Ассортимент и процесс производства листового проката
Листовой прокат, в отличие от сортового, часто используют не только как самостоятельное изделие, но и как заготовку для производства. Например, для дальнейшей вырубки, формовки и гибки металла. Из-за этого весь листовой прокат из нержавейки и цветного металла широко востребован для частного и промышленного использования.
Что входит в листовой прокат?
Листовой прокат – это металлические заготовки в форме листа, которые имеют плоскую форму. Они отличаются между собой материалом изготовления и толщиной. Сортамент включает продукцию из нержавеющей стали, алюминия, меди, бронзы, латуни, титана и других металлов и сплавов.
По толщине проката различают листы и плиты. Они изготавливаются стандартными прямоугольными или квадратными заготовками. Есть также тонколистовой прокат, который продается катушками и режется в размер по желанию покупателя, например, рулоны нержавеющей стали или медная фольга.
По ширине проката различают листы, ленты и штрипсы. Лента – это более узкий прокат, который продается как самостоятельное изделие. Штрипсы – тоже отличаются небольшой шириной, но они применяются в качестве заготовки, например, для уголков.
Кроме того, листовой прокат также различается по типу поверхности. Классические листы имеют ровную поверхность и высокую степень обработки. Они гладкие, зеркальные, отличаются отсутствием любых неровностей. Но есть специальные декоративные и технологические листы, например:
- перфорированные – с отверстиями по всей площади изделия, отличаются диаметром просветов;
- просечно-вытяжные – это прочная сетка, которая создается путем одновременной просечки и вытяжки листа, часто применяется для изготовления лестниц;
- рифленые – с нанесением тиснения на поверхности для обеспечения меньшего скольжения, а также для дополнительного декоративного эффекта;
- матовые – отсутствие глянцевого блеска делает листовой металл интереснее и практичнее для ряда задач использования;
- зеркальные – с максимальной степенью шлифовки и дополнительным блеском.
Таким образом, к листовому ассортименту причисляют все изделия, которые имеют относительно небольшую толщину и изготавливаются с помощью горячего или холодного проката с последующей шлифовкой и резкой.
Как производят листовой прокат?
Основные способы производства – холодный и горячий прокат, в зависимости от материала. В качестве заготовки используется сляб – это толстая пластина металла для последующей обработки. Бывают литые и катаные слябы, их могут производить на том же металлургическом заводе или заказывать у партнеров. К заготовком предъявляются достаточно жесткие требования, они всегда соответствуют ГОСТам, иначе невозможно получить качественный листовой прокат. Иногда в сплавы заранее добавляют присадки, чтобы получить нужную степень прочности или устойчивости к коррозии готового листового материала.
Холодный прокат
Холоднокатаный метод считается более качественным, но не для всех металлов можно использовать этот способ. Технологии для разных материалов немного отличаются, поэтому будем описывать преимущественно процесс проката для нержавеющей стали.
При холодной деформации заготовка не подвергается предварительному нагреву. Зато в ряде случаев перед прокатом материал проходит через травление. Затем заготовка пропускается через валы, которые оказывают равномерное давление на сляб. Постепенно за несколько проходов давление валов увеличивается, они могут перемещаться в разном направлении – горизонтально, вертикально или винтовыми движениями. Вместе с каждым проходом толщина сляба уменьшается, а его длина и ширина – увеличиваются.
Когда была достигнута нужная толщина, заготовки режутся в листы и, по необходимости, сворачиваются в рулоны. Следующий этап – это металлообработка, в зависимости от типа проката. Например, это может быть шлифовка или тиснение, нанесение дополнительного покрытия.
Наиболее качественная обработка происходит на клетьевых крутильных машинах. Так стальной лист накручивается на барабан, затем проходит обкатку и одновременно с этим наматывается на вторую катушку. Затем происходит обратное движение в другую сторону. Работу клетевой крутильной машины можно сравнить с перемоткой пленки на старых кассетах. Только вместо пленки – стальной лист, который наматывается в рулон и при каждом движении проходит через валы под давлением.
Особенности холодного проката:
- высокая точность толщины на всем протяжении листового металлопроката;
- хорошая прочность – при горячем процессе сталь может потерять до 20% своих прочностных свойств;
- возможность нанесения полимерного покрытия на лист;
- ограниченное количество форм;
- возможность достичь минимальной толщины листа.
Горячий прокат
Процесс не сильно отличается от предыдущего, основная разница в том, что перед прокатом заготовку разогревают в специальных печах до такой температуры, при которой значительно увеличивается пластичность и мягкость материала. Температурные значения у разных металлов и сплавов будут отличаться. Для нержавейки нагрев производится примерно до 1100-1300 градусов.
Нагретая заготовка также помещается между валками, происходит обжатие за несколько проходов. Дополнительно иногда устанавливают ограничители по краям, что дает возможность придать листовому грячекатанному прокату особенную форму. Когда лист охлаждается, он подвергается резке, разделке кромок, шлифовке, при необходимости снимается окалина. На качество готового проката влияет то, насколько равномерно происходил нагрев заготовки.
Иногда два метода комбинируют. Сперва используют горячий сляб, раскатывают его до определенной толщины, потом охлаждают уже достаточно тонкую заготовку и пускают ее между валами повторно, уже холодным методом. Так получается достичь тонколистовых изделий высокого качества.
Особенности горячей деформации листов:
- такой метод дешевле;
- листы хорошо поддаются последующей сварке из-за предварительного нагрева;
- трудно добиться минимальной толщины;
- иногда на материале появляются окалины, а прочность стали незначительно теряется.
В целом, если сравнивать два способа проката, холоднокатаные листы считаются более качественными, прочными, но и более дорогими. Они применяются при изготовлении тех металлоконструкций, где наиболее важна прочность изделия. В то время как горячекатаные листы используются в быту, в том числе для создания конструкций для эксплуатации на улице.
Последующая металлообработка листового проката
Постобработка зависит от того, какое изделие требуется получить. Например, для тонколистовых изделий из углеродистых сталей актуальна оцинковка. Это покрытие листа тонким слоем цинка с помощью гальванической или термодиффузионной технологии. Оцинковка увеличивает устойчивость изделия к коррозии, продлевает ее срок эксплуатации.
Для производства рифленых, профильных, перфорированных или просечно-вытяжных листов используются рулонные или листовые заготовки. Лучше всего подходят плиты после холодной деформации. Для рифления заготовка нагревается и с помощью тиснения наносится ромбовидный или чечевичный рисунок. Для получения профлиста рулонная заготовка отправляется на специальный станок, армирующий загибы. Перфорация получается путем резки станком с ЧПУ.
Наиболее интересно изготовление просечно-вытяжных листов. Они также производятся на основе холоднокатаных заготовок. Плиту помещают на станок, на котором происходит два действия: нанесение насечек и равномерное вытяжение листа.
В рамках производства листовой стали часто последующая обработка включает закалку с помощью пропуска высоких токов или нагрева открытым пламенем. Закалка увеличивает прочность листового проката нержавеющей стали, его пластичность и сопротивляемость на разрыв.
Также практически все виды листового проката включают в качестве последующей обработки шлифовку. Она может быть грубой или тонкой, в зависимости от количества проходов и размера абразивного вещества. Шлифовкой достигается матовая и зеркальная поверхности. При необходимости листовой материал покрывается дополнительным напылением. Он хорошо поддается окраске, резке, гибке и другой металлообработке.
Современное оборудование позволяет добиться очень высокого качества листового проката – как для нержавеющей стали, так и для цветных металлов и сплавов. А использование листовой продукции востребовано практически в каждой производственной сфере – от пищевой промышленности до авиастроения.