Классификация и краткая характеристика продукции прокатного производства
Металлургические предприятия выпускают разнообразные виды проката, отличающиеся по массе, форме и размерам поперечного сечения. Прокатные изделия с определенной формой поперечного сечения называются профилем проката. Например, круглый профиль, квадратный профиль. Для более сложных профилей кроме формы в это понятие включают один-два основных размера. Например, полоса шириной 200 мм, равнобокий угольник 75х75 мм. Кроме понятия профиль различают понятие профилеразмер, который кроме одного- двух основных размеров профиля учитывает дополнительные размеры, уточняющие его характеристику. Например, тот же угловой профиль 75х75 мм может иметь различную толщину полок – 5, 6, 7, 8, и 9 мм. С учетом толщины это уже будут профилеразмеры, т.е. профиль один, а профилеразмеров пять.
Для заготовок, простых профилей (круг, квадрат и т.п.) профиль определяется формой поперечного сечения, а профилеразмер – диаметром или стороной квадрата. Так, круглый профиль один, а профилеразмеров от 5 до 250 мм – более ста.
Профиль полосы определяют форма поперечного сечения и его ширина, а профилеразмер – толщина полосы при данной ширине.
Для двутавровых балок и швеллеров понятие профиль включает форму поперечного сечения и его высоту, а профилеразмер (или литерный профиль) – разную ширину полок.
Совокупность профилей и профилеразмеров прокатных изделий называется сортаментом проката. Он насчитывает тысячи наименований самой разной формы и размеров. И это только размерный сортамент. Но прокатные изделия отличаются еще и марочным (химическим) составом, а их насчитывается более 800.
|
|
|
Подавляющее большинство профилей проката стандартизовано, т.е. поставляются по стандартам. Различают три уровня стандартизации – государственный, отраслевой и на уровне предприятий и ведомств.
Государственные стандарты (ГОСТ Р) содержат требования, обязательные для соблюдения на любых предприятиях всех форм собственности на территории страны. Утверждаются на государственном уровне.
Отраслевые – регламентируют требования к прокату, обращающегося внутри отрасли.
На уровне предприятий и ведомств действуют технические условия на размерный и марочный состав проката. Разрабатываются и утверждаются на уровне заинтересованных предприятий и организаций. Технические условия в основном разрабатывают на новые виды проката, которые отсутствуют в государственном стандарте.
Государственные стандарты подразделяют на сортаментные и на марки стали и технические требования.
В сортаментных стандартах регламентированы форма и размеры поперечного сечения профиля и его отдельных элементов, длина профиля, допускаемые отклонения от номинальных размеров, форма проката (серповидность, плоскостность, волнистость и пр.), масса одного погонного метра и т.д. Для проката, используемого для сооружений со сложными условиями нагружения, дополнительно указывают момент сопротивления, момент и радиус инерции и др.
|
|
|
Госты на марки стали и технические требования регламентируют химический состав, группы и категории сталей, механические свойства, макро- и микроструктуру, состояние поверхности, вид термообработки и др. качественные показатели, а также правила приемки, методику испытаний, маркировку, упаковку и оформление документации на отгружаемую продукцию.
Основными марочными стандартами, по которым производят более 80% проката, являются (ГОСТ 380-94) «Сталь углеродистая обыкновенного качества» и ГОСТ 1050 «Сталь углеродистая качественная».
Несмотря на разнообразие сортамента прокатных изделий, в зависимости от формы поперечного сечения его подразделяют на четыре основные группы: сталь сортовая, сталь листовая, трубы и прочие виды проката.
Сортовая сталь. Наиболее разнообразным по форме и количеству профилеразмеров является сортамент сортовой стали. Сортовые профили можно использовать и как готовые изделия, и как заготовки для последующей обработка. Их классифицируют по ряду признаков: по размеру, по форме, по назначению.
|
|
|
По размерам различают сталь:
- крупносортную (диаметр круга > 80 мм, двутавровые балки и швеллеры свыше № 16, железнодорожные рельсы и пр.);
- среднесортную (диаметр круга 40…80 мм, двутавровые балки и швеллеры до № 16, рудничные рельсы и пр.);
- мелкосортную (диаметр круга 10…40 мм и др.);
- катанку (диаметр круга 5…9 мм).
По форме сортовые профили подразделяют на простые и сложные или фасонные (рис. 6.1).
К простым относятся профили, у которых касательная к любой точке периметра поперечного сечения не пересекает это сечение. Сюда относят прокат круглого, квадратного, шестигранного, прямоугольного сечения, полосовую, штрипсовую сталь и др.
Государственными стандартами предусмотрены круглые профили диаметром 5…250 мм, квадратные - со стороной квадрата 5-250мм, шестигранные с диаметром вписанной окружности 8…100 мм, полосовые шириной 10…200 мм и толщиной 4…60 мм, штрипсовые шириной 65…415 мм и толщиной 2,27…5,0 мм и др.
К фасонным профилям относятся уголки, двутавровые балки, швеллеры, шпунты, рельсы и др. профили со сложной формой поперечного сечения. Используют в основном в качестве готовых изделий.
|
|
|
Государственными стандартами предусмотрены равнобокие уголки с полками 20…250 мм, неравнобокие – 25/16…250/160 мм, балки двутавровые высотой 100…700 мм и широкополочные высотой до 1100мм, швеллеры высотой 50…400 мм, рельсы железнодорожные массой 38, 43, 50, 65 и 75 кг/п.м, рельсы рудничные массой 8, 11, 15, 18, 24 и 33 кг/п.м и др.
По назначению сортовые профили подразделяют на профили: общего назначения, отраслевого назначения и специального назначения.
Профили общего назначения используют в самых разных целях, в самых разных отраслях народного хозяйства. Это круги, квадраты, полосы, уголки, балки, швеллеры и пр.
К профилям отраслевого назначения относятся профили, специфичные для данной отрасли: рельсы трамвайные, железнодорожные и рудничные, шпунтовые сваи, профили для сельскохозяйственного, транспортного, горного машиностроения.
Профили специального назначения предназначены для конкретных изделий, а уже сами эти изделия могут быть использованы в самых разных отраслях. Это, например, круглая или шестигранная пустотелая сталь для изготовления буров, профили трехгранные, овальные и пр. для инструмента (напильников, рашпилей и т.п.), желобчатые профили для рессор транспортных средств и т.д.
Следует отметить, что четкой грани между профилями отраслевого и специального назначения нет. Те же железнодорожные рельсы можно рассматривать и как специальный профиль для прокладки пути, а их можно использовать и на транспорте, и в строительстве, и в портовых сооружениях и т.д.
В прокатном производстве металл превращается в товарную продукцию в виде проката, рельсов, труб, метизов и других изделий. Для продукции прокатного производства наиболее простой и удобной является классификация по форме и размерам, которые определяют название и назначение прокатных изделий. Продукция прокатного производства весьма разнообразна и включает более 1000 наименований самого различного профиля. Однако на основании систематизации изделий ГОСТами дана классификация их сортамента. Например, сортамент стального проката включает 8 групп с близкими по форме и назначению профилями:
1) заготовки прокатные;
2) листовой прокат;
3) сортовой прокат простого сечения;
4) сортовой прокат фасонного сечения;
5) профили специального назначения;
6) периодический прокат;
7) гнутые профили;
8) трубы.
1) Заготовки прокатные по форме и размерам профиля делятся на четыре вида.
Наиболее крупная заготовка – болванка обжатая квадратного сечения (блюм) с закругленными углами со стороной квадрата 140–450 мм, длиной 1–6 м – применяется для изготовления проката крупного сечения. Заготовка квадратная с закругленными углами со стороной квадрата 40–140 мм, длиной 1–9 м применяется для изготовления проката мелкого сечения. Трубная заготовка диаметром 80–270 мм используется для изготовления бесшовных труб. Заготовки крупные (прямоугольные слябы) толщиной 100–250 мм, шириной 300–2000 мм, длиной 1,3–5 м применяются для изготовления толстого листа и полосы.
2) Листовой прокат – наиболее экономичный вид металлопродукции. Он получил широкое распространение как конструкционный материал в различных отраслях машиностроения. К этому виду проката относятся листовая и рулонная сталь, ленты и др., имеющие прямоугольное сечение и отличающиеся длиной, толщиной, шириной.
Листовая сталь является одним из наиболее эффективных видов проката. Изделия, получаемые из листового материала штамповкой или сваркой, значительно дешевле и качественнее, чем, например, литые. По удельному весу и сортаменту листовой стали в объеме прокатной продукции судят не только об уровне металлургии, но и об уровне экономики страны.
Горячекатаную листовую сталь различают по толщине, назначению, точности, плоскостности и состоянию кромок.
По толщине листовую сталь делят на два вида: тонколистовую толщиной до 4 мм и толстолистовую толщиной 4 мм и более. Кроме того, в сортаменте толстолистовой стали выделяют еще плиты толщиной свыше 50 мм и брамы толщиной свыше 250 мм.
По ГОСТ 19903 размеры листовой стали колеблются по толщине от 0,5 до 160 мм и более и по ширине от 500 до 3800 мм и более.
Различные отрасли предъявляют к листовой стали свои требования по химическому составу, механическим свойствам, коррозионной стойкости, жаропрочности, магнитной проницаемости и др. специфическим свойствам. В зависимости от этого по назначению различают листовые стали: котельную, судостроительную, мостовую, электротехническую, инструментальную, броневую и пр.
По точности горячекатаную листовую сталь делят на высокоточную и нормальной точности.
По плоскостности – на полосы особо высокой плоскостности (ПО); высокой плоскостности (ПВ); улучшенной плоскостности (ПУ) и нормальной плоскостности (ПН).
По состоянию кромок различают листы с катаными (необрезными) и обрезными кромками.
Кроме того, горячекатанная листовая сталь может быть с травленной или нетравленной поверхностью.
В ряде случаев поверхность листового проката подвергают дополнительной обработке для придания ей соответствующих свойств. Наибольшее применение получили черная и белая жесть, декапированная и оцинкованная сталь.
Жесть черная полированная изготавливается из тонколистовой отожженной стали двухсторонней полировкой поверхности. Длина листа 712 мм, ширина 512 мм, толщина 0,25–0,5 мм.
Жесть белая представляет собой листовую низкоуглеродистую сталь, покрытую слоем олова; применяется для изготовления тары для пищевых продуктов, консервных банок, крышек и др. Холоднокатаная белая жесть выпускается шести номеров: 20, 22, 25, 28, 32, 36 с толщиной листов 0,2–0,5 мм.
Сталь листовая декапированная изготавливается протравливанием и удалением окалины с поверхности отожженной тонколистовой стали; применяется в производстве посуды и других изделий с последующей эмалировкой или покраской. Толщина листов 0,25–2,0 мм, ширина – от 510–710мм до 1500–2500 мм.
Сталь тонколистовая оцинкованная обладает высокой коррозионной стойкостью и применяется для изготовления штампованных изделий, кровли и тары. Толщина цинкового покрытия в зависимости от назначения колеблется в пределах от 10 до 50 мм, ширина листов 710–1500 мм, толщина – 0,5–1,5 мм.
3) К сортовому прокату простого сечения (простая геометрическая форма) относятся сталь горячекатаная круглая диаметром 5–250 мм, горячекатаная квадратная с размером квадрата 13–250 мм, сталь горячекатаная шестигранная с диаметром вписанного круга 8–100 мм и сталь прокатная полосовая толщиной 4–60 мм, шириной 12–200 мм и длиной 3–9 м.
4) К сортовому прокату фасонного профиля относятся: сталь прокатная угловая равнополочная и неравнополочная, швеллер и двутавровая балка, изготовляемые горячей прокаткой. Сталь прокатная угловая равнополочная выпускается с шириной полок (размер а) 20–250 мм. Профили угловой равнополочной стали выпускаются номеров от 2 до 25 (в основу нумерации положена ширина полок). Сталь прокатная угловая неравнополочная поставляется с шириной большей полки (размер а) 25–250 мм и шириной меньшей полки (размер б) 16–160 мм. Нумерация профиля угловой неравнополочной стали выражается неправильной дробью, в числителе которой указывается большая ширина полки, а в знаменателе – меньшая. Следовательно, номер самого малого профиля угловой неравнополочной стали 2,5/1,6, а самого большого профиля – 25/16. Оба вида угловой стали выпускаются длиной 2–12 м.
Швеллер нумеруется по высоте профиля (размер h) от №5 до №40, т.е. его высота колеблется в пределах 50–400 мм. Высота является основным размером, определяющим ширину полки (б), толщину стенки (d) и радиусы закруглений (R и r) (от 4 до 13 м).
Балки двутавровые также нумеруются по высоте профиля (размер h) от №10 до №70, т. е. высота балки 100–700 мм. Швеллеры и двутавровые балки выпускаются длиной 5–19 м.
Рис.6. 2. Фасонные профили проката
5) К группе профилей специального назначения относятся массовый прокат с разнообразной формой профиля, определяемой назначением изделий: овальный а, сегментный б, трапециевидный в, зетовый г, рессорный д, рельс железнодорожный е, рельс трамвайный ж; формы и размеры рельсов зависят от назначения и подразделяются для дорог широкой и узкой колеи, на рельсы крановые, трамвайные, желобчатые и др.
д е
Рис.6.3. Профили специального назначения
Рельсы нумеруются по массе 1 м длины, выраженной в кг, и имеют номера Р75, Р50, Р43, Р38. Рельсы всех видов выпускаются длиной 12,5 и 25 м. Более легкие рельсы поставляются номеров Р24, Р18, Р11, и Р8, длиной 7 и 8 м. Трамвайные рельсы изготавливаются видов Тн-55 и Тн-60.
6) Для периодического проката характерно то, что поперечное сечение профиля изменяется и периодически повторяется по длине металлопродукции. Форма поперечного сечения профилей может быть круглой, квадратной, овальной, прямоугольной, швеллерной, двутавровой и др. и чередоваться между собой. Профили периодического сечения представляют собой рациональные виды металлопродукции, их использование позволяет снизить потери металла при изготовлении изделий на 20–40%, резко сократить затраты труда в машиностроении и в строительстве.
7) Гнутые профили проката, являющиеся наиболее экономичными видами металлопродукции, изготавливаются методами холодного профилирования листов, полос, лент на профилегибочных прокатных станах. Применение гнутых профилей обеспечивает экономию металла по сравнению со сварными конструкциями: в машиностроении – на 15–50%, в автотракторостроении – на 10–40%, в сельхозмашиностроении – на 15–42% и в строительстве – на 10–45%.
|
|
Трубы. Трубы тоже являются одним из важных видов прокатной продукции. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в статистической отчетности трубы учитываются отдельной строкой.
В общем объеме выпускаемого проката трубы составляют 15-20%, число профилеразмеров – около 18000. Диапазон диаметров трубчатых профилей достаточно широк – от 0,5 до 2420 мм с толщиной стенки от 0,1 до 75 мм. Трубы классифицируются по ряду показателей: способу производства, точности изготовления, форме профиля, назначению и т. д.
По способу производства трубы подразделяют на сварные (шовные) и бесшовные. Сварные трубы в свою очередь делят на спиральношовные и прямошовные диаметром от 8 до 2420 мм с толщиной стенки 0,5…32 мм.
Спиральношовные трубы более технологичны и экономичны: трубы одного диаметра можно получать из заготовки (полосы) разной ширины и, наоборот, трубы разных диаметров можно получать из полосы одной ширины.
Прямошовные трубы большого диаметра (более 1200 мм) вынуждено производят двушовными из-за отсутствия в сортаменте листов нужной ширины.
Бесшовные трубы производят путем прокатки или прессования. Прессуют в основном трубы из цветных материалов, а также из труднодеформируемых сплавов. Сортамент бесшовных труб: диаметр 25…665 мм, толщина стенки 2,5…75 мм. Трубы меньших диаметров и толщин получают холодной прокаткой.
По назначению трубы подразделяются на газо-, нефте- и водопроводные, насосно-компрессорные, обсадные, бурильные, шарикоподшипниковые и пр.
Кроме привычной круглой формы трубы бывают квадратные, прямоугольные, полукруглые, оребренные и др. специального назначения.
По способу производства трубы подразделяются на бесшовные горячекатаные и холоднокатаные, и сварные продольношовные и спиральношовные (табл. 7.1).
Бесшовные трубы изготавливают прокаткой круглых заготовок на специальных станах, а сварные – с помощью электрической и газовой сварки. Производство сварных труб экономически более выгодно в сравнении с производством бесшовных. Точность изготовления труб зависит от способа производства, размера и назначения.
Таблица 7.1. Предельные размера труб, изготовленных различными способами
| Виды труб | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Длина, м |
| Бесшовные холоднокатаные | 1 – 200 | 0,1 – 12 | 1,5 – 9 |
| Продольношовные электросварные | 8 – 1620 | 1 – 16 | 5 – 18 |
| Сварные со спиральным швом | 426 – 1420 | 4 – 14 | 10 – 18 |
По форме профиля трубы делятся на круглые и фасонного профиля: квадратные, овальные, трех- и восьмигранные, плоские и др.
По назначению различают:
- трубы для подачи жидкостей и газов (нефтепроводные, водопроводные, газопроводные, паропроводные и др.);
- трубы, используемые в системах, работающих под давлением и в условиях высоких температур (печи, котлы, прессы);
- трубы конструкционные, используемые в производстве транспортного оборудования, в стальных конструкциях и др.;
- трубы специального назначения (жароупорные, инструментальные и др.)
Продукция из цветных металлов и их сплавов также изготавливается методами горячей и холодной прокатки. Из заготовок круглой формы производят прутки, проволоку и трубы, а прямоугольной формы – листы, полосы и ленты. Листы из меди, латуни, бронзы и никеля выпускают толщиной 0,4–25 мм, шириной 600–3000 мм и длиной 1,4–6 м, а из алюминиевых сплавов – толщиной 0,3–10 мм, шириной 400–2000 мм и длиной 2–4 м. Из алюминиевых сплавов изготавливают фольгу пищевую толщиной 0,01–0,1 и шириной 40–500 мм и техническую толщиной 0,05–0,2 и шириной 10–600 мм.
Из цветных металлов и их сплавов производят также катанку, уголки, тавровые и двутавровые балки, трубы и другую продукцию. К изделиям из цветных металлов и сплавов предъявляются высокие требования. Так, медные профили, используемые в электротехнической промышленности, помимо высокой электропроводности должны обладать высокой механической прочностью. Повышение механических характеристик изделий из меди и ее сплавов достигается легированием меди и никеля, используемые в электронной промышленности, должны содержать минимальное количество растворенных газов, главным образом, кислорода.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 1245; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!