Листовая холоднокатаная сталь – Холоднокатаная сталь: характеристики, особенности, применение

alexxlab | 27.03.2020 | 0 | Разное

Содержание

Холоднокатаная сталь: характеристики, особенности, применение

Холоднокатаная сталь (х/к) – один из самых востребованных видов современного металлопроката. В общем количестве выпускаемой стали объем тонколистовой непрерывно увеличивается. Изготавливается она, как можно понять из названия, методом холодной прокатки. Пластичный металл специальным методом обрабатывается давлением без предварительного нагрева. Выпускается в двух видах – лист холоднокатаный и в рулонах. Готовая продукция может быть разной длины и размеров, с обрезной кромкой, с обжатием.

Характеристика холоднокатаной стали

Растущий спрос на холоднокатаную сталь объясняется более высокими качественными характеристиками, чем у горячекатаного продукта. Кроме того, производство листового металла толщиной 1 мм и меньше экономически целесообразно только холодным способом. Холодной прокатке подвергают обычную углеродистую, качественную углеродистую, легированные и высоколегированные стали, коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие сплавы. Химический состав обрабатываемой стали определяет свойства получаемого металлопроката и в определенной мере область его применения. Так, для сложных штампованных изделий используется низкоуглеродистая сталь листовая холоднокатаная, ГОСТ 19904-90. Микроструктура металла после прокатки во многом определяет его пластичность при прочих равных условиях.

Холоднокатаная сталь производится толщиной 0,25–5,0 мм и поставляется в листах разного размера – от 510х710 мм до 1250х2500 мм. Сталь толщиной 0,25–2 мм может поставляться оцинкованной. Холоднокатаную листовую сталь трансформаторную производят толщиной 0,28–0,5 мм, размеры листа 750-1000 мм. К трансформаторной стали выдвигаются важные требования, а именно – величина магнитной индукции и размер ваттных потерь. Производят листовую и рулонную холоднокатаную сталь из конструкционных сталей, легированных высококачественных конструкционных сталей специального назначения, электротехнических низкоуглеродистых и кремнистых сталей. Производится холоднокатаная лента пружинная, инструментальная, для магнитопроводов.

Особенности холоднокатаного листа

Лист холоднокатаный общего назначения производится из марок стали, химический состав которых определяет ГОСТ 1050-88: 08пс, 08кп, 10кп, 10пс, 15пс, 15кп, 20пс, 20кп, 25, 30, 35, 40, 45. Для холодной штамповки прокатке подвергают качественную сталь марок 08ю, 08кп и 08пс. Поверхность холоднокатаной стали более гладкая, а геометрические формы более точные.

Вопреки своему названию, холоднокатаная сталь не избегает термической обработки. Любой холоднокатаный металлопрокат производится из горячекатаной заготовки.

Производство холоднокатаной стали

Холоднокатаный лист делается двумя способами: полистным или рулонным. При полистном способе произведенную в рулоне горячекатаную сталь после холодной прокатки нарезают на листы, которые уже по отдельности отправляют на дальнейшую обработку (отжиг, правку и др.).

В современном производстве предпочтение отдается рулонному способу. В этом случае все этапы производства х/к стали осуществляют в рулонах и уже готовую продукцию ручным или автоматическим способом нарезают на листы. Рулонный способ дает возможность автоматизировать основную массу технологических операций, увеличивает выход готовой продукции, улучшает свойства и форму металла за счет устойчивости производственного процесса. При таком способе увеличение выпуска готовой продукции возможно на тех же площадях. В ряде случаев холоднокатаная сталь поставляется в рулонах. В зависимости от технологического процесса некоторых машиностроительных предприятий, это позволяет снизить количество отходов. При производстве холоднокатаной стали обязательными операциями являются очистка горячекатаных полос от окалины, прокатка на станах (реверсивных или непрерывных), термическая обработка, резка, правка.

Отличительные особенности горячекатаного и холоднокатаного проката

Горячекатаный металл легче поддается обработке. Для изделий, изготавливаемых методом горячей прокатки, чаще используется низкосортная, более низкая по стоимости сталь. Готовые изделия нередко покрыты окалиной и требуют дополнительной обработки. Поскольку невозможно просчитать пределы деформации метала при охлаждении, геометрия горячекатаного металлопроката не отличается строгостью (неравномерная толщина, неровности по краям и углам).

Холоднокатаный способ проката дает возможность точнее выдерживать необходимые размеры изделий. Поверхность такого проката более гладкая, толщина равномерная, поэтому конечная обработка продукции сводится к минимуму, а иногда даже не требуется. Благодаря однородной структуре, холоднокатаный металл более прочный и обладает лучшими характеристиками на разрыв, изгиб, растяжение. Для производства используется сталь высоких марок.

Применение холоднокатаной стали

Холоднокатаный металлопрокат используется во многих отраслях: в автомобилестроении для кузовных работ, для корпусов станков, производственных устройств, деталей станков, в строительстве, перерабатывающей промышленности, производстве бытовой техники.

Спокойная сталь 3 холоднокатаная – одна из самых дорогих по стоимости. Минимальное содержание кислорода способствует повышению однородности структуры, пластичности и устойчивости к коррозии. Используется для жестких металлоконструкций и несущих элементов, фасонного проката, деталей трубопроводной арматуры. Холоднокатаную сталь используют при производстве деталей, подвергающихся термическому и химическому воздействию.

fb.ru

Лист холоднокатаный стальной – тонкости его изготовления + Видео

1 Лист холоднокатаный – ГОСТ и общие сведения

Холодная прокатка используется в тех случаях, когда требуется получить тонкие (менее 1 миллиметра) и высокоточные по параметрам листы и полосы стали, что недостижимо при применении горячекатаной технологии. Также прокат в холодном состоянии обеспечивает высокое качество физико-химических характеристик и отделки поверхности изделия.

Указанные достоинства обуславливают активное использование данного вида тонколистового проката и в цветной, и в черной металлургии наших дней (примерно половина тонколистового проката сейчас – это именно холоднокатаные листы).

Рекомендуем ознакомиться

Недостатком такой схемы является то, что она намного более энергоемка, нежели горячая прокатка. Вызвано это явлением наклепа (иначе говоря – деформации) стали в процессе проката, снижающего пластичные параметры конечного продукта. Для их восстановления приходится дополнительно осуществлять отжиг металла. Кроме того, описанный тип проката имеет технологию с немалым количеством различных переделов, для выполнения которых требуется использовать многообразное и технически сложное оборудование.

В цветной металлургии холоднокатаный процесс незаменим для выпуска медных, алюминиевых листов, полос и лент малой толщины. Чаще же всего он применяется для обработки конструкционных низкоуглеродистых сталей шириной до 2300 мм и толщиной не более 2,5 мм, без которых не может обойтись современное автомобилестроение. Прокаткой холодного типа производят практически все виды жести, а также:

конструкционные низколегированные стали (в частности, трансформаторная и динамная электротехническая и нержавеющая сталь) – 45, 40Х, 09Г2С, 20, 65Г, 08кп, 08пс и др.;
кровельные листы;
травленый и отожженный декапир (металл для изготовления эмалированных изделий).

Согласно ГОСТ 9045–93, 19904–90 и 16523–97 тонколистовая продукция делится на различные типы в зависимости от:

плоскостности: ПВ – высокая, ПО – особо высокая, ПН – нормальная, ПУ – улучшенная;
точности: ВТ – высокая, АТ – повышенная, БТ – нормальная;
качеству поверхности: высокая и особо высокая, а также повышенная отделка;
виду кромки: О – обрезная, НО – необрезная;
виду отпуска потребителям: в рулонах и в листах.

2 Как изготавливается холоднокатаный листовой прокат?

Такой прокат получают из горячекатаных листов (их толщина может достигать 6 мм, минимум – 1,8 мм), которые подаются в рулонах на участок холодной прокатки. Исходный материал на своей поверхности имеет оксиды (окалину). Их требуется удалять в обязательном порядке, так как оксиды снижают качество поверхности х/к листа за счет вдавливания в него. Также окалина вызывает ранний выход из строя прокатных валков. Понятно, что первым этапом технологической операции выпуска холодного проката становится удаление с горячекатаных листов этой самой окалины по одной из двух методик:

механической: суть метода заключается в применении дробеструйной обработки поверхности полосы либо осуществлении ее пластической деформации;
химической: окалину растворяют в кислотах.

Как правило, сейчас оба указанных метода используются комбинированно. Сначала проводится механическая обработка листов (предварительный этап) в агрегатах пластического растяжения, затем – химическая (основной) в травильных ваннах, содержащих соляную или серную кислоту. Более эффективным выглядит травление с применением соляной кислоты. Она быстрее справляется с вредными оксидами, обладая большей активностью. Да и качество поверхности металла после ее использования получается намного лучше. Кроме всего прочего, в промывных ваннах она полнее и легче удаляется с полос, что снижает себестоимость холоднокатаного листового проката.

После протравки рулонный материал подается на непрерывный стан (с четырьмя либо пятью клетями) холодной прокатки, в составе которого есть:

разматыватели;
ножницы;
моталки;
петлеобразующий механизм;
стыкосварочный агрегат;
летучие ножницы.

На цепном транспортере стальные рулоны отправляются в разматыватель, где они затягиваются в тянущие ролики. Оттуда полосы уходят на валки клети, оснащенной комплексом регулирования толщины полосы и нажимной гидромеханической установкой (гидроцилиндры, нажимной винт, толщиномер, месдоза, насос, регулирующее и управляющее устройство).

Полосы проходят через все клети, предусмотренные на стане, в которых выполняется их обжатие по заданным параметрам, а затем отправляются на барабан моталки (намотка на него осуществляется при помощи захлестывателя). После этого оборудование начинает функционировать на полную мощность со скоростью прокатки не менее 25 метров в секунду (все предыдущие операции производятся на скорости до 2 м/с, которую именуют заправочной). Когда в разматывателе остается не более двух витков полосы, стан вновь переводится в режим заправочной скорости.

Чтобы восстановить пластичность стали и устранить наклеп на холоднокатаных листах (он после процедуры холодной деформации неизбежен), выполняют рекристаллизационный отжиг при температуре около 700 градусов Цельсия. Процедура проходит в протяжных печах (они работают по непрерывной схеме) либо в колпаковых.

Затем сталь подвергается дрессировке – небольшое (от 0,8 до 1,5 процентов) финальное обжатие, необходимое для придания х/к листам заданных параметров. Полосы толщиной от 0,3 мм дрессируются в один пропуск. Данная операция характеризуются следующими положительными свойствами:

увеличение прочности стали;
снижение коробоватости и волнистости металлических полос;
создание качественного микрорельефа поверхности;

уменьшение (незначительное) предела текучести.

Самое же главное, что после дрессировки на поверхности листов не появляются линии сдвига (в противном случае они обязательно проступают в процессе штамповки).

3 Возможные дефекты при производстве листов методом холодной прокатки

Изъяны х/к листов отличаются разнообразием, зачастую они присущи определенному типу холоднокатаной продукции. В связи с тем, что толщина таких листов существенно меньше, чем у горячекатаных, чаще всего их дефекты связаны с волнистостью, продольной и поперечной разнотолщинностью, коробоватостью и некоторыми другими факторами, обусловленными несоблюдением точности форм и параметров проката. Разнотолщинность, в частности, вызывается следующими причинами:

прокатка без требуемого натяжения конца полосы;
изменение (из-за нагрева) сечения валков и температуры заготовки;

неоднородная структура валков.

Нередко встречается и такой дефект, как нарушение сплошности стали (появление плены, трещин, дыр, расслоений, рваной кромки). Он обычно обусловлен невысоким качеством начальной заготовки. Также достаточно часто фиксируются отклонения по физико-химическим параметрам и структуре металла, которые возникают из-за нарушения режимов термообработки листов.

tutmet.ru

Технология производства листовой холоднокатаной стали

Технология производства листовой холоднокатаной стали

Характеристика холоднокатаной стали

Характерной особенностью развития листопрокатного производства является непрерывное увеличение доли холоднокатаной листовой стали в общем выпуске тонколистовой стали.

Это объясняется не только тем, что лист толщиной менее 1-1,2 мм экономически выгоднее изготовлять с помощью холодной прокатки, но и тем, что свойства и качество холоднокатаного листа значительно выше, чем горячекатаного.

На станах холодной прокатки прокатывают конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества, конструкционную углеродистую качественную сталь, легированную конструкционную сталь, высоколегированные стали и коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные сплавы.

Химический состав стали определяет ее химические свойства и в определенной мере назначение. Так, для холодной штамповки сложных изделий используют низкоуглеродистую сталь, содержащую до 0,08 % С. Низкое содержание углерода способствует глубокой вытяжке стали.

Наряду с требованиями по механическим свойствам к холоднокатаной стали предъявляют ряд требований, обусловливающих ее технологическую пригодность.

Микроструктура листового металла при прочих равных условиях определяет пластичность и способность к глубокой, весьма декапированную тонколистовую сталь производят толщиной 0,25—2,0 мм и поставляют в листах размером 510х710, 600х2000, 710х1420, 710х2000, 750х1500, 1000х2000 и 1250х2500 мм, как правило, в отожженном состоянии. Тонколистовую сталь толщиной 0,25—2,0 мм поставляют также оцинкованной.

Трансформаторную холоднокатаную листовую сталь изготовляют толщиной 0,28—0,5 мм и шириной 750—1000 мм. Важным требованием к трансформаторной стали является величина ваттных потерь, величина магнитной индукции.

Для динамной стали наряду с другими требованиями к электротехническим свойствам важным является анизотропность металла и способность выдерживать определенное число изгибов.

С помощью холодной прокатки производят также лист из легированных, конструкционных сталей, конструкционных легированных высококачественнх сталей специального назначения, коррозионностойких и жаростойких, низкоуглеродистых электротехнических, кремнистых электротехнических сталей, жести, а также холоднокатаную ленту (например, текстурованную), электротехническую для магнитопроводов, инструментальную, пружинную и др.

Технологические схемы производства холоднокатаной стали

Известны два способа производства холоднокатаных листов: полистный и рулонный. Особенностью полистного способа прокатки является то, что первоначально сталь производят в рулонах, которые после холодной прокатки разрезают на листы и дальнейшую обработку (отжиг, дрессировку, правку и т. п.) ведут полистно.

В современных цехах холодной прокатки принят рулонный способ производства. В этом случае все операции по производству холоднокатаной стали ведут в рулонах. Перед сортировкой (ручной или автоматической) рулон разрезается на листы.

Производство холоднокатаных листов рулонным способом обеспечивает увеличение выпуска продукции на тех же производственных площадях, дает возможность механизировать и автоматизировать большинство технологических операций, повышает производительность труда, увеличивает выход годного металла, улучшает геометрическую форму н свойства металла вследствие устойчивости технологического процесса.

В ряде случаев холоднокатаную полосовую сталь поставляют машиностроительным предприятиям в рулонах, что дает возможность уменьшить отходы.

Обязательными операциями производства холоднокатаной стали являются очистка поверхности горячекатаных полос (подката) от окалины, прокатка на непрерывных или реверсивных станах, термическая обработка, дрессировка и отделка (резка правка и т. д.).

Схема технологического процесса получения холоднокатаных полос и листов из углеродистых и легированных сталей следующая. Исходной заготовкой является горячекатаный металл в рулонах, полученный на непрерывных или полунепрерывных станах. Для некоторых низколегированных сталей первой операцией является смягчающий отжиг подката. Для углеродистых сталей такой отжиг обычно не проводят. Следующей операцией при производстве холоднокатаных листов является очистка поверхности подката от окалины с помощью травления, дробеструйной обработки или комбинированного метода (дробеструйная обработка и последующее травление). В линии травления проводится стыковая сварка горячекатаных рулонов для их укрупнения, обрезка продольных кромок и промасливание.

Холодная прокатка горячекатаных полос производится на непрерывных или реверсивных станах. При рулонном способе производства листов следующими операциями являются: отжиг в рулонах, дрессировка, резка рулонов на листы на агрегатах поперечной резки с одновременной правкой и промасливанием, сортировка, упаковка и отгрузка листов.

Общей тенденцией производства холоднокатаной стали является стремление получить тончайшую полосу на непрерывных станах холодной прокатки.

В некоторых случаях технологическая схема получения тончайшей полосы может быть следующей: очистка поверхности горячекатаной полосы от окалины, прокатка на непрерывном четырех- или пятиклетевом стане, отжиг, прокатка на одно- или двуклетевом стане, отжиг, отделка (дрессировка, правка, резка, промасливание), сортировка, упаковка и отгрузка листов.

При производстве холоднокатаных легированных сталей технологический процесс включает в себя ряд операций термической обработки. Так, при производстве холоднокатаных полос и листов из высоколегированной стали типа Х18Н10Т технологическая схема может быть следующая. Первой операцией является закалка горячекатаных полос или листов. Закалка в данном случае позволяет увеличить пластичность стали. После закалки следует травление горячекатаных полос или листов, зачистка поверхностных дефектов и холодная прокатка. После холодной прокатки производится закалка холоднокатаных листов или полос, затем травление, дрессировка, сортировка, зачистка поверхностных дефектов, упаковка и отгрузка.

Обычно в цехах холодной прокатки устанавливают агрегаты для цинкования и лужения листа, а также нанесения других покрытий. В этих случаях прокатанные рулоны передаются к этим агрегатам.

Подготовка поверхности подката

Подготовка поверхности подката к холодной прокатке заключается в очистке ее от окалины, образовавшейся при горячей прокатке. С поверхности горячекатаных рулонов окалину удаляют для того, чтобы она не вдавливалась при холодной прокатке и получалась чистая поверхность листов, которая в дальнейшем может подвергаться лужению, цинкованию и т. д.

Травление углеродистой стали осуществляется преимущественно в растворе серной кислоты. Скорость травления в растворе серной кислоты с повышением ее концентрации увеличивается (максимальная концентрация раствора 25% Н₂SO₄). На практике применяют растворы с концентрацией 20—24% Н₂SO₄, подогретые до 80—90° С, что также увеличивает скорость травления. Скорость травления зависит также от предварительной деформации металла, при которой происходит взрыхление окалины, и от концентрации в травильном растворе железного купороса FеSO₄.

Для уменьшения расхода кислоты и предотвращения растворения кислотой металла применяют присадки (ингибиторы) или регуляторы травления. В современных цехах холодной прокатки травление осуществляется в непрерывных агрегатах, установленных в травильных отделениях. Обычно в состав травильных агрегатов входят четыре ванны длиной 20—25 м с кислотным раствором.

На устойчивость процесса прокатки и возможность ведения процесса с высокими скоростями сильно влияет качество полосы, полученной из травильного отделения.

На полосе не должно быть пятен недотрава и перетрава; полоса должна быть хорошо промыта и не иметь следов железного купороса. Горячекатаная травленая полоса должна быть равномерно промаслена. Несоблюдение этих требований приводит к тому, что при попадании в очаг деформации участков полосы с указанными выше дефектами травления резко изменяется коэффициент трения.

Изменение коэффициента трения приводит к нарушению установленных параметров процесса непрерывной прокатки, нарушению условий постоянства секундных объемов и, как следствие этого, обрывам полосы, порче прокатных валков и к остановке стана.

Не допускаются также заусенцы на кромках полосы, возникающие от неудовлетворительной настройки дисковых ножниц.

Для улучшения качества смотки в новейших травильных агрегатах вместо свертывающих машин применяют моталки со следящими системами.

Значительно снижает качество холоднокатаного листа и производительность стана неудовлетворительная прокатываемость сварных швов.

Применение в травильных агрегатах петлевых ям с нерегулируемой петлей приводит к травмированию поверхности горячекатаной полосы. Это в свою очередь приводит к дефектам холоднокатаной полосы.

В последние годы для очистки горячекатаных полос из углеродистой стали в травильных агрегатах вместо серной кислоты стали применять соляную, причем агрегаты строят как горизонтального, так и вертикального (башенного) типов .

Для очистки поверхности горячекатаных полос используют механическое удаление окалины при помощи дробеметных и дробеструйных установок. Процесс механического удаления окалины заключается в том, что на поверхность металла выбрасывается дробь, под ударами которой окалина разрыхляется и отваливается.

Первыми операциями технологического процесса производства холоднокатаной нержавеющей стали являются смягчающая термическая обработка и травление горячекатаных рулонов. Горячекатаные рулоны нержавеющей стали мартенситного, ферритного и мартенсито-ферритного классов подвергают отжигу обычно в колпаковых печах, а рулонов нержавеющей аустенитного и аустенито-мартенситного классов — закалке. В современных цехах холодной прокатки закалка этих сталей осуществляется в одном непрерывном закалочно-травильном агрегате. Нагрев перед закалкой до 1050—1150° С осуществляется в проходной нагревательной печи, установленной в линии непрерывного закалочно-травильного агрегата. При выходе из печи полоса закаливается водой, что позволяет получить равномерную аустенитную структуру.

После закалки полоса подвергается травлению на установках, расположенных за проходной печью.

Удаление окалины с поверхности нержавеющей листовой стали осуществляют кислотным, щелочно-кислотным и электролитическим травлением.

Для удаления окалины в непрерывных травильных агрегатах используют раствор серной кислоты с добавкой поваренной соли и натриевой селитры. В отбеливающей ванне раствор состоит из азотной и серной кислот.

Кислотное травление является малопроизводительным и не обеспечивает равномерного удаления окалины и получения чистой поверхности металла.

При щелочно-кислотном травлении полоса сначала проходит щелочное травление в расплаве 75—80% NаОН и 20—25% NаОН₃ при температуре 450—550° С. После обработки в расплаве щелочи полоса поступает в ванну для промывки водой.

После промывки полосы в ванне с горячей водой на полосе остается черный или коричневый цвет, представляющий в основном оксиды железа и никеля, которые не растворяются в щелочном расплаве. Поэтому после промывки полоса поступает в ванну для травления в растворе серной кислоты с добавкой поваренной соли. Кислотный раствор подогревают до 80—90° С.

Из кислотной ванны полоса поступает в ванну для промывки водой, в которой установлены щетки для чистки и мойки, а затем в ванну, где происходит отбеливание и пассивирование (создание защитной пленки на поверхности) в 6—8%-ном растворе NaН, подогретом до 45—50° С. После этого полоса проходит моечно-сушильное устройство.

При гидридном методе травления удаление окалины осуществляется при помощи восстановления ее гидридом натрия NаН, который образуется в результате реакции между металлическим натрием и водородом.

К подготовительным операциям, кроме операций, характерных Для углеродистых сталей, относится; также шлифовка горячекатаной полосы для удаления поверхностных дефектов.

Прокатка холоднокатаной стали

Вследствие высоких требований к поверхности холоднокатаных полос и листов, а также сложности процесса деформирования к качеству подката для станов холодной прокатки предъявляются высокие требования.

Определенные требования предъявляются и к профилю подката. Для обеспечения устойчивого процесса прокатки подкат не должен иметь короба и волны. Ширина травленой горячекатаной полосы не должна отличаться от заданной больше чем на 5,0 мм. Если подкат имеет большие отклонения ширины, то на стане холодной прокатки возможны завороты полосы при прохождении через боковые линейки, установленные на определенную ширину. Заворот, попадая в валки, как правило, приводит к навару прокатываемой полосы на поверхность рабочего валка, способствует обрыву полосы и остановке вследствие этого стана.

При значительном отклонении ширины подката от заданных размеров могут быть «выбросы» полосы, когда последняя вследствие уменьшения натяжения уходит к одной из боковых линеек. Это приводит к изменению вытяжек по ширине полосы, к надрывам полос и «порезам» поверхности валков.

Для предотвращения указанных явлений в травильных линиях обрезают боковые кромки горячекатаных полос для получения заданной ширины. В отдельных случаях при автоматическом регулировании натяжения и удовлетворительной проработке кромок вертикальными валками обрезку не проводят, что позволяет экономить металл.

Важной характеристикой подката является его продольная и поперечная разнотолщинность. Автоматическое регулирование толщины на станах горячей прокатки позволяет получать подкат с продольной разнотолщинностью 0,07—0,1 мм. Значительная продольная разнотолщинность (0,30—0,35 мм), изменяя толщину по длине горячекатаной полосы, нарушает равенство секундных объемов металла по клетям непрерывного стана. Последнее приводит к изменению натяжения и условий деформации в каждой клети, что способствует получению холоднокатаных листов, выходящих из допусков по толщине, а иногда приводит к порывам полосы. Кроме того, повышенная разнотолщинность увеличивает порыв сварных швов.

Поперечная разнотолщинность также влияет на устойчивость процесса непрерывной прокатки и получение ровных листов. В случае, если горячекатаные полосы одного рулона по всей длине имеют утолщение на одинаковом расстоянии от кромки, то на холоднокатаном рулоне в этом месте может образоваться гребень.

Оптимальным профилем горячекатаной полосы считается выпуклый профиль. При холодной прокатке полос с таким профилем (поперечная разнотолщинность 0,07—0,08 мм) поддерживается высокая скорость, полоса идет в валках устойчиво и получается ровной.

Холодная прокатка углеродистой стали происходит обычно за один передел. В случае прокатки очень тонких профилей из легированных сталей используется прокатка на непрерывном стане, промежуточный отжиг и последующая прокатка на реверсивном одноклетевом или непрерывном двух- или трехклетевом стане.

Горячекатаный рулон с подающего конвейера сталкивателем подается на механизм поворота рулона. Посредством магнитного или скребкового отгибателя передний конец полосы отгибается и подается на подвижные проводки расположенные над опорным роликом. Рулон при этом разворачивается механизмом поворота для возможности задачи отогнутого переднего конца полосы в тянущие ролики правильно-натяжной машины. Одновременно с подачей переднего конца полосы тянущими роликами в рабочие валки первой клети рулон при помощи механизма поворота опускается на ролики приемного стола, поднимается до уровня головок разматывателя, центрируется и путем разжатия головок закрепляется на них. Внутренний диаметр рулона не должен быть больше диаметра головок разматывателя. После этого рулон приводом разматывателя поворачивается в таком направлении, которое способствует распушиванию наружных витков и дальнейшему продвижению переднего конца полосы в рабочие валки остальных клетей непрерывного стана и к барабану моталки.

Перед поступлением полосы в рабочие валки клетей верхние проводки подняты, после захвата полосы рабочими валками они опускаются и прижимают полосу к нижним проводковым столам. Пройдя последнюю клеть, полоса наматывается на барабан моталки. На этом заканчиваются операции подготовки полосы к прокатке. Стан, разматыватель и барабан моталки разгоняются до рабочей скорости, верхние проводковые столы поднимаются и начинается установившийся процесс прокатки, который продолжается до тех пор, пока на головке разматывателя не останется два — три витка полосы. При этом скорость прокатки снижается До заправочной, верхние проводковые столы опускаются, создавая возможность прокатки заднего конца полосы с натяжением. Заправочная скорость находится в пределах 0,5—2,0 м/с.

На барабане моталки задний конец полосы (т. е. наружный виток холоднокатаного рулона) фиксируется прижимным роликом. Смотанный рулон снимателем убирается с барабана моталки, передается на отводящий конвейер, упаковывается и передается для отжига.

Особенностью шестиклетевого стана является наличие специального оборудования, обеспечивающего надевание шпульки на барабан моталки при прокатке жести толщиной менее 0,2 мм, что придает необходимую жесткость холоднокатаному рулону.

При прокатке переднего конца на заправочной скорости нажимные винты клетей опускаются ниже установленного (условного нулевого) уровня, который обусловлен настройкой стана по показаниям продуктиметров (приборы, показывающие величину подъема или опускания валков). Величина опускания винтов зависит от марки стали, типа стана, прокатываемого профиля и может, например, для четырехклетевых станов составлять для первой клети 0,5—1,0, второй 0,3—0,6, третьей 0,15—0,30 мм. Аналогично поступают и при выходе заднего конца из валков стана. Это делается для уменьшения влияния скоростного эффекта на неавтоматизированных станах.

Скорость прокатки снижается и при прохождении сварных швов. Однако при удовлетворительном качестве сварки и зачистки грата рулоны можно прокатывать без снижения скорости.

В зависимости от размеров прокатываемых полос суммарное обжатие на четырехклетевых станах колеблется от 50 до 80, а на шестиклетевых от 90 до 95%.

Чрезвычайно важное значение имеет режим натяжения при прокатке холоднокатаных листов на непрерывных станах. Правильно выбранное натяжение способствует получению заданной планшетности полосы и исключает ее порывы. Важным технологическим параметром на непрерывных станах холодной прокатки является натяжение между последней клетью и моталками. Не достаточное натяжение затрудняет получение листов заданной толщины и требуемой планшетности, а слишком большое может привести к свариванию витков рулонов во время отжига.

Величины обжатий контролируются по показаниям продуктиметров, а натяжений — по показаниям приборов, получающих г импульс от тензороликов. Натяжение между последней клетью и моталкой контролируется по току двигателя моталки.

При работе в автоматическом режиме технологические параметры закладываются в память электронных машин и поддерживаются автоматически.

Все станы холодной прокатки оборудованы системами для охлаждения валков и подачи технологической смазки на полосу во время прокатки. Смазка снижает коэффициент трения между валками и прокатываемой полосой, благодаря чему уменьшается давление металла на валки. Смазка не должна подвергаться разложению в очаге деформации при высоких температурах. Это в большинстве случаев определяет допустимую скорость прокатки. В качестве смазки применяют органические жиры, минеральные масла и различные синтетические соединения.

При холодной прокатке углеродистой листовой стали для смазки и охлаждения валков используют эмульсии, приготовленные на эмульсоле различных марок. Такая эмульсия имеет следующий состав: 5—7% эмульсола, 3% кальцинированной соды и 91— 95% подогретой воды. В качестве смазки применяют также полимеризованное хлопковое масло (полимеризация — длительная выдержка при 240—260° С), смазку ПКС, пальмовое масло и др.

На реверсивных четырехвалковых станах, на которых прокатывают обычно легированные и нержавеющие стали, в качестве технологических смазок используют минеральные масла.

Иногда считают, что избыток смазки повышает вытяжку полосы. Однако это не так. Избыток смазки вытесняется из очага деформации и частично оседает на торцах кромок холоднокатаного рулона. При отжиге рулоной полоса может загрязняться затвердевшими остатками смазки.

Валки станов холодной прокатки наряду с достаточной прочностью должны иметь высокую твердость, которая обеспечила бы получение листовой стали с чистой и гладкой поверхностью.

Валки подвергают частым перешлифовкам, особенно при прокатке тонких листов и жести. Практически уменьшение диаметра валков на станах холодной прокатки допускается в пределах 3—4% от их первоначального размера.

Рабочие валки выходят из строя вследствие естественного износа закаленного слоя, выкрошки его, навара, порезка, надавов и иногда вследствие поломок.. Рабочие валки первой и последней клетей непрерывного стана насекают чугунной или стальной дробью. Валки первой клети насекают с целью улучшения условий захвата, а последней —для предотвращения сваривания витков рулона при отжиге.

При смотке холоднокатаной полосы в рулоны нельзя допускать попадания эмульсии между витками во избежание появления на полосе темных пятен. Поэтому на высокоскоростных станах применяют различные приспособления для предотвращения попадания эмульсии на полосу.

На точность размеров получаемых холоднокатаных листов влияет ряд факторов: жесткость клети, работа системы автоматического регулирования толщины, стабильность размеров и профиль подката и др.

При оценке точности прокатки холоднокатаных и горячекатаных листов различают продольную и поперечную разнотолщинность. Последняя тесно связана с профилем холоднокатаных листов — волнистостью и коробоватостью.

Большое влияние на точность холоднокатаных листов оказывает жесткость клети. Жесткость клети характеризуется усилием, Которое вызывает увеличение зазора между валками на 1 мм за счет упругой деформации всех элементов рабочей клети.

Причиной появления продольной разнотолщинности холоднокатаных полос может явиться изменение скорости прокатки (скоростной эффект), колебание натяжения, изменение профилировки валков вследствие износа и влияния температуры.

Поперечная разнотолщинность определяется степенью равенства вытяжек по ширине полосы, которая зависит от состояния валков, поперечного профиля подката и устойчивости технологических параметров процесса.

Увеличение точности холоднокатаных полос по длине достигается применением систем автоматического регулирования толщины полосы, а по ширине — регулированием теплового профиля валков или применением гидроизгиба.

С целью компенсации прогиба валков, их упругого сплющивания, возмещения теплового влияния пластической деформации, учета ширины, толщины и марки прокатываемой стали рабочие валки станов холодной прокатки профилируют, т. е. им придается определенная выпуклость.

В процессе прокатки вытяжки по ширине холоднокатаной полосы не всегда компенсируются межклетевым натяжением или заданной профилировкой валков, что проявляется в поперечной разнотолщинности и появлении волны или короба на прокатываемой полосе и сопровождается характерным хлопанием. Одним из способов устранения этого является тепловое регулирование профиля валков. Вальцовщик, подавая различные количества охлаждающей жидкости на середину и края бочки валков, повышает или понижает температуру разных частей валка по длине бочки. Это приводит к изменению первоначальной профилировки и выравниванию вытяжек по ширине листа. Однако тепловое регулирование профиля валка обладает значительной инерцией.

Следует отметить, что при тепловом регулировании появляются дополнительные термические напряжения, из-за которых рабочий валок может выйти из строя.

Для соблюдения теплового режима работы валков необходимо соблюдать следующие правила:

1) при любых остановках стана немедленно прекратить подачу охлаждающей жидкости;

2) при остановках валков в момент прокатки подачу воды прекратить, освободить раскат; последующее включение охладителя проводить только после охлаждения валков при вращении их;

3) после перевалки горячие валки укладывать осторожно на подкладки;

4) после отключения подачи охлаждающей жидкости последующее ее включение осуществлять постепенно.

Наиболее эффективный способ исправления поперечного профиля и неплоскостности полосы — изменение характера распределения обжатий, а следовательно, и вытяжек по ширине полосы путем принудительного изгиба рабочих или опорных валков.

Изгибая валок, вальцовщик меняет первоначальную форму щели между валками и тем самым изменяет величины вытяжек по ширине полосы.

Перевалки рабочих валков производят по причине перехода на другой профиль или из-за износа насеченных поверхностей валков. Опорные валки переваливаются по износу. Например, для четвертой клети перевалка рабочих валков осуществляется после прокатки 600—1100 т металла.

Для измерения толщины прокатываемого металла применяют приборы ИТ-5250, использующие γ-излучение, ИТХ-5736 —рентгеновское.

Показания приборов передаются на пульт управления или в систему автоматики стана.

Настройку стана холодной прокатки начинают с установки направляющих проводок в соответствии с шириной прокатываемой полосы и проверки плотности прилегания откидных проводок к бочке нижнего рабочего валка.

Настройка валков станов холодной прокатки сводится к установке параллельности валков, установке раствора валков и подбору скоростей прокатки по клетям, обеспечивающих получение заданных размеров и межклетевых натяжений после каждой клети.

Окончательно параллельность установки валков проверяют при прокатке переднего конца полосы. Если передний конец выходит по оси прокатки, то валки установлены параллельно. Перекос устраняют работой одного из нажимных винтов. После этого продуктиметры устанавливают в нулевое положение. Далее растворы валков и скорость их вращения настраивают в соответствии с таблицами режимов прокатки.

Соответствие действительных растворов заданным контролируют, измеряя толщину полосы ручным микрометром после каждой клети или определяя ее по показаниям измерителя толщины. Контролируют также величину межклетевых натяжений полосы по приборам. По данным контроля проводят подстройку стана. Обязательное условие настройки стана — загрузка электродвигателей без превышения допустимых значений. После окончательной настройки стана продуктиметры выставляются в нулевое положение. Станы перестраивают в соответствии с таблицами режимов прокатки.

Настройку станов холодной прокатки проводят после перевалки опорных и рабочих или только рабочих валков, после планово-предупредительных и капитальных ремонтов и других длительных остановок.

Процесс прокатки на реверсивных станах начинается с того, что передний конец рулона, зажатого головками разматывателя, задают в предварительно разведенные валки, наматывают его на барабан моталки, нажимными винтами устанавливают зазор между валками и начинают прокатку. После первого прохода задний конец рулона остается в валках, а валки стана реверсируются и конец полосы задается в переднюю моталку. Полоса до заданной толщины прокатывается вследствие реверса валков стана и последовательного опускания рабочих валков; при этом концы полосы остаются в передней и задней моталках, обеспечивающих натяжение. Аналогичен процесс прокатки и на многовалковых станах.

Настройка реверсивных четырехвалковых станов включает следующие операции: установку проводок, проверку параллельности осей валков в вертикальной плоскости (по характеру распределения охлаждающей жидкости по длине бочки валка), установку условного нулевого положения рабочих валков по проходам для обеспечения того или иного режима обжатий (с учетом жесткости клети) и установление режима скоростей и натяжений по проходам.

Термическая обработка

После холодной прокатки вследствие наклепа углеродистая сталь становится твердой и обладает пониженной пластичностью.

Для устранения наклепа и получения структуры, обеспечивающей необходимые механические и технологические свойства, холоднокатаная сталь должна быть отожжена.

Рекристаллизационный отжиг проводят при 650—720° С. Он обеспечивает достаточно высокие механические и технологические свойства металла.

В цехах холодной прокатки для отжига углеродистой листовой стали широко применяют колпаковые печи. Холоднокатаные рулоны устанавливают на стенд, в центре которого помещен вентилятор. Между рулонами прокладывают конвекционные кольца, обеспечивающие лучшую циркуляцию защитного газа.

Стопа рулонов накрывается муфелем из жаропрочной стали. Из-под муфеля удаляется воздух и подается защитный газ. Внизу муфеля имеется песочный затвор. Муфель накрывается футерованным колпаком. На колпаке имеются горелки, продукты сгорания циркулируют между муфелем и колпаком. Колпаковые печи отапливают чаще всего коксовым или смешанным газом.

Отжиг углеродистой стали проводят в среде защитного газа, предохраняющего поверхность листа от окисления.

Листы и рулоны холоднокатаной стали отжигают также в четырехстопных колпаковых электрических печах. В состав печи входят четыре стенда, четыре муфеля и один колпак.

Масса садки в современных одностопных колпаковых печах достигает 120—180 т. Средняя производительность печи в зависимости от сортамента и условий отжига 1,4—2,4 т/ч.

Колпаковые печи являются печами периодического действия: цикл термической обработки в них длится несколько десятков часов. Для отжига холоднокатаных полос широко применяют непрерывные горизонтальные и вертикальные (башенные) печи (рис. 175), в которых продолжительность процесса отжига составляет всего 1,5—2,0 мин.

Производительность горизонтальных печей ниже печей башенного типа и составляет 10—15 т/ч.

Термическая обработка полос в агрегатах непрерывного отжига уменьшает длительность производственного цикла и обеспечивает получение более однородных свойств металла, чем при отжиге в колпаковых печах. Нагрев и охлаждение полосы во всех зонах происходят в атмосфере защитного газа.

Окончательная отделка листов

Следующей за термической обработкой операцией отделки холоднокатаной углеродистой стали является дрессировка, которая заключается в холодной прокатке полос с обжатиями 0,5—3%.

Дрессировка углеродистой стали применяется для предотвращения появления линий сдвига при штамповке. Они бывают настолько ярко выражены, что даже после покраски и эмалирования остаются заметными. Установлено, что чем больше удлинение металла на пределе текучести, тем резче проявляются эти линии.

Вследствие небольших поверхностных деформаций при дрессировке на диаграмме растяжения образцов металла исчезает площадка текучести. Одновременно с этим сохраняются удовлетворительные пластические свойства холоднокатаных листов.

В результате дрессировки заметно улучшается поверхность листовой стали. Мягкой листовой стали после отжига дрессировкой придается некоторая упругость, что предохраняет ее от ломки и смятия при последующих операциях.

Качество поверхности дрессированных листов зависит от исходного состояния поверхности и качества шлифовки и насечки поверхности рабочих валков. Шлифовку валков проводят кругами с графитовыми наполнителями или алмазными кругами до 10— 11-го класса чистоты. Последующая насечка в современных цехах холодной прокатки осуществляется на специально предназначенных для этой операции насечных машинах.

В цехах холодной прокатки для дрессировки углеродистой листовой стали применяют одно- и двуклетевые четырехвалковые станы. При дрессировке рулонной стали с натяжением обеспечивается не только обжатие, но и правка его растяжением. При дрессировке листовой стали толщиной 0,5—1,5 мм натяжение составляет 0,7—0,8 предела текучести. Для получения ровных листов на дрессировочных станах стали применять гидроизгиб валков.

К другим операциям отделки тонколистовой углеродистой стали относят поперечную и продольную резку рулонов. Для этого в цехах холодной прокатки устанавливают агрегаты поперечной и продольной резки, а также комбинированные агрегаты для продольной и поперечной резки.

Особенности производства легированных холоднокатаных сталей

Трансформаторную сталь в зависимости от содержания кремния разделяют на слаболегированную (0,8—1,8% Si), среднелегированную (1,8—2,8% Si), повышеннолегированную (2,8—3,8% Si), высоколегированную (3,8—5,0% Si). Трансформаторную сталь типа Э33ОА, Э370 поставляют в листах толщиной 0,5—0,35 и 0,2 мм, а также в рулонах толщиной 0,2—0,05 мм.

Первой операцией перед холодной прокаткой является обезуглероживающий отжиг при температурах 840—850° С без защитной атмосферы. Затем следуют травление, первая холодная прокатка, обезуглероживание, совмещенное с процессом светлого отжига; вторая прокатка и высокотемпературный отжиг — в вакуумных печах при температуре 1150—1180° С.

Динамную холоднокатаную сталь изготовляют с содержанием кремния в пределах 1,3—1,8%. Первой операцией является травиление горячекатаных рулонов. Затем следуют прокатка на непрерывном стане, обрезка кромок и вырезка дефектов на агрегате подготовки рулонов, обезуглероживание на непрерывном агрегате при температуре 850° С, вторая прокатка, обезжиривание поверхности, нанесение термостойкого покрытия на поверхности полосы для предотвращения сваривания витков рулона и высокотемпературный отжиг при 880—900° С в колпаковых печах с применением защитной атмосферы.

После высокотемпературного отжига поверхность полосы очищают от термостойкого покрытия и на полосу наносят электроизоляционное покрытие. Эта операция проводится в непрерывном агрегате, предназначенном для двустороннего электроизоляционного покрытия, сушки покрытия и отпуска полосы для снятия рулонной кривизны при 750° С. В качестве электроизоляционного покрытия используют водный раствор фосфорной кислоты и окиси магния. Печь горизонтального типа с газовым отоплением имеет три зоны: нагрева, выдержки и охлаждения.

Нержавеющую холоднокатаную листовую сталь широко применяют в машиностроении, химической, нефтяной, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Современным способом прокатки нержавеющей листовой стали является прокатка в рулонах на непрерывных реверсивных четырехвалковых и многовалковых станах. На многовалковых станах прокатывают сталь толщиной 0,5—0,05 мм и ниже. При прокатке нержавеющей листовой стали толщиной более 0,5 мм технологической смазкой является эмульсия. При прокатке более тонкой листовой стали используют растительные и животные жиры. Окончательной термической обработкой холоднокатаных аустенитных и аустенито-мартенситных сталей является закалка. Температура нагрева в этом случае составляет 1100—1150° С, нагрев ведут без защитной атмосферы. Поэтому после закалки такой стали необходимо проводить травление для удаления окалины, образовавшейся при нагреве под закалку. Холоднокатаные нержавеющие стали мартенситного, ферритного и мартенсито-ферритного классов подвергают отжигу в колпаковых печах в защитной атмосфере. Холоднокатаную нержавеющую сталь после окончательной термической обработки подвергают дрессировке с обжатием 1—2%.

Иногда машиностроительные заводы требуют нагартованную (упрочненную) сталь. В этом случае термическую обработку этих сталей не проводят. Часть нержавеющей стали после холодной прокатки подвергают шлифовке и полировке, что улучшает антикоррозионные свойства и внешний вид изделий.

Технико-экономические показатели производства холоднокатаных листов

Расчет производительности непрерывных станов холодной прокатки ведут по тем же формулам, что и станов горячей прокатки. Для определения технически возможной производительности необходимо знать время цикла Т_ц, состоящего из времени собственно прокатки (машинного времени) времени пауз между отдельными полосами.

Если рассматривать прокатку одного сварного рулона, то время цикла Т_цбудет складываться из машинного времени прокатки с рабочей скоростью; времени прокатки с ускорением и замедлением; времени прокатки участков сварных швов; времени вспомогательных операций (время установки рулона в разматыва-теле, отгибание переднего конца и т. д.).

Однако при прокатке нескольких рулонов ряд вспомогательных операций при обработке последующего рулона совмещают с прокаткой предыдущего. В этом случае говорят, что прокатка идет с перекрытием. Чем больше время перекрытия Т_ц, тем меньше цикл прокатки, так как

Т_ц= Т — Тп.

Время цикла прокатки на непрерывных станах обычно определяется с помощью графиков, учитывающих все затраты времени.

Расход металла при прокатке на непрерывных станах холодной прокатки находится в пределах 1,03—1,075. Расход валков на непрерывных пятиклетевых станах составляет 1,20—1,25 кг на тонну, на четырехклетевых 0,8—1,2 кг/т, реверсивных одноклетевых четырехвалковых 1,0—1,2 и многовалковых 0,6 кг/т. Расход электроэнергии составляет 324—900 МДж/т.

ЛИТЕРАТУРА

1 Ефименко С.П., Следнев В.П. Вальцовщик листопрокатных станов. – М.: Металлургия, 1981

2 Целиков А.И. Основы теории прокатки. – М.: Металлургия, 1965

3 Бровман М.Я., Зеличенок В.Ю. Усовершенствование технологии прокатки толстых листов. – М.: Металлургия, 1969

4 Выдрин А.М. Процесс непрерывной прокатки. – М.: Металлургия , 1970

Время последней модификации 1363665153

tksprut.ru

Изготовление и применение стального холоднокатаного листа в различных сферах

Производство холоднокатаной стали позволяет выпускать полосы и листы толщиной от 0,5 до 1 мм, что при горячем методе сделать невозможно. При холодной прокатке получается продукция высокого качества, размеры соблюдаются точно, поверхность безупречная, физико-механические свойства позволяют использовать листы в различных отраслях промышленности, цветной и черной металлургии. Производственный цикл холодной прокатки является энергоемким, если сравнить его с горячей технологией, выпуск холоднокатаных листов включает несколько переделов, требует применения многообразного и сложного оборудования.

Разновидность продукции

Стальные холоднокатаные прокаты выпускаются с использованием различных по конструкции прокатных станов, у которых несколько уровней производительности и отличные друг от друга технические характеристики, поэтому на выходе получается большое разнообразие сортамента металлических листов:

примерно 80% от основной массы проката листового холоднокатаного производится в виде низкоуглеродистой стали толщиной от 0,5 до 2,6 мм, ширина полос составляет 2,3 м, эта продукция чаще всего применяется в автомобильной промышленности, поэтому ее второе распространенное название «автолист»;
из низкоуглеродистой стали получают жесть толщиной от 0,08 до 0,6 мм, шириной 1,3 м с защитным покрытием, чаще всего из олова, жестяные полосы применяются в производстве пищевой тары, консервных банок;
выпускают довольно большое количество отожженной и травленой полосовой стали (декапир), используемой при изготовлении эмалированной посуды и других предметов с аналогичным покрытием;
для применения в строительстве получают продукцию в виде кровельного металла с цинковым покрытием;
производят две группы важных в техническом отношении легированных сталей — нержавеющую и электротехническую стали, отличающиеся антикоррозионной стойкостью;
цветная металлургия выпускает холодный прокат в виде алюминиевых, медных, никелевых, цинковых, титановых, свинцовых полос, лент и листов из сложносоставных составов этих и других элементов;
фольга из алюминия производится полосами толщиной от 0,006 мм, шириной 1,0—1,5 м.

Технология производства электротехнического металла

Электротехническая сталь при использовании в условиях постоянного перемагничивания переменным током отличается высокой магнитной индукцией и низкими гистерезисными (ваттными) потерями, ее условно делят на два вида:

динамную;
трансформаторную.

Чтобы обеспечить требуемое сочетание качеств металлический прокат должен иметь в составе достаточное количество кремниевых добавок и как можно меньше примесей и углерода. Структура материала на выходе должна быть текстурированной и крупнозернистой. Динамная сталь используется при изготовлении динамо-машин (электрических моторов), генераторов. Содержание кремния в пределах 1—1,85%. Из трансформаторной стали делают электромагнитные устройства и трансформаторы, добавки кремния составляют 2,85—3,45%.

Электротехническую сталь производят в листах и полосах, толщина которых от 0,2 до 1,2 мм, ширина продукции до 1,0 м. В качестве исходного сырья используют рулоны горячекатаного материала толщиной 2,2—4 мм, передаваемых со станов с печными моталками или непрерывного производства.

Листовой металл выпускается двумя способами: рулонным и полистным. Второй заключается в том, что первоначальный материал выпускается в рулонах, которые после холодного протягивания разделяют и следующую дрессировку, правку и отжиг делают полистно. Наиболее распространен рулонный способ производства, при нем порезка делается непосредственно перед сортировкой.

Рулонный метод способствует увеличению производительности, качества, открывает возможность для автоматизации и механизации большинства операций, сохраняет форму и характеристики металла в процессе производства благодаря устойчивости технологических приемов. Иногда порезка в условиях цеха не выполняется, так как некоторые получатели принимают поставки в виде рулонов.

Производственные процессы

В отечественном производстве используют:

реверсивные одноклетевые станы;
непрерывные трехклетевые, пятиклетевые;
многовалковые станы.

Для проката трансформаторного металла с большим обжатием важно использование мощных непрерывных пятиклетевых или многовалковых одноклеточных станов и применение технологических смазочных материалов высокой эффективности. Информативные сведения о производстве на одном станке в одинаковых условиях малоуглеродистой и трансформаторной стали показывают, что для выпуска второго вида требуется повышенное давление и усиленный энергетический расход (примерно больше на 12—15%).

При прокатке в первом этапе интенсивные обжатия из-за довольно большой деформации ведут к нагреванию полосы до температуры 120—150˚С. Это благотворно сказывается на дальнейших процессах, так как нагрев материала до такой температуры снижает его сопротивление при протягивании. Обезжиривание делают различными способами:

ультразвуковым;
химическим;
электролитическим.

Для получения материала высокого качества играет роль использование высокотемпературного отжига на предварительной, средней и окончательной стадии термической обработки. Для перемены магнитных свойств трансформаторной стали используют:

выведение газов из металла и выгорание углерода;
для улучшения свойств практикуют изменение содержания формы углерода на графитную;
для уменьшения внутреннего напряжения, создания крупнозернистой поверхности, изменения зерновой ориентации проводят рекристаллизацию наклепанного металла.

Рекристаллизационный отжиг холодно протянутых заготовок делается в колпаковых печах с температурой 1000—1200˚С и разными защитными атмосферами в вакуумных условиях или сухом водороде. Это необходимо для уменьшения показателя твердости ленты, укрупнения ферритовых зерен, коагуляции примесей и уменьшения их числа после окончания первого передела холодного цикла. Отжиг трансформаторной стали не сказывается на уменьшении количества углерода в материале. Толщина получаемого материала зависит от его прокатного режима и конструкции стана.

Материал валков и профилировка

Валки прокатки материала в холодном виде испытывают высокое давление от контакта, показатели нагрузки в несколько раз больше нормы предела текучести при температуре 20—25˚С. К поверхности выпускаемых листов предъявляются повышенные требования. Чтобы соответствовать технологическим особенностям производства и служить эффективно долгое время валки должны быть прочными, а на поверхности иметь определенный микрорельеф, не допускать дефектов и повреждений.

Рабочие ролики для станов холодной протяжки выполняют из металла с большим содержанием углерода, в состав которых методом легирования введены добавки ванадия, хрома, вольфрама и редкоземельных элементов. Валки в процессе производства получают усиленную упругую деформацию, направленную на сплющивание и прогиб. Несмотря на то что во время работы на поверхности валков образуется тепловая выпуклость, это не может избавить их полностью от действия упругой деформации.

Из-за такой особенности производственного процесса при изготовлении роликов используют метод создания начальной профилировки (на станках), что помогает избежать дефекта листов в виде поперечной разницы толщины в определенных местах. Распространено выпуклое профилирование только рабочего верхнего вала, а два боковых и рабочий нижний выпускаются в форме правильных цилиндров. Величина вспомогательной выпуклости зависит от вида стана, свойств и толщины прокатываемого материала, размера валов и других факторов. Часто используется метод создания выпуклости с толщиной в диапазоне 0,05—0,45 мм.

На бочонках опорных валков в некоторых случаях выполняют скосы по краям с длиной 250 мм, при этом диаметр ролика в этом месте уменьшается до 3 мм. Это делают для равномерного распределения нагрузки вдоль бочек и уменьшения износа элемента. Чтобы правильно эксплуатировать прокатный стан требуется иметь в цеху не менее трех комплектов опорных роликов и пять рабочих валков.

Особенности выпуска холоднокатаных листов

В некоторых случаях при обработке высоколегированных сталей первым производственным циклом предусмотрен смягчающий отжиг, для низколегированных составов такую обработку не проводят. После этого поверхность подката очищают от окалины методом травления, пескоструйным давлением, комбинацией этих способов. На этом этапе линейного производства делают стыковку полос рулонов для укрупнения, обработку масляными смазками, обрезание боковых кромок.

Рулонное холодное протягивание включает:

отжиг металла в рулонах;
дрессировка;
отрезание листов от рулона на станках поперечной резки, правка, промасливание;
отбраковка продукции, упаковка для товарного вида, отгрузка потребителю;
иногда в производственных цехах параллельно проводят лужение или цинкование металлических полос на специальных агрегатах, это делается после этапа прокатки.

Определение качества полученной продукции

В зависимости от назначения листа стального холоднокатаного к нему предъявляются разные требования, в частности, к поверхностной обработке. Эти требования прописаны стандартными нормативами и техническими условиями, изложенными в ГОСТ 91– — — 1956:

металл для автомобилей выпускается с поверхностью, соответствующей 1 и 2 группам;
тонколистовая конструкционная сталь с большим числом углерода характеризуется разновидностью в 3 группах;
легированная конструкционная сталь производится с поверхностью, характеризуемой в 4 группах.

Поверхность полосы, соответствующей 2 и 3 группе качества допускает дефекты в виде небольшой ряби, отпечатков от роликов и мелких царапин. Четвертая группа качества допускает эти же изменения, но уже в пределах толщины листа. Иногда качество листов и группа обработки оговаривается заказчиком и производителем с заключением соответствующих соглашений.

К другим стандартными нормативам, оговоренным в ГОСТах, относятся требования обеспечить определенную степень способности материала к вытяжке. В зависимости от этого по ГОСТу качественный тонколистовой углеродистый металл конструкционного назначения делят на три группы:

буква Н обозначает нормальную степень вытяжки;
литера Г используется для обозначения материала со способностью к глубокой вытяжке;
сочетание букв ВГ характеризует высокую степень вытяжки.

Помимо вытяжки, существую требования к зернистости, проявляющейся крупностью, к микроструктуре полости, другим механическим свойствам, например, выдавливанию. Относительно этого, металлы для автомобильного производства с выпуском деталей сложной особо сложной конструкции (вытяжки) обозначают ОСВ, остальные менее сложные элементы со сложной вытяжкой относят к категории СВ.

Виды дефектов металлических листов

Некоторые дефекты имеют специфический характер и проявляются только на определенной продукции, другие подходят под стандартный классификатор отбраковки и являются распространенными:

Несоблюдение размерности при выпуске полос заключается в появлении различной толщины в продольном направлении ленты, волнистых участков, короблении отдельных областей. Это случается из-за малой толщины холоднокатаных изделий, значительно меньшей, чем в продукции горячей линии.
Нарушение однородности проявляется в появлении трещин, дыр, разорванной кромки, расслоений, это происходит из-за плохого качества исходного материала или нарушения технологии.
К поверхностным дефектам относят недотравы или перетравы, полосы темного цвета, надавы или бугорки, они выявляются в результате нарушения процесса протравки или неправильного метода окисления, присутствия вмятин и выступов на поверхности роликов.
Недостатком является вкатанная поверхность крошка, такой дефект является следствием плохой очистки поверхности полосы и вальцов перед обработкой.

Холоднокатаная сталь является востребованной в различных отраслях, стоимость ее производства в основном определяется ценой начальной продукции для обработки, а производственные процессы в цеху составляют около 20% от общей себестоимости.

tokar.guru

Холоднокатаный лист – размеры, вес, фото и характеристики по ГОСТ

Холоднокатаный лист – металлопродукция с высоким качеством поверхности и точными размерами. Производится путем обработки на станах холодной прокатки горячекатаных листов, выполняющих роль заготовки (подката). После холодного деформирования на поверхности образуется наклепанный слой, для которого характерны высокая прочность и низкая пластичность. Устраняют его термической обработкой – отжигом при +700°C.

Характеристики холоднокатаного листа

Основное преимущество процесса холодного деформирования: возможность получения продукции с очень малой толщиной (от нескольких микрон), хорошим качеством поверхности и точными геометрическими параметрами.

Свойства и размеры стального холоднокатаного листа регламентируются несколькими нормативами, среди которых:

ГОСТ 9045-93 – распространяется на продукцию, используемую для холодной штамповки и применяемую при изготовлении автомобильных кузовов. Отделка поверхности трех категорий: повышенной, высокой, особо высокой (по заказу).
ГОСТ 16523-97 – устанавливает требования, предъявляемые к х/к листам из «черной» углеродистой стали. Предусмотрены три типа отделки поверхности.
ГОСТ 19904-90 – предусматривает производство проката толщиной 0,35-5,0 мм. Ширина – 500-2350 мм, длина – 1000-6000 мм. Такие ограничения по длине существуют для карт, рулонная продукция их не имеет. Толщина рулонной продукции – до 3,5 мм.

Области применения

Требования к характеристикам холоднокатаного листа, устанавливаемые ГОСТами, зависят от области его применения.

Тонколистовая металлопродукция толщиной 0,07-0,5 мм используется при производстве тары для консервирования продуктов. Чаще всего такие изделия покрываются защитным оловянным слоем.
Прокат из низкоуглеродистой стали толщиной 0,5-2,5 мм, шириной 2,3 мм. Большую долю в этой группе стального проката занимают так называемые автолисты, востребованные в автомобилестроении.
Декапир – один из видов холоднокатаного проката. Применяется при производстве посуды, имеющей эмалевое или другое защитно-декоративное покрытие.
Холоднодеформированный лист востребован при производстве профлиста, применяемого для изготовления кровель и ограждений. Такая продукция покрывается цинковым или алюцинковым слоем, дополнительно может иметь цветное полимерное покрытие (с одной или двух сторон). Масса 1 м2 оцинкованного листа примерно на 5-6% больше веса холоднокатаного листа без покрытия (при одинаковых толщинах).
Электротехнические листы, к ним предъявляются особые требования. Технические условия на металлопродукцию для трансформаторов регламентируются ГОСТом 32482-2013.
Холоднокатаная листовая продукция из легированных коррозионностойких (нержавеющих) сталей широко применяется в архитектуре и дизайне, для изготовления предметов обихода и бытовой техники, оборудования для фармацевтической, пищевой, химической индустрии, при производстве коррозионностойких сварных труб, гнутого профиля.

treydmetall.ru

Холоднокатаный листовой прокат: способы производства и основные характеристики

Исходной заготовкой (подкатом) для холоднокатаной листовой продукции является горячекатаный лист. Качество холоднокатаных изделий во многом определяется качеством подката. Такие дефекты, как раскатанные плены, надрывы из-за неметаллических включений, глубокие царапины (глубиной более 0,8 мм), следы от вкатанной окалины или усадочных раковин, недопустимы, поскольку холодная прокатка их не устраняет.

Основные этапы холодной прокатки

Исходный материал (подкат), подаваемый на стан холодной прокатки, может иметь на поверхности окалину, которую необходимо удалить наиболее удобным способом:

с помощью дробеструйной обработки;
растворением оксидов кислотами – соляной или серной, более эффективна соляная кислота;
комбинированием двух выше названных методов.

После предварительной обработки горячекатаный подкат поступает на стан холодной прокатки, в состав которого входят:

четыре или пять клетей, в которых осуществляется обжатие до заданных параметров;
моталка;
ножницы;
петлеобразующий механизм и другие устройства.

После операции холодной прокатки на поверхности листа образуется наклепанный слой, обладающий высокой прочностью и низкой пластичностью. Для устранения наклепа применяют термическую обработку – отжиг при температуре +700°С, – позволяющую восстановить характеристики пластичности. Применяемое оборудование – колпаковые или протяжные печи.

Одна из финальных операций – дрессировка, которая представляет собой малое обжатие, обеспечивающее следующие положительные моменты:

повышение прочности стали;
уменьшение волнистости полосы;
улучшение качества поверхности;
незначительное снижение предела текучести;
после дрессировки не появляются линии сдвига, которые обязательно проявляются во время штамповки.

Основные свойства холоднокатаной продукции

Преимущества холодной прокатки:

возможность получения очень тонкого листа – от нескольких микрон, – что недостижимо при горячем деформировании;
более высокая точность размеров;
хорошее качество поверхности.

Основные недостатки холодного деформирования:

необходимость наличия широкого ассортимента сложного оборудования;
большое количество переделов;
значительная энергоемкость, в том числе из-за необходимости обязательного отжига.

Области применения холоднокатаного листового проката

Производство холоднокатаных листов, лент и полос постоянно развивается, поскольку эта продукция находит широкое применение в современной промышленности.

Основную долю – до 80% – среди этого вида проката занимает лист из конструкционной малоуглеродистой стали толщиной 0,5-2,5 мм и шириной до 2,3 м. Такие изделия востребованы в автомобилестроении, поэтому их называют «автолистами».
Холодным деформированием получают жесть – тонколистовую продукцию, чаще всего имеющую оловянное защитное покрытие. Эти полосы толщиной 0,07-0,5 мм шириной до 1,3 м используются в производстве тары для консервов.
Один из видов холоднокатаного листового проката – декапир. Эта металлопродукция представляет собой травленый отожженный лист, предназначенный для изготовления посуды с нанесением эмали или других защитно-декоративных покрытий.
Холоднодеформированный лист является исходным материалов в производстве профнастила – профилированного листа, покрываемого защитным цинковым слоем (с помощью горячего цинкования) и в некоторых случаях – дополнительным защитно-декоративным цветным полимерным слоем. Эта продукция бывает кровельной и стеновой. Более современная альтернатива цинкованию – алюцинкование. Алюцинк содержит примерно 55% алюминия, 1,6% кремния, остальное – цинк.
Холодной прокаткой изготавливают две важные группы легированных сталей: коррозионностойкие (нержавеющие) и электротехнические.

Из цветных металлов холодным деформированием получают тонкие полосы, ленты, листы из алюминия, меди и их сплавов, титана, никеля, цинка и других исходных материалов.

Требования к качеству холоднокатаной продукции

В зависимости от эксплуатационного назначения, к продукции холодной прокатки предъявляют различные требования по качественным характеристикам.

Сталь, применяемая для изготовления автомобильных кузовов, регламентируется ГОСТом 9045-93. В нем предусмотрено три вида отделки поверхности: особо высокая (обеспечиваемая по требованию потребителя), высокая, повышенная.

ГОСТ 16523-97 определяет свойства тонкого горяче- и холоднокатаного стального листа из углеродистых марок стали обыкновенного качества и качественных. В этом документе для холоднокатаного проката также предусмотрено три группы отделки поверхности.

Согласно ГОСТам 9045-93,19904-90, 16523-97, плоскостность тонколистового проката делится на особо высокую, высокую, нормальную и улучшенную, точность изготовления бывает высокой, повышенной, нормальной.
Согласно ГОСТу 19904-90, предусмотрены следующие размеры листа при его толщинах 0,35-5,0 мм. Ширина – от 500 мм до 1500 мм с шагом 50 мм; от 1500 до 2300 с шагом 100 мм; 2350 мм. Длина листа – 1000-1400 мм с шагом 100 мм; 1420 мм; 1500, 2000, 2200, 2500, 2800, 3000, 3500, 4000, 4200, 4500, 4750, 5000, 5500, 6000 мм. Такие требования по длине предъявляются к листам, длина рулона в развернутом виде стандартом не ограничивается.

Как рассчитать массу стального листа с помощью калькулятора?

Для быстрого определения массы листа воспользуемся формулой:

H*B*L*7,85, в которой

H – толщина листа в мм,

B – ширина листа в м,

L – длина листа в м,

7,85 кг/дм³– это плотность черной стали, соответствует весу листа толщиной 1 мм и площадью 1 м².

Внимание! При подстановке в формулу длины и ширины листа в метрах, а толщины – в миллиметрах Вы получите массу листа в килограммах.

Вычислив массу одного листа, легко просчитать, сколько весит пачка, содержащая определенное количество листов.

Разновидности дефектов холоднокатаного проката

Существует большое количество видов брака, которые могут возникнуть в процессе холодного деформирования. Некоторые свойственны определенному типу продукции, а некоторые типичны не только для холодного, но и для горячего проката. Рассмотрим наиболее распространенные виды изъянов.

Неточности в размерах и форме листов и полос. Из-за малой толщины для холоднокатаных листов и полос характерны волнистость, коробоватость, поперечная и продольная разнотолщинность. Причины разнотолщинности: процесс без обеспечения необходимого натяжения конца полосы, скачки температуры заготовки, изменение сечения валков (из-за высоких температур) и их неоднородная структура.
Несплошности металла, основной причиной которых является низкое качество исходной заготовки – горячекатаного подката. Вторая причина – несоблюдение технологии процесса прокатки.
Дефекты поверхности: недотрав или перетрав, образование бугорков или углублений, вкатанная металлическая крошка, риски и царапины. Если после прокатки на поверхности продукции осталась эмульсия, то при отжиге возникают темные разводы. Для предотвращения этого рекомендуется не использовать слишком концентрированные эмульсии.

Правильная структура и физико-механические свойства проката зависят от соблюдения режимов прокатки и термической обработки.

www.navigator-beton.ru

Сталь холоднокатаная листовая – Справочник химика 21

Сортамент листовой стали 27. Тонколистовая сталь холоднокатаная (по ГОСТ 3680-57) Размеры в мм [c.39]

Рекомендуемые состав и размеры стального листового проката приведен в табл. 2.15, в табл. 2.16 приведены рекомендуемые размеры листовой горячекатаной стали, рекомендуемые размеры листовой холоднокатаной стали приведены в табл. 2.17. [c.335]

Кухонные раковины изготовляют из малоуглеродистой холоднокатаной листовой стали толщиной 1,2—1,5 мм методом холодной штамповки. Вытяжку раковин выполняют на 300—350-тонных прессах в один прием, после чего производят проколку сетки, обрезку и отбортовку. К отформованной раковине точечной сваркой приваривают кронштейны и сливной патрубок. Спинки раковин, кронштейны и детали сливного патрубка изготовляют также методом холодной- штамповки. [c.227]

Обечайки, крышки и днища емкостной аппаратуры, многие узлы и детали машин в пищевой и химической технологии изготовляют из листового проката. Различают тонколистовой и толстолистовой прокат, холоднокатаные и горячекатаные листы. Тонколистовая сталь может поставляться в рулонах. [c.88]

Цельнотянутая посуда изготовляется большей частью из холоднокатаной стали. Горячекатаная сталь характеризуется низкой вязкостью и загрязненностью неметаллическими включения ми, что препятствует изготовлению из нее цельнотянутых чайников, кофейников, ведер, бидонов, кувшинов. Холоднокатаная листовая сталь отличается чистотой поверхности и сравнительно высокой вязкостью. [c.110]

Отжиг холоднокатаной листовой стали. … 680—760 [c.10]

В практике применяют два основных типа листовой стали — холоднокатаную малоуглеродистую и обезуглероженную. Первая имеет следующий состав, % (по массе) кремния 0,02 серы 0,05 фосфора 0,04 марганца 0,40 углерода 0,20. Обе стали [c.521]

Тонколистовая кровельная сталь и холоднокатаная листовая сталь (черная) подвержены быстрой коррозии, поэтому для металлических покрытий тепловой изоляции их применяют только в окрашенном виде. [c.18]

Сортамент стали горячекатаная листовая — по ГОСТ 19903—74, холоднокатаная — по ГОСТ 19904—74, [c.129]

Воздуховоды вентиляционных систем, обслуживающих взрывоопасные помещения, выполняют из несгораемых материалов, например из листовой стали. Воздуховоды вентиляционных систем, прокладываемые в помещениях различной категории по пожарной опасности, выполняют герметичными на сварке, без разъемных соединений, оштукатуренными цементным раствором. Колена прямоугольных воздуховодов снабжают выравнивающими лопатками. Детали воздуховодов изготавливают из тонколистовой, кровельной и рулонной сталей, а также из стальной холоднокатаной низко-углеродистой ленты. [c.282]

Сталь листовая обозначается словом Лист , затем дробью, в числителе которой указываются размеры листа в миллиметрах (толщина х ширина х длина), затем указывается ГОСТ 19903-74 (для горячекатаной) или ГОСТ 19904-90 (для холоднокатаной), а в знаменателе [c.13]

Основные размеры Сталь листовая горячекатаная (ГОСТ 19903—74) Сталь листовая холоднокатаная (ГОСТ 19904—90) Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионностойкая (ГОСТ 10885—85) [c.51]

На фиг. 226 показано разъемное фланцевое соединение с металлической про кладкой, которое позволяет выдерживать нагрев до 400° С. Фланцы таких соединений изготовляются из твердой закаленной стали (стали 45 или нержавеющей стали). Металлические прокладки представляют собой кольца из листовой холоднокатаной меди или листового мягкого алюминия А1. Основные размеры применяемых металлических прокладок в миллиметрах приведены в табл. 61. Металлические прокладки применяются также и при очень низких температурах, при которых резина затвердевает и становится хрупкой. [c.384]

КОС-1 (ТУ 38-30749—74) — эмульсол, используемый при листовой штамповке холоднокатаной стали. Изготовляется Шебекинским хим- [c.106]

Стенки панели изготовляют из листовой холоднокатаной стали толщиной 0,7 мм. Противоположные стенки панели соединяют по краям проставками и-образной формы из нержавеющей стали с целью уменьшения потока тепла между теплой и холодной стенками. Проставка приваривается между двумя гладкими стенками и может образовывать закругленные углы. [c.236]

С учетом опыта ряда компрессорных заводов на Ново-Горьковском нефтезаводе освоено массовое производство кольцевых клапанных пластин, материалом для изготовления которых служит горяче-и холоднокатаная конструкционная листовая сталь ЗОГСА (ГОСТ 4543—57) толщиной 2,5—4 мм. Гильотинными ножницами вырезают полосы, из которых штампуют пластины, затем на токарных станках их подвергают наружной и внутренней обработке, [c.176]

В СССР для изготовления пластин применяется листовая холоднокатаная сталь по ГОСТу 3680—57 размером 710 X X 1420 мм и 1000 X 2000 мм при толщине стенки 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 и 2 мм. [c.100]

Листы нержавеющей стали типа 18-8 поставляются металлургическими заводами как холодно-, так и горячекатаными. Холоднокатаные листы имеют чистую, гладкую поверхность. Поставляемая листовая нержавеющая сталь выпускается заводами-изготовителя-ми также в полированном виде. [c.38]

Пластины изготовляют из листовой горяче- и холоднокатаной кремнистой стали толщиной 0,1 0,15 0,2 0,35 и [c.386]

Закалка и последующий отпуск сообщают холоднокатанной листовой стали высокие механические свойства (а ,до 113 кг/лж ) и твердость до 300 единиц Яд (после закалки с 850° в воду и отпуска при 300° С с охлаждением на воздухе). При цементации сталь 10Г2 дает твердый поверхностный слой с малым количеством мягких пятен. Сталь подвержена отпускной хрупкости. [c.156]

Рекомендуемые размеры листовой холоднокатаной стали, мм

www.chem21.info

TOP HEADLINES