высокой точностью и не нуждаются в последующей обработке резанием.