Горячекатаный прокат

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 01 Декабря 2023

• Отличия горячекатаного и холоднокатаного металлопроката
• Преимущества и недостатки горячекатаного проката
• Область применения
• Виды продукции из горячекатаного проката
• ГОСТы
• Сортамент

Прокат стальной горячекатаный представляет собой металлопрокатную продукцию, которая была произведена методом с предварительным нагревом заготовки. Для производства горячекатаных изделий необходимо высокотемпературное оборудование – специальные печи. Способ больше подходит для черного металлопроката. Сортамент горячекатаного металлопроката определяется ГОСТ №19903-2015 для листов, №2590-2006 для сортового проката, №8732-78 для трубопроката.

Отличия горячекатаного и холоднокатаного металлопроката

Главное отличие способов заключается в температурном режиме при производстве. Горячекатаный прокат производится при температурном режиме от 1150-1250 градусов по Цельсию. При холодном прокате воздействие на металл происходит от высокого давления. При этом необходимо отметить, что чем выше температура, тем сильнее изменяется структура металла, он начинается рекристаллизироваться. Данный процесс связан с образованием кристаллических зерен, которые располагаются по всей площади. Это способствует пластичности материала и последующим видоизменениям.

Также после нагрева и при охлаждении поверхность покрывается окалиной. Это естественный слой, защищающий материал от воздействия внешней среды, но и мешающий обработке. Для того, чтобы убрать следы окалины используется травление. Это химическое растворение слоя в специальных ваннах.  После горячего метода металл становится более пластичным, что позволяет создавать различные формы, но его прочностные качества из-за рекристаллизации снижаются. Без обработки он сильнее подвержен коррозии. Также в раскаленном виде невозможно сильно

Напротив, холодная катка – это производство под давлением, поэтому зерна рекристаллизации не образовываются. Из-за оказываемого давления уже имеющиеся элементы сдавливаются, что приводит к удлинению и уменьшению толщины. Прочность подобным образом растет, а вот пластичность уменьшается.

Еще одним отличием стоит считать допустимую толщину. Из-за нагрева не получается создать слишком тонкое металлопрокатное изделие, и толщина будет различаться по всей длине, так как контролировать этот процесс невозможно. При холодной катке наоборот, практически невозможно создать толстый прокат, и толщина благодаря обработке валками на всем изделии будет одинаковой.    

В таблице также представлены основные отличия по методу производства, выраженные в конкретных параметрах.

Параметр	Технология
	Холодная катка	Горячая катка
Толщина в мм	0,35 до 5	0,4 до 160
Количество классов точности по толщине	три с допусками от +/-0,02 до +/-0,25 мм	два с допусками от +/-0,05 до +3,1 и -4,2 мм
Пластичность	Низкая	Высокая
Ширина в метрах	0,5-2,35	0,5-2,2
Количество классов точности по ширине	3 с допусками от +2 до +10 мм	1 с допусками от +6 до +75 мм
Прочность	Высокая	Низкая (без обработки)
Длина в метрах	1-6	7,1-12
Количество классов точности по длине	3 с допусками от +2 до +25 мм	1 с допусками от +10 до +75 мм
Количество классов плоскостности листов	4 с отклонением на метр длины листа в пределах 5-20 мм	4 с отклонением на метр длины листа в пределах 4-18 мм

 

Преимущества и недостатки горячекатаного проката

К основным преимуществам горячекатаного металлопрокатаотносят следующие черты:

• пластичность – свойство, которое позволяет создавать сложные формы;
• скорость производства – при нагреве формировка упрощается, требуется меньший цикл производства;
• износостойкость – после обработки становятся достаточно устойчивыми к различным воздействиям;
• оптимальные показатели свариваемости – для основы применяют свариваемые марки стали.  

К недостаткам причисляют:

• невозможность производства тонких металлоизделий – минимальная толщина составляет 0,4 мм;
• неровность толщины – предельные отклонения от нормы прописаны в государственных стандартах;
• необходимость удаления окалины – без дополнительной обработки практически невозможно обойтись;
• поверхность после нагрева становится шероховатой – необходима последующая шлифовка или оцинковка.

Современные методы во многом позволили снизить негативные качества при производственных процессах.

Область применения

Важно, что практически 80% металлопрокатных изделий в черной металлургии произведены именно горячей каткой. В дальнейшем некоторые из них становятся заготовками для последующей обработки методикой холодной катки, что позволяет избавиться от недостатков при производстве. Сфера применения достаточно широка:

• строительство – несущие конструкции, заготовки, отделочные материалы;
• приборостроение – пластичность позволяет создавать сложные приборы;
• промышленность – в качестве заготовок для производства холоднокатаного проката;
• машиностроение – используется как листовой (корпуса), так и сортовой (детали) металлопрокат;
• авиастроение и судостроение, автомобильная промышленность – во многом отрасли схоже с машиностроением;
• энергетическая промышленность – в основном применяется горячекатаный сортовой прокат, выдерживающий значительные нагрузки;
• сельскохозяйственные или бытовые сферы – выступают в качестве заготовок для создания специальных приборов или автомобилей, упрощающих работу.

Нужно отметить, что область применения не ограничена перечисленными сферами.

Виды продукции из горячекатаного проката

Метод горячего проката позволяет производить широкий спектр различных металлопрокатных изделий. Они могут использоваться, как самостоятельный сортамент или же быть заготовкой для изготовления других металлоизделий.

Прокат листовой горячекатаный

Относится к тонкому прокату, который имеет толщину в диапазоне от 0,4 до 160 мм. Ширина от 0,5 до 2,2 метров, а длина от 7,1 до 12 метров. Наиболее часто имеет прямоугольное сечение. В таблице представлены основные виды продукции, которые могут выпускаться.

Название вида	Изображение	Описание
Лист		Представляет собой прямоугольный сортамент, разрезанный и соответствующий определенным типоразмерам. Поверхность может содержать шероховатости, следы травления или окалины в небольшом количестве.
Рулон		Представляет собой неразделенное металлическое полотно, которое плотно смотана в катушку. Используется в качестве заготовки для производства корпусов или другого сортамента, подразумевающего небольшую толщину.

 

Круглый горячекатаный прокат

Особую категорию занимают полнотелые металлоизделия, отличающиеся круглым сечением. Изготовление методом горячей катки оправдано возможность создавать сложные формы. Традиционно выпускаются в следующих диаметрах – от 5 до 270 миллиметров. Типоразмеры могут различаться по требованию.

Название	Изображение	Описание
Пруток (круг)		Ровное металлопрокатное изделие с круглым сечением. Широко используется в различных отраслях в качестве заготовки для дальнейшего изготовления стержней, валов или шестеренок, осей или валков.
Арматура		Используется в качестве армирующего элемента в железобетонных изделиях. Позволяет увеличить вес и способствует укреплению системы.
Стержни		Представляют собой достаточно тонкий по диаметру круг. Отличается полнотелостью, может выступать как самостоятельное металлоизделие или как заготовка. Иногда относится к армирующему элементу или креплению.

 

Прокат сортовой горячекатаный

В данную категорию относятся полнотелые заготовки, которые отличаются от формы круга. Сечение может иметь форму квадрата, прямоугольника, шестигранника. Отличаются возможностью выдерживать значительные нагрузки. Наиболее часто применяются в качестве заготовок для создания других деталей.

Название	Изображение	Описание
Квадрат		Имеет форму равную со всех сторон. Полнотелый. Производится для дальнейшего создания фасонного проката. Может применяться в качестве самостоятельного изделия в качестве несущей конструкции. Выдерживает значительные нагрузки.
Шестигранник		Отличается сложной формой с шестью гранями. Нагрузка распределяется равномерно. Может быть полуфабрикатом или самостоятельным несущим элементом.
Полоса		Заготовка, которая имеет прямоугольную форму. Широко применяется в строительстве, создании конструкционных систем.
Уголок		Сортамент, отличающийся ровной угольной формой. Выступает в качестве полуфабриката для создания различных конструкционных элементов.

 

ГОСТы

Горячекатаный прокат должен выпускаться в соответствие с принятыми Международными стандартами, чтобы обеспечить должные физико-механические свойства. Подобные меры позволяют добиться максимальной точности и безопасности при дальнейшей эксплуатации. К актуальным государственным нормативам относят:

№	Название
19903-2015	Листы, изготовленные методом горячей катки
2590-2006	Определяет сортовой прокат с круглым сечением
8732-78	Трубы, которые изготавливаются методом горячей прокатки
380-2005	Марки стали, которые доступны для высокотемпературного производства
2591-2006	Технические условия для производства квадрата
2879-2006	Шестигранник, который произведен из стали горячей каткой.
103-2006	Полоса из стали, сформированная горячекатаным способом.

 

Сортамент

Сортамент подразделяется по форме и допустимым типоразмерам. Для листового проката представлены следующие значения, указанные в таблице.

Сетка размерного ряда	t(мм)	M (кг)	М на кв.м. (кг)
1,25x2,5	1,5	11,78	36,8
	2	15,7	49,06
	3	23,55	73,59
1,5х3	5	39,25	176,62
1,5x6	4	31,4	282,6
	5	39,25	353,25
	6	47,1	423,9
	8	62,8	565,2
	10	78,5	706,5
	12	94,2	847,8
	14	109,9	989,1
	16	125,6	1130,4
2x6	16	125,6	1507,2
	18	141,3	1271,7
	20	157	1884
	22	172,7	2072,4
	25	196,25	2652
	30	235,5	2826
	32	251,2	3014
	36	282,6	3391,2
	40	314	3768
	50	392,5	4710

 

Для круглого горячекатаного металлопроката представлены следующие значения:

Номинальный d	Площадь поперечного сечения (кв. см)	Масса на 1 м проката в кг	Номинальный d	Площадь поперечного сечения (кв. см)	Масса на 1 м проката в кг
5	0,196	0,154	53	22,902	17,978
5,5	0,238	0,187	54	23,758	18,650
6	0,283	0,222	55	24,630	19,335
6,3	0,312	0,245	56	26,421	20,740
6,5	0,332	0,261	58	28,274	22,195
7	0,385	0,302	60	30,191	23,700
8	0,503	0,395	62	31,173	24,470
9	0,636	0,499	63	33,183	26,049
10	0,785	0,617	65	35,257	27,676
11	0,950	0,746	68	36,317	28,509
12	1,131	0,888	70	38,485	30,210
13	1,327	1,042	72	40,715	31,961
14	1,539	1,208	73	41,854	32,855
15	1,767	1,387	75	44,179	34,680
16	2,011	1,578	78	47,784	37,510
17	2,270	1,782	80	50,266	39,458
18	2,545	1,998	82	52,810	41,456
19	2,835	2,226	85	56,745	44,545
20	3,142	2,466	87	59,447	46,666
21	3,464	2,719	90	63,617	49,940
22	3,801	2,984	95	66,476	52,184
23	4,155	3,262	97	70,882	55,643
24	4,524	3,551	100	73,898	58,010
25	4,909	3,853	105	78,540	61,654
26	5,309	4,168	110	86,590	67,973
27	5,726	4,495	115	95,033	74,601
28	6,158	4,834	120	103,869	81,537
29	6,605	5,185	125	113,097	88,781
30	7,069	5,549	130	122,719	96,334
31	7,548	5,925	135	132,732	104,195
32	8,043	6,313	140	143,139	112,364
33	8,553	6,714	145	153,938	120,841
34	9,079	7,127	150	165,130	129,627
35	9,521	7,553	155	176,715	138,721
36	10,179	7,990	160	188,692	148,123
37	10,752	8,440	165	201,062	157,834
38	11,341	8,903	170	213,825	167,852
39	11,946	9,378	175	226,980	178,179
40	12,566	9,865	180	240,528	188,815
41	13,203	10,364	185	254,469	199,758
42	13,854	10,876	190	268,803	211,010
43	14,522	11,400	195	283,529	222,570
44	15,205	11,936	200	298,648	234,438
45	15,904	12,485	210	346,361	271,893
46	16,619	13,046	220	380,133	298,404
47	17,349	13,619	230	415,476	326,148
48	18,096	14,205	240	452,389	355,126
49	19,635	15,413	250	490,874	385,336
50	21,237	16,671	260	530,929	416,779
52	22,062	17,319	270	572,555	449,456

Для квадратного горячекатаного приведена следующая информация:

Сторона квадрата, мм	Площадь поперечного сечения, см2.	Масса 1 метра в кг	Сторона квадрата	Площадь поперечного сечения, см2.	Масса 1 метра в кг
6	0,360	0,283	46	21,160	16,611
7	0,490	0,385	48	23,040	18,086
8	0,640	0,502	50	25,000	19,625
9	0,810	0,636	52	27,040	21,226
10	1,000	0,785	55	30,250	23,746
11	1,210	0,950	58	33,640	26,407
12	1,440	1,130	60	36,000	28,260
13	1,690	1,327	63	39,690	31,157
14	1,960	1,539	65	42,250	33,166
15	2,25	1,766	70	49,000	38,465
16	2,560	2,010	75	56,250	44,156
17	2,890	2,269	80	64,000	50,240
18	3,240	2,543	85	72,250	56,716
19	3,610	2,834	90	81,000	63,585
20	4,000	3,140	93	86,490	67,895
21	4,410	3,462	95	90,250	70,846
22	4,840	3,799	100	100,000	78,500
23	5,290	4,153	105	110,250	86,546
24	5,760	4,522	110	121,000	94,985
25	6,250	4,906	115	132,250	103,816
26	6,760	5,307	120	144,000	113,040
27	7,290	5,723	125	156,250	122,656
28	7,840	6,154	130	169,000	132,665
29	8,410	6,602	135	182,250	143,066
30	9,000	7,065	140	196,000	153,860
32	10,240	8,038	145	210,250	165,046
34	11,560	9,075	150	225,000	176,625
35	12,250	9,616	160	256,000	200,960
36	12,960	10,174	170	289,000	226,865
38	14,440	11,335	180	324,000	254,340
40	16,000	12,560	190	361,000	283,385
42	17,640	13,847	200	400,000	314,000
45	20,250	15,896

 

Обратите внимание, что размеры и вес горячекатаного прокатамогут отличаться в зависимости от используемой марки стали. Данный параметр учитывается отдельно.