Черный металлопрокат — это металлоизделия, получаемые из железа и черных металлов, таких как сталь, чугун, ферросплавы. В качестве примеров черного металлического проката можно назвать строительный профиль, трубы различного сечения, листовой металл, уголок, арматуру, проволоку и многое другое. Изделия отличаются высокой прочностью и подходят для различных задач в области строительства, тяжелого машиностроения и металлообработки. Сегодня продукция из черных металлов составляет до 90% всех металлоизделий в России.
Технология производства черного металлопроката
Производство черного металлопроката — это процесс получения металлических полуфабрикатов (листовой, сортовой и фасонный) из железного или стального сырья, которые затем используется для изготовления различных металлических конструкций и изделий. Технология включает в себя следующие основные этапы:
- Подготовка сырья. Для производства черного металлопроката используется железная руда, которая подвергается обогащению и обработке для получения чистого железа.
- Плавка. Очищенную руду плавят в больших металлургических печах при очень высоких температурах. В результате получается расплавленное железо.
- Литье и формовка. Расплавленное железо заливают в формы для создания заготовок различных форм и размеров. Затем заготовки прокатывают в специальных прессах и вальцах для получения нужной толщины и формы металлопроката.
- Охлаждение и обжатие. Прокат охлаждают и пропускают через дрессировочный стан с целью дополнительной обработки и улучшения характеристик.
- Резка и упаковка. После прохождения всех этапов производства, металлопрокат режут на отрезки нужной длины, упаковывают и отгружают заказчику.
Целый ряд дополнительных технологических процессов и операций могут применяться в зависимости от конкретного типа металлопроката и его назначения.
Горячая прокатка
Горячекатаный прокат производят согласно ГОСТ 535-2005 из конструкционной углеродистой стали. Заготовку нагревают до температуры плавления металла, а затем подвергают воздействию валков прокатного стана, чтобы придать детали нужную форму. Фасонные изделия при этом методе изготавливают без дополнительной обработки верхнего слоя.
Способ обеспечивает продукту высокое качество, точность размеров, небольшую толщину, востребованные в самых разных отраслях промышленности. Горячая прокатка отличается высокой производительностью и экономичностью.
Холодная деформация
Метод подходит для производства готовых изделий согласно ГОСТ 19904-90 без предварительного нагревания заготовок. За счет обработки при комнатной температуре у металлоизделий повышается предел прочности и эластичность. Такой продукт отличается однородной структурой и гладкой поверхностью.
Готовые изделия при таком способе изготовления нуждаются в дополнительной обработке для защиты от коррозии. С целью максимизации срока эксплуатации детали покрывают специальными составами или подвергают гальванизации.
Виды черного металлопроката
Черный металлопрокат производится из углеродистой или легированной стали. В зависимости от способа производства и применения, можно выделить несколько основных видов изделий:
- Листовой металлопрокат (полосы, листы, штрипсы, рулоны) — используется в возведении металлоконструкций, каркасов, крыш, обшивок и других строительных изделий, а также для изготовления труб, в пищевой и перерабатывающей промышленности. Такая продукция отличается высокой прочностью и устойчивостью к перепадам температур.
- Сортовой прокат (арматура, квадрат, полоса, круг, профтруба, катанка) — продукция специального назначения, чаще всего применяется в строительной отрасли, промышленности, машино- и приборостроении:
- полоса — тонкий и длинный металлический пруток, востребованный в машиностроении, строительстве, производстве труб и других областях;
- профильная труба и брус — необходимы для создания каркасов зданий, конструкций, ограждений, а также в производстве мебели и декоративных элементов;
- катанка — металлический пруток большого диаметра, который используется в строительстве, машиностроении, производстве крепежных деталей и других сферах;
- арматура — пруток с гладким или периодическим профилем, обладающий большей жесткостью, чем катанка, применяется в строительстве для создания каркасов монолитных конструкций, устройства закладных, укрепления кладки, устройства обвязки и так далее;
- проволока — тонкий металлический стержень, который применяется для создания арматурных сеток, крепежных элементов, сварочных работ, перетяжки и упаковки;
- круг — черный сортовой металлопрокат круглого сечения, изготавливается из легированных, конструкционных или углеродистых сплавов, отличается прочностью, износостойкостью, эластичностью, применяется в машино- и судостроении, строительстве, производстве крепежа;
- квадрат — прут или проволока квадратного сечения, произведенные из углеродистой или низколегированной стали, используется в создании железнодорожного крепежа, в промышленном и гражданском строительстве.
- Фасонный металлопрокат — сложные инженерные изделия, используемые при монтаже конструкций с высокой несущей нагрузкой, характеризуются высокой точностью в изготовлении и применяются в зависимости от вида:
- уголок — металлический профиль в форме угла, состоящий из двух равнозначных полок, соединенных под прямым углом, используемый в строительстве для создания жесткой конструкции, а также в металлообработке и машиностроении;
- швеллер — профиль в форме буквы «С», используется для создания строительных и несущих конструкций (балки, стропила, лестницы, ростверки и другие элементы);
- двутавр — представляет собой параллельные полки, соединенные поперечными балками, характеризуется высокой несущей способностью и применяется в создании каркасов зданий, фундаментов, мостов, других металлических конструкций.
- Трубный прокат — производство труб разной формы сечения и диаметра для различных видов трубопроводов и металлоконструкций.
Преимущества черного металлопроката
Черный металлопрокат характеризуется высокой прочностью, стойкостью к перепадам температур, выдерживает различные климатические условия, отличается надежностью и долговечностью. Кроме того, материал относительно устойчив к коррозии за счет оксидной пленки (окалины) на поверхности изделий. Из других достоинств стоит выделить:
- широкую номенклатуру изделий из черного металлопроката, позволяющую подобрать подходящую форму и размер продукции для различных целей;
- относительно невысокую стоимость — черный металлопрокат обычно более доступен по цене, чем металлоизделия из других сплавов;
- высокую износостойкость — способность выдерживать значительные нагрузки на протяжении длительного периода.
Недостатки черного металлопроката
К ограничениям материала можно отнести следующие факторы:
- меньшая устойчивость к коррозийным процессам по сравнению с нержавеющей сталью, особенно в условиях повышенной влажности;
- тяжелый вес изделий, что может потребовать особых условий транспортировки и монтажа, а также повлиять на стоимость устройства фундамента в строительстве;
- дополнительная обработка (окраска, гальванизация и другие технологии) — требуется для улучшения внешнего вида конструкций из черного металлопроката и защиты от коррозии;
- негативное влияние на экологию из-за выбросов в процессе производства и высоких энергозатрат.
Области применения черного металлопроката
Черный металлопрокат применяется во многих отраслях и сферах, включая такие как:
- Строительство и реконструкция — для производства строительных конструкций, опор, лестниц, перил, обрамления окон и дверей, ограждающих конструкций, арматурных каркасов для ЖБИ.
- Промышленное производство — машино-, судо-, авиа- и автомобилестроение, изготовление металлической мебели, спецтехники и оборудования.
- Производство бытовой техники и электроприборов.
- Производство труб и трубопроводов различного назначения, включая нефтепереработку, газо- и водопроводы, инженерные сети.
