Горячекатаный прокат

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 22.11.2023

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

Горячекатаный прокат Лист

Представляет собой прямоугольный сортамент, разрезанный и соответствующий определенным типоразмерам. Поверхность может содержать шероховатости, следы травления или окалины в небольшом количестве.

Рулон

Горячекатаный прокат 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)

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

ПАрматура

Используется в качестве армирующего элемента в железобетонных изделиях. Позволяет увеличить вес и способствует укреплению системы.

Стержни

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

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

Шестигранник

Отличается сложной формой с шестью гранями. Нагрузка распределяется равномерно. Может быть полуфабрикатом или самостоятельным несущим элементом.

Полоса

Полоса

Заготовка, которая имеет прямоугольную форму. Широко применяется в строительстве, создании конструкционных систем.  

Уголок

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.