Класифікація прокатних станів, Склад металу

Прокатним станом називається технологічний комплекс, який дозволяє здійснювати контрольовану деформацію заготівлі шляхом пропускання її через прокатні валки. Основний геометричний параметр прокатного стану - розмір металевої заготовки, що пропускається через нього, зокрема - розчин валків (відстань між валками, яка характеризує товщину одержуваного прокату). У загальному випадку, валки виконують дві функції: переміщують заготівлю станом і одночасну її деформують. Деформація може здійснюватися з обтисканням та без обтиснення. Процес з обтисканням (розплющуванням) характерний тим, що заготівля суттєво подовжується в процесі прокатки, але мало змінює свою ширину. Природно, що проходячи через формувальний стан без обтиснення, заготівля змінює лише профіль свого перерізу, наприклад, зі смуги гнеться куточок. Крім зміни своєї геометрії, металева заготовка при обтисканні зміцнюється (ефект аналогічний з куванням). Особливо зміцнення помітне під час процесу у холодному стані – холоднокатаний прокат, т.к. зміни у структурі у разі відбуваються лише на рівні кристалічної решітки. Для можливості працювати із заготівлею значних перерізів і на високих швидкостях її попередньо нагрівають, підвищуючи пластичність металу – гарячекатаний прокат. Сучасні металургійні стани обладнують додатковими пристосуваннями, за допомогою яких продукція приводиться у відповідність за багатьма техніко-геометричними параметрами: заготівлю ріжуть на мірні довжини, маркують, правлять (вирівнюють), пакують та транспортують на подальші технологічні переділі.

Класифікація прокатних станів здійснюється за типом одержуваної продукції та використовується в процесі технології:

листопрокатнийстан, смуговий
сортовий стан (металева балка, шестигранник, швелер, квадрат, куточок і т.д.)
дрібносортні стани (будівельна арматура, дріт)
трубопрокатний стани
обтискні, ливарно-прокатні, прошивні, волочильні, безперервні, реверсивні, багатоклітинні тощо.

З технологічної погляду, особливий інтерес викликає трубопрокатний стан, т.к. всередині продукції - труби, формується порожнина, порожнеча. Є кілька методик формування такої порожнини. Наприклад, «прошивати» сталевий пруток спеціальною пікою-прошивкою, коли пруток штовхається роликами на прошивку, внаслідок чого виходить нанизаним на неї. Осі роликів не паралельні між собою і не перпендикулярні з віссю труби (як при звичайній прокатці), а тому сталевий прут обертається навколо осі і одночасно переміщається у напрямку оправки-піки. Або інший спосіб, коли смуга штрипсу послідовно деформується на роликах різної конфігурації (див. мал. 2) і в результаті виходить замкнута порожнина, яку потрібно лише заварити (електрозварні труби). . Для отримання труб великих діаметрів використовуються менш складні технології, що ми писали у відповідній статті.

Мал.1. Прошивний трубний стан

Мал.2. Формування електрозварювальної труби

Ролики прокатного стану можуть бути гладкими, а можуть бути рифленими (див. мал.2). Останні використовуються для арматури або рифленого листа.

Мал.3. Ролик для формування арматури Дещо нестандартним є волочильний, дротяний стан. Принцип формування полягає в тому, що заготівлю вихідного діаметра пропускають (волочать) через отвір із явно меншим діаметром. Це отвіррозташоване у спеціальній плиті, яка називається волокою. У рух заготівля наводиться роликами, які з одного боку вштовхують метал, з другого витягують його з волоки (див. рис.3). Найчастіше за допомогою такого процесу одержують дріт, діаметр його може бути дуже маленьким. Волочильний стан складається із послідовно встановлених волок. Таким чином, різниця в перерізі між сусідніми волоками мінімальна, а напівфабрикат на вході і продукт на виході мають різні розміри. Мал.4. Дротовий стан На завершення зазначимо, що з точки зору енергоефективності, найпрогресивнішими є стани, що знаходяться відразу за виробництвом вихідної заготівлі. Це пов'язано з тим, що відразу після виробництва, вихідна заготівля має високу температуру, її потрібно нагрівати для подальшої деформації на стані, а прокатка металу проходить без додаткового нагрівання. На старих підприємствах (яких на території СНД більшість) заготівлю спочатку охолоджують на спецскладах для можливості транспортування, потім везуть до сусіднього цеху, де знову гріють у печах і прокочують. З урахуванням мільйонів тонн металу, який щорічно катається на потужних станах, перевитрата енергоносіїв виходить колосальна. Основна складність у послідовному запуску виробництва заготівлі та її подальшої прокатки полягає у синхронізації робіт цих ділянок. Збій на одній із ділянок зупиняє весь ланцюжок. Проте передові підприємства світу діють саме на принципах енергоефективності, описаних вище.