Холоднокатаная сталь: виды, маркировка, сферы применения

О чем речь? Холоднокатаная сталь — дорогой способ обработки металла, который получают после дополнительного прессования горячекатаных листов. Он применяется в строительстве, авиастроении, изготовлении точных приборов.

На что обратить внимание? В зависимости от способа изготовления, состава и иных характеристик холоднокатаная сталь получает особую маркировку. Требования к продукции указаны в соответствующих ГОСТ.

Понятие холоднокатаной стали

Холоднокатаная сталь — это плоские металлические изделия, имеющие форму длинных полос. Обычно они производятся из различных стальных сплавов, хотя также встречаются варианты из алюминия, меди, латунных и дюралюминиевых соединений. Эти материалы получают в металлургических цехах путем прессования горячекатаных листов.

Основные сферы применения холоднокатаной стали — автомобильная промышленность, производство жестяных банок и коробок, металлической посуды, а также профнастила.

Холоднокатаную сталь в виде ленты поставляют крупными рулонами, которые затем разрезают на листы нужного размера при помощи промышленных ножниц. Ее толщина обычно находится в диапазоне от 0,35 до 2 мм, иногда до 5 мм. Ширина листовой холоднокатаной стали варьируется от 1,5 до 5 м, но в отдельных случаях могут быть и более широкие образцы.

При необходимости сталь может дополнительно подвергаться таким процессам, как термическая обработка, оцинковка, нанесение защитных покрытий или покраска, что повышает ее эксплуатационные характеристики.

Плюсы и минусы холоднокатаной стали

Если рассматривать минусы, то стоит отметить, что этот вид проката ограничен в формах. Продукция чаще всего имеет квадратное, круглое или плоское сечение (прутки, полосы, листы), тогда как горячекатаные изделия предоставляют более широкий выбор конфигураций.

Другим минусом холоднокатаной стали является ее высокая цена. Это объясняется сложностью технологических процессов, через которые проходит материал перед финальной стадией обработки.

Кроме того, этот материал имеет среднюю пластичность, что может восприниматься как достоинство и недостаток одновременно в зависимости от задач. Он подходит для умеренного вытягивания. Это позволяет получать изделия с высокой точностью в геометрии, что, безусловно, является важным преимуществом.

Еще одно достоинство — более эстетичный внешний вид по сравнению с горячекатаной сталью. Гладкая поверхность материала упрощает нанесение защитных или декоративных покрытий и позволяет использовать его для создания видимых элементов конструкций.

Холоднокатаная сталь легко поддается сварке, что делает ее универсальной для различных сфер применения. Также она отличается лучшими антикоррозийными свойствами, чем горячекатаный металл, что добавляет ей привлекательности для широкого использования в условиях, где важна защита от ржавчины.

Сортамент и маркировка холоднокатаной стали

Изготавливаемая из углеродистых сплавов общего назначения холоднокатаная сталь классифицируется по множеству параметров, регулируемых межгосударственными стандартами. Основные из них включают ГОСТ 16523-97, устанавливающий общие требования и технологию производства, ГОСТ 19904-90, который касается сортамента, ГОСТ 380-2005 и 1050-88 — марок и химического состава исходных сплавов.

Рассмотрим основные марки холоднокатаной стали.

В зависимости от формы изделия холоднокатаная сталь может быть:

• листовой;
• рулонной.

По типу кромки выделяют два основных вида:

• с обрезной кромкой — обозначение О;
• с необрезной кромкой — НО.

Классификация по способности к вытяжке имеет два типа:

• нормальная вытяжка — Н;
• глубокая вытяжка — Г.

Холоднокатаная сталь может варьироваться по величине наименьшей текущей сопротивляемости, а также подразделяться на группы прочности:

• углеродистая сталь обыкновенного качества — ОК;
• углеродистая качественная сталь — К.

Точность прокатки может быть:

• повышенной — А;
• номинальной — Б.

Качество обработки поверхности холоднокатаной стали бывает:

• особо высокое;
• высокое;
• повышенное.

Готовый прокат имеет различные виды поверхности:

• глянцевая — ГЛ;
• матовая — М;
• шероховатая — Ш.

Классификация холоднокатаной стали по ГОСТ в соответствии с установленными стандартами позволяет точно определить характеристики и назначение, что способствует ее широкому применению в различных отраслях.

Изготовление холоднокатаной стали

Для производства холоднокатаной листовой стали используются два основных способа: полистный и рулонный. В полистном методе сталь сначала выпускают в виде рулонов, которые затем подвергаются прокатке и разрезаются на отдельные листы. После этого полистно осуществляется их дальнейшая обработка — отжиг, правка и дрессировка.

Однако в большинстве современных металлургических предприятий распространен рулонный способ производства. Этот процесс заключается в том, что весь цикл обработки стали выполняется без прерываний, сохраняя материал в рулонах вплоть до сортировки, которая выполняется вручную или автоматически. Перед сортировкой рулон режется на отдельные листы.

Такой способ изготовления имеет ряд преимуществ. Он значительно увеличивает объемы выпуска продукции, улучшая эффективность использования производственных площадей и снижая затраты. Такой метод также позволяет автоматизировать технологические процессы, что ведет к повышению производительности труда и улучшению характеристик стали.

Процесс изготовления холоднокатаной стали включает несколько обязательных этапов: очистка горячекатаного подката от окалины, прокатка на реверсивных или непрерывных станах, термическая обработка, а также финальная отделка, которая состоит из резки и правки.

Технология производства холоднокатаных листов из углеродистых и легированных сталей начинается с использования горячекатаного металла в рулонах, которые изготавливаются на непрерывных станах.

Для низколегированных сталей может потребоваться первый этап — смягчающий отжиг подката, тогда как для углеродистых сталей этот процесс обычно не проводится. Затем происходит очистка поверхности подката от окалины при помощи травления или дробеструйной обработки. В некоторых случаях используются оба метода для более эффективной очистки.

На линии травления также проводится стыковая сварка рулонов для укрупнения, обрезка продольных кромок и нанесение защитного слоя масла.

Холодная прокатка горячекатаных полос реализуется на непрерывных или реверсивных прокатных установках. В рамках рулонного производства листов выделяются следующие этапы:

• отжиг в рулонах;
• процесс дрессировки;
• резка рулонов на отдельные листы с помощью агрегатов поперечной резки;
• правка и смазывание маслом;
• сортировка и упаковка;
• отгрузка листов.

Текущая тенденция в производстве холоднокатаной стали заключается в стремлении создавать максимально тонкие полосы на непрерывных станах.

Технологическая схема, направленная на получение таких полос, включает следующие операции:

• первоначальная очистка горячекатаной полосы от окалины;
• прокатка на четырех- или пятиклетевых установках;
• отжиг;
• прокатка на одно- или двуклетевых станах;
• повторный отжиг;
• отделка (дрессировка, правка, резка и промасливание);
• сортировка, упаковка и отгрузка.

Для легированных сталей процесс включает более сложные термические операции. Например, для высоколегированных марок, таких как Х18Н10Т, первая стадия начинается с закалки горячекатаного материала, что позволяет увеличить его пластичность. После этого проводятся травление, устранение поверхностных дефектов и холодная прокатка. На следующих этапах снова производятся закалка, финальная обработка травлением, дрессировка, зачистка дефектов, сортировка и упаковка готовых полос или листов.

На современном оборудовании цехов холодной прокатки также предусмотрены агрегаты для нанесения защитных покрытий, таких как цинкование и лужение. В этом случае прокатанные рулоны направляются к соответствующим агрегатам для дополнительной обработки.

Сферы применения холоднокатаной стали

Холоднокатаная сталь востребована во множестве отраслей, начиная от строительства и заканчивая машиностроением. Этот тип металла активно используется при возведении как гражданских, так и промышленных объектов, на производственных линиях авиа- и автомобильных заводов, при строительстве кораблей, а также в создании точных приборов. Холоднокатаный лист часто выступает основой для изготовления профнастила с оцинковкой или заготовок с перфорацией.

Потребность в холоднокатаной стали постоянно растет, ведь ее использование расширяется с каждым годом.

В строительстве их используют для изготовления опалубки и фасадных конструкций.

Также холоднокатаные полосы широко применяются в перерабатывающей промышленности для производства кровельных покрытий и профильных листов.

Профнастил из холоднокатаной оцинкованной стали часто служит для возведения ограждений и облицовки зданий, так как цинковое покрытие защищает металл от негативных воздействий окружающей среды. Технологические процессы штамповки и прессования позволяют получать сложные изделия с высокой точностью.

При штамповке металл подвергается предварительной обработке прессованием, что дает возможность придать заготовке нужную форму, рельеф, сделать надписи или отверстия.

Кроме того, этот специальный процесс улучшает структуру металла, повышая его механические и химические свойства.

Часто задаваемые вопросы о холоднокатаной стали

Как осуществляется хранение проката?

Для обеспечения сохранности продукции изделия подвергаются дополнительной защите: их обрабатывают специальным маслом и упаковывают в бумагу с водоотталкивающими свойствами, а также помещают в защитные кожухи. Хранят такие рулоны и пачки в сухих складских помещениях с хорошей вентиляцией, чтобы предотвратить воздействие влаги.

Какие государственные стандарты применяются?

Среди нормативов, используемых для холоднокатаной стали, основными являются:

• ГОСТ 9045-93: применим к прокату, который используется для холодной штамповки, а также при производстве деталей автомобильных кузовов. В зависимости от требований поверхность может иметь разную степень отделки: повышенную, высокую или особо высокую.
• ГОСТ 16523-97: регулирует производство холоднокатаных листов из черной углеродистой стали, определяя три варианта отделки поверхности.
• ГОСТ 19904-90: стандарт для материалов с толщиной от 0,35 до 5 мм.

Существует ли высокоуглеродистая холоднокатаная сталь?

Чаще всего холоднокатаный прокат изготавливается из низкоуглеродистых сплавов, так как стали с высоким содержанием углерода преимущественно подвергают горячей прокатке. Однако в отдельных случаях холоднокатаная сталь может быть произведена из легированных сплавов.

Виды сталей различаются не только химическим составом, но и технологией обработки, что влияет на их области применения. Приведенная информация дает общее представление о различиях, которые следует учитывать при выборе материала для конкретных задач.