Меню

Как сделать металл лист



Как производят листовой металл

Как только человечество научилось обрабатывать металлы, оно научилось и производить листовую продукцию из них. Бронзовые пластины, например, использовались в качестве защитной брони. Современные способы и технологии обработки металла позволяют использовать продукцию металлопрокатной промышленности для производства сложных металлоконструкций, классических продуктов металлопроката и сырья для других отраслей промышленности. Возможности использования листового металла (листа нержавеющей стали) просто огромны. К примеру, это идеальный материал для строительства ангаров или крытых павильонов.

Безотходное производство – один из принципов работы современного предприятия. Особенно преуспели в организации таких производств в Японии. Там сумели устроить производственный цикл так, что отходов от нарезки металла практически не остается, и, в конечном итоге, используется весь произведенный материал. Нашим металлообрабатывающим предприятиям стоит использовать такой рациональный подход к делу.

Ранее, на большинстве наших предприятий, при конечной нарезке листов стали, в виде отходов оставались полосы металла. Современные технологии и грамотный подход к организации производства позволяют полностью переработать лист. Дополнительные детали и элементы вырабатываются из остатков и полос металла, ранее считавшихся отходами. Отдача от стандартного листа нержавеющей стали становится гораздо эффективнее.

Возможности современных предприятий металлопрокатной отрасли позволяют производить листовой металл по требованию и пожеланию заказчика. Безусловно, следует придерживаться принятых в нашей стране норм и стандартов при выполнении конкретных заказов.

Наше предприятие может полностью обеспечить требуемые заказчиком объемы, наших мощностей и профессионализма для этого вполне достаточно. Листы нержавеющей стали, полосы или уголок – весь ассортимент листового проката, сделанный с наивысшим качеством и в должный срок, может произвести наше предприятие.

Особенности листового производства

Многообразие размеров и форм, обширная область использования металлопроката – это результат многолетнего усовершенствования технологий и создание современного высокоточного оборудования. Нержавеющую сталь перерабатывают в несколько форм заготовок: листы, полосы, квадраты и круги. Одной из универсальных форм является лист. При изготовлении листовой стали применяется своя, особая технология, состоящая из нескольких важных этапов. Эти этапы имеют свои конкретные задачи – достижение высоких показателей прочности, долговечности, соблюдения установленных размеров и толщины листа.
Одним из основных этапов при производстве листа является его охлаждение. Лист из нержавейки, проходя по толстолистовому стану, охлаждается в процессе продвижения по различным составляющим стана – шлепперам, рольгангам и транспортерным линиям. На станах конструкций, выпущенных ранее, листы охлаждают на цеховых плитах или в штабелях. Это служит одним из видов термической обработки листов, так называемый самоотпуск. Такой процесс насколько снижает допустимые пределы текучести и прочности на несколько кг на 1мм2, и повышает относительное удлинение. Ударная вязкость при таком способе остается неизменной. Такой способ охлаждения при необходимости применяется и на станах современной конструкции.

Охлаждению в ускоренном порядке подвергаются листы стали, которые необходимо испытать на ударную вязкость. В процессе такого охлаждения фиксируется получаемое при прокатке зерно и повышается результат ударной вязкости, особенно при минусовых значениях температур. Для более быстрого охлаждения всю поверхность листа обрабатывают водой с помощью распылителя, затем проводят обдувку воздухом. На толстолистовых прокатных станах современной конструкции, сразу за чистовой клетью, монтируется закалочная роликовая машина. Помимо своего прямого предназначения эта машина применяется и для более быстрого охлаждения листов перед их нормализацией в потоке.

В результате охлаждения листа улучшаются самые важные свойства стали. Последующие этапы прокатки и обработки снимают внутреннее напряжение металла и происходят некоторые изменения в структуре, повышающие свойства нержавеющей стали до должного уровня. Главное требование к процессу охлаждения, проводимому любым отработанным способом – это равномерное охлаждение всей поверхности листа по сечению и по всей плоскости поверхности.

Источник

Онлайн помощник домашнего мастера

4 этапа изготовления листового металла

Бесчисленные предметы повседневного обихода, от печально известного здания Крайслер в Нью-Йорке до каркасов автомобилей, на которых мы ездим, изготавливаются из листового металла. Листовой металл получают путем переработки различных металлов, таких как алюминий, латунь и медь, в тонкие листы. Обычно процесс состоит из четырех стадий: стадии плавления, стадии разливки, стадии травления и стадии прокатки и отжига. Марка, элементы и параметры стального листа также важны при его использовании. Перейти на сайт, чтобы узнать подробнее.

Хотите узнать больше о процессах и о том, как они работают для создания структур, которые мы знаем и используем каждый день? Прочтите, чтобы узнать, как изготавливается листовой металл.

Читайте также:  Станки для резки металла реферат

Краткое содержимое статьи:

4 этапа изготовления листового металла

# 1 Стадия плавления

Поскольку металл можно формовать в тонкие листы, металл необходимо обрабатывать. Для этого металлы плавятся в обрабатываемый однородный слиток, который позже прессуется и сплющивается в лист. Независимо от типа используемого металла, металлический этап всегда стоит на первом месте в процессе изготовления листового металла.

# 2 Стадия заливки

Как только металл полностью разжижается, металлы выливают из тигля в прямоугольную форму. Для этого металл должен оставаться в жидком состоянии, чтобы не затвердевать за пределами формы. После охлаждения металл принимает форму кристаллизатора и превращается в прямоугольный объект, известный как слиток.

# 3 Стадия травления

Когда слитки остынут, они позже очищаются на стадии травления. На этом этапе используется химическая смесь, которая очищает слитки для последующей обработки.

# 4 Стадия прокатки и отжига

После очистки процесс прокатки и отжига начинается с двух больших роликов для утонения металла в повторяющихся движениях, каждый раз приближаясь друг к другу для достижения желаемой толщины. Поскольку слитки многократно проходят через ролики, они становятся тверже. Иногда необходимо многократно отжигать металл на протяжении всего процесса прокатки. Процесс отжига состоит из нагрева металла и повторного травления перед повторной прокаткой. Однако металл только нагревается и снова протравливается, а не плавится.

Источник

Применение и технология производства холоднокатаного листа

Одним из вариантом выплавки стали является производство холоднокатаных листов. Они обладают средней или большой длиной и шириной. А вот толщина может быть небольшой — от 0,35 до 5 миллиметров. Холоднокатаный лист производят методом холодной прокатки на металлургических заводах. Применяется он для производства различных небольших изделий и запчастей, а также для изготовления внешних ограждений, навесных конструкций. Какими физическими особенностями обладает материал? Как производят прокат листовой холоднокатаный? И чем он отличаются от горячекатаных изделий? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Краткие сведения

Холоднокатаный лист (Х/К) — плоское металлическое изделие, которое имеет вид длинных полос. Х/К-изделия обычно делают из стальных сплавов, однако встречаются листы и из других металлов (алюминий, медь, дюралюминиевые сплавы, латунь). Холодные листы изготавливают в металлургических цехах с помощью прессования горячекатаных листов. Х/К-листы используют для производства автомобильных каркасов, жестяных банок и коробок, металлической посуды, профнастила.

Холодная сталь выпускается в виде больших длинных рулонов, а для получения отдельного прямоугольника листовой металл нарезаются на отдельные части с помощью промышленных ножниц. Большинство холоднокатаных полос обладают небольшой толщиной — от 0,35 до 2 миллиметров. Хотя встречаются и толстые изделия, у которых толщина может доходить до 5 миллиметров. Ширина холодной листовой стали обычно находится в пределах от 1,5 до 5 метров, хотя встречаются и более широкие изделия. Х/К-изделия при необходимости могут проходить дополнительную обработку — нагрев, дрессировка, оцинковка, механическая деформация, нанесение защитного слоя, покраска.

Особенности материала

Физические особенности:

  • Высокая прочность. Прокат листовой холоднокатаный проходит ряд технологических обработок, которые устраняют внутренние натяжения сплава, улучшают прочность материала.
  • Маленькая толщина. Х/К-изделие получают методом многократного прессования, что позволяет получить изделие маленькой толщины (менее 1 миллиметра).
  • Приятный вид. Поверхность холодного проката является чистой (отсутствует накипь, гари, следы термического воздействия). Поэтому материал можно использовать для эстетической отделки поверхности или изделий.
  • Низкий риск образования ржавчины. В конце обработки Х/К-изделий обычно выполняется нагрев материала для рекристаллизации, что минимизирует риск коррозии при длительной эксплуатации.

Обратите внимание, что помимо холоднокатаных существует также горячекатаные листы. Эти материалы имеют много общего, а Х/К-изделия получают из горячекатаных листов с помощью прессования.

Основные отличия холоднокатаной и горячекатаной стали

Категория Холоднокатаная сталь Горячекатаная сталь
Метод производства Обкатка горячекатаной стали с помощью промышленных прессов без нагрева Нагрев стальных заготовок с последующей их обкаткой с помощью пресса
Прочность Очень высокая Средняя или высокая
Вид Приятный вид, есть металлический блеск Посредственный вид, отсутствие блеска
Сложность производства Высокая Низкая или средняя
Листовая толщина От 0,35 до 5 миллиметров От 2 до 50 миллиметров
Сферы применения Каркасы автомобилей, профлист, посуда, элементы конструкций, отделочные конструкции, производство труб Лестничные пролеты, элементы навесных конструкций, производство подземных труб, строительство

Практическое применение

Листовой холоднокатаный прокат, отдельные листы и полосы широко применяются в различных сферах промышленности. Изделия этого типа не требуют особого ухода, не ржавеют при соблюдении правил хранения. Еще одно крупное преимущество — приятный вид (горячий прокат лишен этого преимущества из-за технологических особенностей обработки). Производителями холодной стали являются Китайская Народная Республика, Россия, США, Германия, Франция, Япония.

Читайте также:  Технология холодный след металл

Сферы применения

  • Холоднокатаный лист с небольшим содержанием углерода используют в машиностроении (поэтому часто называют автолистами). Из этого материала на роботизированных конвейерных линиях делают металлический автомобильный каркас, а также различные детали (элементы мотора, бак, подвижные запчасти). Для нужд автомобильной промышленности обычно выплавляются полосами, которые обладают средней толщиной (от 1 до 2,5 миллиметров).
  • Холоднокатаную сталь также применяют для производства жести. Для производства исходный лист проходит холодное деформирование с помощью сверхмощных прокатных прессов-валков, которые помогают получить материал толщиной менее 0,5 миллиметров. Для удобства получившаяся жесть нарезается промышленным ножницами на небольшие полосы, ширина которых составляет до 1,5 метров. Получившиеся полосы можно использовать в декоративных целях, а также для производства жестяных банок, металлических ограждений, перегородок.
  • Холодную сталь можно также применять для производства материала под названием декапир, из которого делают домашнюю эмалированную посуду. Для изготовления декапира жесть проходить отжиг в высокотемпературных печах, чтобы сделать материал более пластичным. После отжига происходит формовка посуды с помощью прессов. Во время отжига на поверхности сплава образуется металлическая окалина, а также различный мусор. Для удаления вредоносных веществ декапир очищают с помощью кислот методом травления в ваннах. После остывания мы получаем качественную металлическую посуду без окалины, которую можно использовать для приготовления пищи или хранения каких-либо продуктов.
  • Лист стальной холоднокатаный также применяют для производства профнастила. Этот материал представляет собой тонкий металлический лист, на который наносится дополнительный цинковый слой. Профлисты используют для создания ограждений или заборов, а также для внешней отделки домов (крыши, внешние стены, перегородки, наклонные поверхности). Цинковый слой выступает в роли защитного элемента, который предотвращает контакт материала с внешней средой. Ведь профлист из-за особенностей эксплуатации будет часто контактировать с осадками, а цинк будет препятствовать образованию ржавчины и вредоносных соединений. При необходимости профлист может изготавливаться с дополнительными ребрами жесткости, которые будут защитить материал от механических повреждений.

Технология производства

С технологической точки зрения производство Х/К-стали является трудоемким процессом, для которого нужно дополнительное оборудование, электроэнергия, квалифицированные рабочие. Обычно холоднокатаную сталь делают в специальных цехах на металлургических заводах, а домашнее производство таких материалов практически невозможно. Для удобства производств Х/К-материалов можно разбить на три этапа — предварительная обработка, обкатка и прессование, финальная обработка. Ниже мы рассмотрим этапы более подробно.

Начальная обработка

Для изготовления холоднокатаного проката применяются горячекатаные листы, толщина которых составляет от 2 до 10 миллиметров. После выплавки и обработки горячий прокат проходит этап естественного остывания, а потом его упаковывают в рулоны и подают в цех холодного проката. В цеху материал распаковывают и укладывают на конвейерный стол. На начальном этапе обработки выполняется очистка горячего проката, а также удаление оксидной пленки-окалины. Этот этап является очень важным, поскольку в случае проката материала с окалиной оксидная пленка будет вдавливаться в материал, что серьезно снизит его физические свойства, а также может повредить прессы-валки.

Очистка окалины выполняется двумя методами:

  • Механическая очистка. В данном случае очистка окалины осуществляется с помощью потока металлических частиц, которые распыляются по всей поверхности листа под большим давлением. Для обработки больших листов обработка выполняется с помощью ручных инструментов (рабочий надевает костюм, берет инструмент и выполняет зачистку). В случае компактных изделий прокат может помещаться в специальные камеры, где обработка будет выполняться автоматическим методом.
  • Химическая очистка. В данном случае обработка выполняется с помощью сильных кислот (соляная, серная, азотная, фосфорная). Обработка выполняется в крупных травильных ваннах с кислотами, куда на небольшое время помещается прокатная сталь. После травления металлическая поверхность очищается от остатков кислот, а потом прокатный лист вытирается насухо и высушивается.

На практике оба метода используются в комплексе — сперва материал проходит химическую очистку, а потом выполняется дробеструйная обработка. Комбинирование этих методов позволяет полностью снять защитную пленку с поверхности металлического листа. Также комбинированная методика является менее затратной в технологическом плане, что помогает снизить расходы на производство изделия. После очистки окалины металл сматывается с рулоны с помощью автоматического оборудования.

Обкатка, прессование

После очистки окалины рулоны подаются на стан непрерывной обкатки горячекатаных полос. Металлургический стан обычно оснащен пятью или четырьмя клетями-прессами, которые выполняют обкатку и прессование материала. На линии также должно быть установлено вспомогательное оборудование помимо прессов — валки-разматывали, металлические ножницы, сварочный автомат и другие. Прессование, обкатка выполняется следующим образом:

  1. Металлический рулон попадает на аппарат-разматыватель, который разматывает и подает полосы на линию. Сразу за разматывателем располагаются клеть и ножницы, которые при необходимости выполняет обжимку и нарезку материала (механическим или гидравлическим способом).
  2. После прохождения полосы через первую клеть материал попадает на вторую и последующие клети, где также выполняется его обжим и нарезка. В конце изделие попадает на барабан, который сматывает полосу в рулоны. Обратите внимание, что на начальном этапе обкатка происходит на небольшой скорости.
  3. После прохождения конца рулона через все клети спрессованный прокат упаковывается в рулон. После нескольких витков скорость обработки увеличивается до 1-3 метров в секунду. Это позволяет выполнить обкатку быстро. Когда рулон подходит к концу, скорость обработки вновь уменьшается.
Читайте также:  Международный рынок цветных металлов

Финальная обработка

Получившийся Х/К-лист после прессования может проходить дополнительную обработку. Для повышения прочности, уменьшения предела текучести, снижения волнистости полос материал нагревается до температуры 680-690 градусов в электрических печах. Нагрев выполняется для рекристаллизации металлического сплава, что позволяет отдельным компонентам металла равномерно распределиться по всей плотности изделия. В конце выполняется металлическая дрессировка, финальное обжатие и нарезка материала на полосы. Потом уполномоченный рабочий должен поставить на материале штамп-печать для идентификации изделия. В конце холоднокатаный лист отправляется на хранение.

Как определить массу проката?

На заводах или фабриках для определения веса холоднокатаной полосы используют промышленные электронные весы. Процедура взвешивания осуществляется стандартным образом — на весы помещается полоса, а через несколько секунд на табло отображается вес объекта в килограммах или тоннах. Также существуют косвенные методы определения весов листового проката. Самый популярных из них — использование расчетной формулы, которая выглядит так: W = P x L x W x H. Расшифровывается формула так:

  • P — плотность стального изделия. Значение плотности напрямую зависит от состава металлического сплава. В зависимости от количество легирующих добавок плотность стали составляет от 7700 до 7900 кг на кубический метр. Для удобства подсчетов мы возьмем среднее значение плотности — 7800 килограмм на куб (погрешность подсчетов — менее 3%).
  • L (Length) — длина изделия. Обратите внимание, что значение длины нужно брать в метрах. Если у Вас есть длина в сантиметрах, то это значение нужно разделить на 100.
  • W (Width) — ширина изделия, выраженная в метрах. Если у Вас есть значение ширины, выраженное в сантиметрах, то это значение нужно также разделить на 100.
  • H (Height) — высота листа, переведенная в метры. Высоту часто указывают в сантиметрах или миллиметрах. Чтобы перевести это значение в метры, нужно разделить на 100 (сантиметры) или на 1000 (миллиметры).

Чтобы разобраться с этой формулой, рассмотрим пример. Пусть у на есть холодный прокат; его длина — 500 сантиметров, ширина 100 сантиметров, высота 25 миллиметров. Нужно определить его массу, приняв за параметр плотности значение 7800 килограмм на куб. Чтобы решить задачу, нужно сперва перевести длину/ширину/высоту в метры — это будет 5 метров, 1 метр и 0,025 метров соответственно. Теперь подставим значения в формулу: W = P x L x W x H = 7800 x 5 x 1 x 0,025 = 975 килограмм. Не забывайте — это формула подходит для определения массы прямоугольных листов. Если у Вас имеется холоднокатаный лист, который обладает нестандартной формой или сильно закругленными краями, то эту формулу использовать нельзя.

Заключение

Подведем итоги. Лист холоднокатаный представляет собой длинную полосу средней ширины, которую при необходимости можно нарезать на небольшие прямоугольные или квадратные блоки. Холоднокатаные полосы получают из горячекатаных методом прессования и обкатки без нагрева материала. Х/К-изделия обладают высокой прочностью, маленькой толщиной, приятным внешним вид. Сферы применения Х/К-изделий — производство каркасов автомобилей, профлистов, труб, навесных конструкций, изготовление жести и декапира.

Используемая литература и источники:

  • Теория и технология производства стали / В.А. Кудрин. — М.: Мир, АСТ, 2003.
  • Лабораторный практикум по материаловедению в машиностроении и металлообработке / В.Н. Заплатин и др. — М.: Academia, 2010.
  • Технология металлов и других конструкционных материалов / В.М. Никифоров. — Москва: Машиностроение, 2015.
  • Paul Craddock. Scientific Investigation of Copies, Fakes and Forgeries. Routledge, 2009

Источник