Процесс прокатки металла - ABCD42.RU

Процесс прокатки металла

Прокатка стали: разница между технологиями горячей и холодной прокатки

В целом прокатка стали – это пластическая обработка на прокатном стане при прохождении между валками.

По температуре обработки стали бывает горячекатаный прокат (металл нагревается выше температуры рекристаллизации, до уровня 80% температуры его плавления) и холоднокатаный прокат (30% и меньше от температуры рекристаллизации). В свою очередь, рекристаллизация – это образование и рост кристаллических зёрен материала (металла) за счёт существующих кристаллических зёрен. При горячей прокатке нагрев превышает 920 градусов. Например, для низкоуглеродистой стали температура горячей прокатки должна быть не ниже 1169 градусов.

Получение любого проката возможно 2-мя способами. При первом, на сегодня уже устаревшем, используются стальные слитки (отлитые в специальные формы-изложницы), перерабатываемые в готовый прокат в 2 стадии. Полученные слитки нагреваются и прокатываются в заготовку на обжимных станах, а после удаления дефектов поверхности (закатов, трещин и т.п.) выполняется повторный нагрев и финальная прокатка в горячекатаный лист или фасонный прокат.

При втором способе разливка в изложницы заменяется разливкой на машинах непрерывного литья (МНЛЗ), откуда заготовка также поступает на прокатные станы. Подобным образом исключается такое технологическое звено, как слябинги и блюминги, повышается качество, устраняются потери металла и ресурсов производства при обрезке слитка. В Украине большинство металлургических компаний имеет МНЛЗ и литейно-прокатные модули, а на остальных предприятиях имеются планы по внедрению такого оборудования.

По взаимному положению полосы металла и осей валков прокатка бывает продольная (полоса перпендикулярна валкам), поперечная (полоса параллельна валкам) и поперечно-винтовая или «косая» (валки под углом друг к другу и к оси полосы). Это позволяет получать продукт различной формы. Главные типы проката по форме и размерам – это горячекатаный лист, рулон или жесть и сортовой (простой или фасонный).

Сравнение горячекатаного и холоднокатаного проката

Сегодня в мире горячей прокаткой получают около 80% общего объёма металлопроката. Она требует меньше производственных усилий и, следовательно, меньше электроэнергии. Повышенная пластичность при такой прокатке позволяет за один передел получать значительное сокращение площади поперечного сечения заготовки. Слитки, в значительной мере неоднородные структурно и химически, могут быть обработаны только горячими.

Для горячекатаной (г/к) продукции во многом применяется марка стали 09Г2С, для холоднокатаной (х/к) – 08ПС. Холоднокатаная сталь проходит более длинный путь обработки – подвергается травлению, и лишь затем передаётся на стан. Поэтому, например, толщина х/к листа – не более 5 мм, а его поверхность намного ровнее.

Х/к лист обычно одинаковой толщины по всей площади, без окалины, которую не нужно сбивать перед покраской. Кроме того, при холодной прокатке поверхность металла упрочняется, а это улучшает его механические свойства; х/к лист при сгибании не трескается, более прочен на растяжение и разрыв. Тогда как г/к лист толщиной 3 мм и более обладает довольно большой погрешностью по толщине на площади листа, имеет неровную поверхность, а после термообработки его коробит, и требуется рихтовка.

ТАБЛИЦА. Сравнение свойств х/к и г/к листа

Ровная, поэтому используется там, где в конечном продукте это имеет значение, в т.ч. для металлоизделий (метизов) и в приборостроении

Неровная, чаще всего середина листа «опускается», поэтому в основном применяется в строительстве и сварке металлоконструкций

Напряжение в листе

Равномерное. Это важное свойство металла любого назначения, особенно для приборо- и автостроения

Неравномерное. Тем не менее, используется в машиностроении

Обычно делается из низкоуглеродистой стали и имеет высокую пластичность (можно неоднократно и сильно гнуть)

Делается из углеродистой, низколегированной стали. Для производства котлов и сосудов под давлением используют также легированную сталь

— авто- и судостроение

— в строительстве (для получения профнастила, кровельных листов)

— строительство (в основном в виде несущих покрытий)

— машиностроение, в т.ч. судо- и авиастроение

В Украине значительная часть прокатных мощностей металлургических предприятий нуждается в модернизации с точки зрения как производственной эффективности оборудования, так и доступного сортамента.

Производство горячекатаного проката

«Горячие» станы способны производить плиты толщиной 50-350 мм, листы 3-50 мм и полосы (сматываемые в рулоны) толщиной до 20 мм. Станы для толстого листа включают 1-2 клети типа «дуо» или «кварто» (т.е. с одной или двумя парами валков), иногда с дополнительными вертикальными клетями для обжатия боковых кромок. Для полос применяются станы из 10-15 клетей «кварто» и клетей с вертикальными валками.

На выходе из валков ставятся выходные рольганги и другое вспомогательное оборудование для дальнейшей обработки: у толстолистовых станов – правильные машины, ножницы, термические печи и др., у полосовых – моталки для сматывания в рулоны, конвейер для рулонов, оборудование для их разматывания, правки, резки.

В свою очередь, сортовые станы довольно различны по своим свойствам. Основные их типы – это

  • универсальные станы для широкополочных балок, обычно из 3 или 5 последовательных клетей;
  • рельсобалочные станы ступенчатого типа из 2 или нескольких линий с клетями «трио» и «дуо»;
  • крупносортные станы ступенчатого и полунепрерывного типа из 2 или нескольких линий с клетями «трио» и «дуо»;
  • среднесортные станы ступенчатого типа в 2 или 3 линии;
  • мелкосортные станы (непрерывные или полунепрерывные);
  • непрерывные проволочные станы.

Обзор спецификаций горячекатаного проката

Г/к прокат подразделяется, среди прочего, на:

  • «толстый лист» из углеродистой стали, а также из конструкционной качественной стали;
  • тонкий лист из стали повышенной прочности;
  • лиcт из углepoдиcтой, низкoлeгиpoвaнной или лeгиpoвaнной стали для кoтлoв и cocудoв пoд дaвлeниeм;
  • лист для холодной штамповки из конструкционной качественной стали;
  • для судостроения;
  • низколегированный конструкционный для мостостроения;
  • сортовой стальной горячекатаный (круглый, квадратный, шестигранный);
  • сортовой и фасонный из нелегированной стали;
  • сортовой из конструкционной нелегированной или легированной стали для холодной объемной штамповки;
  • сортовой из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением.

Г/к лист может классифицироваться по точности (А – повышенной точности, Б – нормальной точности), по плоскостности (ПО – особо высокой, ПВ – высокой, ПН – нормальной плоскостности), по характеру кромки (НО – с необрезной кромкой, О – с обрезной кромкой) и др.

Преимущества горячекатаного проката, общие применения

Основное преимущество г/к проката – стоимость, что позволяет использовать более значительные его объёмы в сферах, где качество поверхности или внешний вид не столь важны. Например, при строительстве крупных объектов «красота» несущих металлоконструкций не принципиальна, то же самое касается крупных внутренних узлов машин и оборудования. Соответственно, г/к сталь используется прежде всего в таких «тяжёлых» секторах, как строительная индустрия, тяжелое машиностроение.

Производство холоднокатаного проката

«Холодные» станы бывают листовые (для поштучного листа), широкополосные (для рулона), лентопрокатные (для сматываемой ленты толщиной от 1 мкм до 4 мм и шириной от 20 до 600 мм), фольгопрокатные (для полосы толщиной менее 0,1 мм), плющильные (для обжатия проволоки в узкую ленту), для холодной прокатки труб.

При рулонной прокатке с обеих сторон рабочей клети устанавливаются намоточно-натяжные барабаны – моталки, для разматывания рулона перед подачей в валки и сматывания при выходе из них. Самые эффективные листовые станы – это непрерывные.

Обзор спецификаций холоднокатаного проката

Х/к прокат подразделяется, в частности, на:

  • тонкий лист из углеродистой стали качественной или обыкновенного качества общего назначения;
  • тонкий лист из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки;
  • тонкий лист из электротехнической изотропной или анизотропной стали;
  • лента из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали, из углеродистой стали, из термобиметаллов и др.

Преимущества холоднокатаного проката, общие применения

Достоинством х/к металла являются прочностные характеристики и внешний вид. На нём нет окалины. Напряжение в листе распределяется равномерно, что принципиально важно для проката любого назначения. Чаще всего делается из низкоуглеродистой стали и имеет высокую пластичность (т.е. можно неоднократно и сильно сгибать). Поэтому используется в различных сферах машиностроения (включая авто- и судостроение), в приборостроении, строительстве (профнастил, кровельный лист, отделочные материалы). Именно х/к лист подвергается оцинковке и покраске для получения металла с покрытием, который имеет улучшенные защитные свойства.

Читайте также  Что такое текст

Выбор между г/к и х/к прокатом (и их различными видами) зависит от запросов потребителя: строительство ли это несущих конструкций или же, напротив, отделочный материал для внешнего фасада, изготовление крупных тяжёлых машин – или производство точной электроники. Горячекатаная сталь выигрывает по цене и многообразию вариаций, холоднокатаная – по качеству и «внешности». При этом обратим внимание, что сортовой прокат является горячекатаным, тогда как сходные между собой типоразмеры листа могут быть как горяче-, так и холоднокатаными.

Процесс прокатки металла

Металлы: обработка, свойства, виды

— процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками (часть валков может быть неприводными). Слова «приводными валками» означают, что энергия, необходимая для осуществления деформации, передаётся через валки, соединённые с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать и через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения.

Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров. Как и любой другой способ обработки металлов давлением прокатка служит не только для получения нужной формы изделия, но и для формирования у него определённой структуры и свойств.

Классификация процессов прокатки

Процессы прокатки классифицируют по следующим признакам:

  • по температуре проведения процесса прокатку делят на горячую (температура металла при реализации процесса выше температуры рекристаллизации) и холодную (температура металла ниже температуры рекристаллизации). Также имеет место так называемая тёплая прокатка — обработка в области промежуточных температур;
  • по взаимному расположению осей валков и полосы различают продольную (ось прокатываемой полосы перпендикулярная осям валков), поперечную (ось прокатываемой полосы параллельна осям валков) и поперечно-винтовую или «косую» прокатку (оси валков находятся под некоторым углом друг к другу и к оси прокатываемой полосы;
  • по характеру воздействия валков на полосу и условиям деформации прокатка бывает симметричной и несимметричной. Симметричной прокаткой называют процесс при котором воздействие каждого из валков на прокатываемую полосу является идентичным. Если это условие нарушается процесс следует отнести к несимметричному;
  • по наличию или отсутствию внешних сил, приложенных к концам полосы, выделяют свободную и несвободную прокатку. Прокатка называется свободной если на полосу действуют только силы, приложенные со стороны валков. Несвободная прокатка осуществляется с натяжением или подпором концов полосы.

Продольная прокатка

Способ продольной прокатки является наиболее распространённым. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счёт сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперёд, то есть совершает только поступательное движение. В зависимости от калибровки валков форма поперечного и продольного сечения проката может быть разной. Таким способом получают листы, плиты, ленту, фольгу, сортовой прокат, периодические профили, гнутые профили и др.

Прокатка металлов: процесс и принципы (с диаграммой)

Смысл прокатки:

Процесс формообразования металлов в полуфабрикаты или готовые формы путем прохождения между валками называется прокаткой. Завальцовка наиболее широко используемый процесс формовки металла. Он использован для того чтобы преобразовать слитки металла к простым элементам , таким как: заготовки, слябы, листы, плиты, прокладки etc. — подробнее на https://stalmaximum.ru
При прокатке металл пластически деформируется путем пропускания его между роликами, вращающимися в противоположном направлении. Основной задачей прокатки является уменьшение толщины металла. Обычно наблюдается незначительное увеличение ширины, так что уменьшение толщины приводит к увеличению длины.

Процесс прокатки показан на фиг. 2.1:

Прокатка производится как в горячем, так и в холодном состоянии. Он выполняет в прокатных станах. Прокатный стан-это сложная машина, имеющая два или более рабочих ролика, опорные ролики, валковые клети, приводной двигатель, редуктор, маховик, сцепное устройство и т. д.

Ролики могут быть простыми или рифлеными в зависимости от формы проката. Металл постепенно меняет свою форму в течение периода, в котором он находится в контакте с двумя роликами.

Ассортимент продукции, которую можно производить методом прокатки, очень велик. Прокатка является более экономичным методом деформирования, чем ковка, когда требуется металл в длинных отрезках однородного поперечного сечения.

Он является одним из наиболее широко используемых среди всех процессов металлообработки, из-за его более высокой производительности и более низкой стоимости. Обычно прокатываемые материалы-это сталь, медь, магний, алюминий и их сплавы.

Способ прокатки изделий:

Процесс прокатки состоит из трех этапов для завершения изделия, как показано на фиг. 2.2:

Инжир. 2.2. Последовательность операций, связанных с производством проката.

i) первичная прокатка:

Основная завальцовка использована для того чтобы преобразовать слиток металла к простым элементам запаса как цветки и плиты. Этот процесс уточняет структуру отливаемого слитка, улучшает его механические свойства и устраняет скрытые внутренние дефекты.

ii) горячая прокатка:

Зацветает и слябы полученные от первичной завальцовки, снова преобразованной в плиты, листы, штанги и структурные формы, процессом горячей завальцовки.

iii) холодная прокатка:

Холодная прокатка обычно представляет собой процесс отделки, в котором изделия, изготовленные горячей прокаткой, получают окончательную форму. Эти процессы обеспечивают хорошую поверхностную отделку, более близкие допуски на размеры и увеличивают механическую прочность материала.

Сталь, которую мы получаем из переплавочного цеха или с заводов по производству стали, в основном представлена в виде слитков. Слитки имеют примерно квадратное поперечное сечение 1,5 м х 1,5 м и весят в тоннах.

Эти слитки сначала нагревают до температуры около 1200°C в нагревательных ямах, а затем пропускают через ролики для получения промежуточных форм, таких как цветки. Цветы свернуты к заготовкам и заготовки к пожеланным разделам любят плоско, квадратно, шестиугольно, угол, I, U, etc. Вышеупомянутый элемент имеет приблизительно следующие размеры.

Литые слитки-1,5 м х 1,5 м (прямоугольное поперечное сечение)

Цветет-от 150 мм до 400 мм квадрат.

Слябы-ширина: 500 до 1800 mm (прямоугольное поперечное сечение) толщина: 50 до 300 mm

Заготовки-от 30 мм до 150 мм квадратной формы. (Меньше, чем цветет)

Плиты-6 мм и более толщиной, шириной 1200-1400 мм, длиной 6000 мм.

Листы-толщина от 0,5 мм до 5,0 мм

Ширина полосы: 750 мм или менее. (Узкая плита или лист).

Инжир. 2.3 показаны последовательные стадии обжатия заготовки (100 х 100 мм) к круглому бруску. Заготовка поворачивается на 90° после каждого прохода.

Принципы прокатки:

Прокатка-это процесс, который заключается в пропускании металла через зазор между роликами, вращающимися в противоположном направлении. Этот зазор меньше толщины обрабатываемой детали. Поэтому, ролики обжимают металл пока одновременно переносящ его вперед из-за трения на интерфейсах ролик-металл.

Когда заготовка полностью проходит через зазор между роликами, она считается полностью обработанной. В результате толщина заготовки уменьшается, а ее длина и ширина увеличивается.

Однако увеличение ширины незначительно и обычно игнорируется. инжир. 2.4 показывает простую операцию прокатки пластины. Уменьшение толщины называется уклоном, тогда как увеличение длины называется абсолютным удлинением. Увеличение ширины известно как абсолютный разброс.

Два других члена являются относительной осадкой и коэффициент удлинения может быть задан следующим образом:

Приведенное выше уравнение (3) показывает, что коэффициент удлинения отрицательно пропорционален отношению конечной к исходной площади поперечного сечения изделия. Кроме того, уравнение (2) показывает, что коэффициент удлинения пропорционален отношению конечных lo исходных длин работы.

Читайте также  Профилактика наркомании и алкоголизма

Инжир. 2.5 показаны зона деформации,напряженное состояние, угол контакта в процессе прокатки. Металл деформируется в затененной области, известной как зона деформации. Металл не претерпевает никакой деформации до и после зоны деформации.

Видно также, что металл, подвергающийся деформации, соприкасается с каждым из роликов по дуге АВ. Arc-AB называется дугой контакта. Свой соответствуя угол (α) вызван углом контакта, или углом укуса.

Исходя из геометрии рисунка и применяя простую тригонометрию, угол укуса может быть задан как:

Приведенное выше уравнение (4)дает зависимость между геометрическими параметрами процесса прокатки, углом укуса, осадкой и радиусом роликов.

Для обеспечения того, чтобы металл был сдвинут трением, угол контакта (α) должен быть меньше угла трения (β), где tan β = µ (коэффициент трения между поверхностью ролика и металлом).

Максимально допустимое значение угла контакта (α) зависит от других факторов, таких как::

i) материал роликов.

ii) материал прокатываемой работы.

iii) температура прокатки.

iv) скорость вращения роликов и т.д.

В таблице указан рекомендуемый максимальный угол укуса (α) для различных процессов прокатки:

Нагрузка и потребляемая мощность для прокатки:

Зона деформации, напряженное состояние и угол контакта при прокатке показаны на фиг. 2.4, (простая прокатка пластины). Основной системой напряжений, создаваемых в зоне деформации, является трехосное сжатие. Максимальное или главное напряжение действует перпендикулярно направлению прокатки.

Деформированный металл оказывает равное и противоположное усилие на каждый из валков для удовлетворения условий равновесия.

Поэтому эта сила, нормальная к направлению прокатки, является важным фактором, учитываемым при проектировании валков и корпуса стана. Это усилие (F) также важно в определять расход энергии в процессе завальцовки.

К сожалению, точное определение нагрузки качения и потребляемой мощности является типичной задачей и требует хорошего знания теории пластичности и исчисления.

Тем не менее, первое приближение нагрузки качения может быть задано следующим уравнением:

Это уравнение (2) пренебрегает трением на границе раздела валок-рабочий, и поэтому дает более низкую оценку нагрузки качения.

Исходя из проведенных экспериментов, в модифицированном уравнении используется коэффициент умножения 1,2, чтобы учесть трения являются:

Также, расход энергии в процессе завальцовки нельзя получить легко; однако, грубая оценка, (в низком рассмотрении трением) дается мимо:

Различные методы уменьшения разделяющей силы (F) заключаются в следующем:

а) меньший диаметр рулона (что уменьшает площадь контакта).

b) более низкое трение.

c)более высокая температура заготовки.

(d) примите «угол укуса» небольшой (таким образом уменьшая площадь контакта).

Смазка в процессе прокатки:

Смазка использована в процессе завальцовки для уменьшения трения между кренами и металлом, котор нужно свернуть. Трение играет очень важную и полезную роль в процессе прокатки.

Фактически он отвечает за перемещение работы вперед между валками и поэтому не должен устраняться или сокращаться ниже соответствующего уровня. Это является важным соображением при выборе смазки для процесса прокатки.

При холодной прокатке стали используют жидкие смазочные материалы с низкой вязкостью, парафин подходит для цветных материалов, таких как алюминий, медь и ее сплавы, чтобы избежать окрашивания в процессе последующей термической обработки, в то время как горячая прокатка часто проводится без смазочных материалов, но с потоком воды для получения пара и разрушения образовавшихся чешуек, используются. Иногда в качестве смазочного материала используют эмульсию графитированной смазки.

Дефекты проката:

В процессе прокатки возникает ряд дефектов в прокатываемом изделии. Конкретный дефект обычно приходит с определенным процессом и не возникает в других процессах.

Некоторые из распространенных дефектов проката приведены ниже:

i) растрескивание кромки:

Растрескивание кромки обычно происходит в рулонных слитках, плитах или пластинах. Это связано либо с ограниченной пластичностью обрабатываемого металла, либо с неравномерной деформацией, особенно по краям.

ii) складки:

Складки-это дефект, который обычно возникает при прокатке пластин. Это вызвано, если сокращение за один проход слишком мало.

iii) Аллигаторство:

Аллигатор-это дефект, обычно возникающий при прокатке слябов (в частности алюминия и сплавов). При этом дефекте заготовка раскалывается вдоль горизонтальной плоскости на выходе, причем сверху и снизу. Этот дефект всегда возникает, когда отношение толщины сляба к длине контакта попадает в диапазон от 1,4 до 1,65. Инжир. 2.15. Показывает дефект аллигатора.

iv) формирование шкалы:

Когда металл горячекатаный, его поверхность не гладкая и на ней образуется окалина (оксид).

Сообщение Прокатка металлов: процесс и принципы (с диаграммой) появились сначала на Время.

По теме: Власти Дании проводят проверку законности продажи LEGO Bionicle Владимиру Соловьёву

Лабораторная работа Прокатка металлов

Цель работы: Ознакомиться с одним из распространенных видов обработки металлов давлением – прокаткой металлов; научиться определять основные характеристики деформации металлов при прокатке.

Общие указания

Лабораторной работе должна предшествовать предварительная подготовка, в ходе которой студент должен:

изучить методические указания к лабораторной работе, ознакомиться оборудованием для прокатки металлов;

ознакомиться с теоретическим материалом из лекционного курса или рекомендуемой литературы;

проверить свою готовность к выполнению лабораторной работы по вопросам для самоподготовки.

Проверка знаний студентов по выполняемой работе осуществляется преподавателем. После выполнения работы студенты составляют отчет.

Сущность процесса прокатки

Прокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и большую часть цветных металлов.

Прокатка металла осуществляется при прохождении его между валками (рис. 1), вращающимися в разных направлениях. При этом зазор между валками должен быть меньше толщины обрабатываемой заготовки.

При прокатке металл обжимается (пластически деформируется), в результате чего толщина полосы уменьшается, а ее длина и ширина увеличивается, т.е. происходит обжатие, уширение и вытяжка. Площадь поперечного сечения заготовки в результате прокатки всегда уменьшается.

Деформация заготовки определяется рядом параметров.

Абсолютное обжатие – равно разности толщин заготовок до H и после h прокатки:

Абсолютное уширение – разность между конечной (полученной) b1 и исходной (первоначальной) b ширинами полосы:

Относительное обжатие (степень обжатия) – отношение абсолютного обжатия к исходной толщине полосы:

Коэффициент вытяжки – отношение длины полосы после прокатки l к исходной длине l:

Так как объем металла при прокатке не изменяется , то

Отсюда следует, что

где F, F – площади поперечного сечения заготовки до и после прокатки соответственно. Вытяжка при прокатке обычно составляет 1.1 – 1.6 за проход, но может быть и больше.

Условия захвата заготовки валками и действие валков на металл при прокатке

Процесс прокатки металла обеспечивается трением, возникающим по контактным поверхностям валков с прокатываемой полосой.

В начальной стадии прокатки заготовка подается в валки с некоторой силой Q, которая вызывает со стороны валков нормальные реакции P и силу трения T (рис. 2). Угол  называется углом захвата.

Рисунок 2. Схема действия сил в момент захвата (а)

и прокатки метала валками (б)

При проектировании на горизонтальную ось сил, действующих на металл со стороны валков, получается:

где  – коэффициент трения.

Заменяя T и сокращая P, получим:

Условия захвата требуют, чтобы коэффициент трения был больше тангенса угла захвата, т.е.

Условия захвата ограничивает угол , связанный с абсолютным обжатием и диаметром валков выражением:

cos  = 1- (H – h) / D.

Угол захвата при прокатке стали с помощью гладких валков (прокатка листов и полос) колеблется от 15 до 24 0 , для валков с насечкой (прокатка блюмов, крупных слитков), он достигает 30 ÷ 32 0 , при холодной прокатке листов и лент со смазкой — 2 ÷ 10 0 .

Таким образом, для начала процесса прокатки необходимо соблюдать определенное соотношение между коэффициентом трения, толщиной заготовки, величиной зазора между валками и диаметром валков.

Выделяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую (рис. 3).

Что такое прокат и где он применяется?

Человечество давно научилось обрабатывать металла и сплавы на их основе. Для это используются разные технологии. Прокат — это популярная технологическая операция, с помощью которой изготавливают различные металлические детали.

Читайте также  Статистика биржевой деятельности

Сортовой прокат

Что такое прокат?

Прокатка — это обработка металла, при которой на материал воздействует повышенное давление. Прежде чем он попадает под катки он проходит термообработку. Под воздействием высокой температуры металл становится податливее, что позволяет изготавливать из него продукцию разного размера, формы. С помощью этой технологической операции получаются трубы, листы, балки, арматура, прутья, швеллера, уголки.

Виды проката

На заводах применяют разные виды проката. Технологии отличаются по используемому оборудованию, этапам проведения работ. Для изготовления деталей из стали используют станки разной конструкции.

Листовой

Это популярный вид обработки металла, при котором деталь сначала нагревают, а потом пропускают через вращающиеся валки. Технология может проводиться двумя способами:

  1. Горячекатная — метод подразумевает нагрев материала до 1700 градусов по Фаренгейту. После нагревания металл становится более пластичным, менее твердым. Однако прокатка при высоких температурах не позволяет точно просчитывать размер готовых изделий после остывания. Дополнительно к этому, сильный нагрев способствует образованию окалины, которую нужно убирать.
  2. Холоднокатная — технология подразумевает малый разогрев заготовок, перед проведением дальнейших работ. Поверхности деталей очищаются от окалин. После этого их подвергают другим технологическим операциям.

Первый вариант прокатки более экономичный. С его помощью можно работать с листами большой толщины. Второй метод позволяет создавать более точные по размерам детали, но не подходит для работы с листами металла толщиной более 5 мм.

Сортовой

Этот вид технологии можно разделить на горячий и холодный методы. С его помощью изготавливается:

  1. проволока, арматура;
  2. шестигранники, квадраты;
  3. круги, полукруглые детали.

Фасонный

Малая группа проката. Название технология получила из-за сложной формы готовых изделий. На выходе получаются детали большой величины. Их изготавливают на промышленных станках. Продукцию фасонного проката можно разделить на две группы:

  1. Для массового назначения. К ней относятся швеллера, угловые профиля.
  2. Для специального назначения. К ним относятся рельсы для железнодорожных или трамвайных полотен, перекрытия, балки, промышленные упоры.

Такой способ проката применяется в строительстве.

Фасонный прокат

Оборудование

Чтобы понимать, как изготавливаются разные детали, нужно знать какое оборудование используется при проведении технологических процессов. Прокатка проводится на следующих станках:

  1. Проволочные механизмы. С их помощью изготавливается проволока диаметром до 10 мм.
  2. Слябинги — предназначены для обработки длинных прямоугольных изделий.
  3. Блюминги — используются при изготовлении больших квадратных изделий. Помимо квадратных сечений, механизмы могу делать заготовки разной формы.
  4. Трубопрокатные — промышленные машины, которые используются для создания металлических труб разного диаметра.

Прежде чем начинать прокатку металл разогревается с помощью промышленных печей, подаётся через отрезные ножницы к вращающимся валам.

Техника выполнения

Специалисты выделяют два способа прокатки:

  1. Металлические слитки разогреваются и подаются к специальным зажимным механизмам. Поверхность заготовки очищаются от образовавшихся дефектов. Заготовки нагреваются повторно, подаются через вращающиеся валы ещё раз.
  2. Промышленный способ, подразумевающий постоянное литье без перерыва. Расплавленный металл подаётся под вращающиеся катки. Это метод подходит для обработки цветных металлов.

Далее изделия подвергаются токарным работам, шлифовке, фрезеровке, расточке, сверлению, разрезанию. Этапы прокатки алюминиевых сплавов:

  1. Лист проходит через подвижные катки, чтобы получились ровные поверхности.
  2. Металл фрезеруется.
  3. На заготовку с двух сторон накладываются алюминиевые листы.
  4. Деталь нагревается.

Последними этапами идёт отжиг, холодная прокатка.

Прокат — технологическая операция, с помощью которой изготавливают металлические детали разных размеров и формы. Существует несколько способов обработки. Продукция, которую делают с помощью этого метода обработки, популярна в различных направлениях промышленности.

Прокатка

Прока́тка — процесс пластического деформирования тел на прокатном стане между вращающимися приводными валками (часть валков может быть неприводными). Энергия, необходимая для осуществления деформации, передаётся через валки, соединённые с двигателем прокатного стана [1] .

Прокатка металлов относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Прокаткой получают изделия (прокат) разнообразной формы и размеров. Как и любой другой способ обработки металлов давлением, прокатка служит не только для получения нужной формы изделия, но и для формирования у него определённой структуры и свойств [2] .

Содержание

  • 1 История
  • 2 Классификация процессов прокатки
  • 3 Продольная прокатка
  • 4 Поперечная прокатка
  • 5 Поперечно-винтовая прокатка
  • 6 См. также
  • 7 Примечания
  • 8 Литература

История [ | ]

Технология прокатки в античности не применялась. Появление прокатки относится к послесредневековым временам (первое известное упоминание относится к XVI веку и содержится в бумагах Леонардо да Винчи [3] . Исторически с помощью прокатки начали изготавливались медные листы для картин (такие листы, изготовленные вначале ковкой, а затем уже прокаткой, известны уже в начале XVII века [4] ). Массовое применение прокатки началось в Европе в XIX веке.

Классификация процессов прокатки [ | ]

Процессы прокатки классифицируют по следующим признакам:

  • по температуре проведения процесса прокатку делят на
    • холодную (температура металла находится в пределах 10—30 % температуры рекристаллизации);
    • тёплую (температура металла находится в пределах 40—60 % температуры рекристаллизации);
    • горячую (температура металла выше 60—70 % температуры рекристаллизации [5] ;
  • по взаимному расположению осей валков и полосы различают продольную (ось прокатываемой полосы перпендикулярная осям валков), поперечную (ось прокатываемой полосы параллельна осям валков) и поперечно-винтовую или «косую» прокатку (оси валков находятся под некоторым углом друг к другу и к оси прокатываемой полосы;
  • по характеру воздействия валков на полосу и условиям деформации прокатка бывает симметричной и несимметричной. Симметричной прокаткой называют процесс, при котором воздействие каждого из валков на прокатываемую полосу является идентичным. Если это условие нарушается, процесс следует отнести к несимметричному;
  • по наличию или отсутствию внешних сил, приложенных к концам полосы, выделяют свободную и несвободную прокатку. Прокатка называется свободной, если на полосу действуют только силы, приложенные со стороны валков. Несвободная прокатка осуществляется с натяжением или подпором концов полосы [6] .

Приведённая классификация процессов деформации металлов не является общепринятой. Например, существуют альтернативные классификаторы способов деформации в зависимости от температуры процесса [7] .

Продольная прокатка [ | ]

Способ продольной прокатки является наиболее распространённым. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счёт сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперёд, то есть совершает только поступательное движение. В зависимости от калибровки валков форма поперечного и продольного сечения проката может быть разной. Таким способом получают листы, плиты, ленту, фольгу, сортовой прокат, периодические профили, гнутые профили и др. [6]

Поперечная прокатка [ | ]

При поперечной прокатке обрабатываемое тело (цилиндрической формы) помещается в зазор между двумя валками вращающимися в одну сторону и получает вращательное движение за счёт сил трения на контактной поверхности. Деформация тела происходит при встречном сближении валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается (если нет специальных тянущих устройств). Поперечная прокатка используется для изготовления валов, осей, втулок и других тел вращения [6] .

Поперечно-винтовая прокатка [ | ]

Поперечно-винтовая прокатка занимает промежуточное положение между продольной и поперечной. Этот способ широко используется для получения полых трубных заготовок (гильз). Обрабатываемое тело (цилиндрической формы) проходя между валками, вращается и одновременно совершает поступательное движение, то есть каждая точка тела (за исключением расположенных на его оси) движется по винтовой траектории [6] .

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: