Сортовой прокат

Сортовой прокат — это вид металлопродукции, получаемой методом горячей или холодной прокатки на сортовых станах, характеризующийся сплошным поперечным сечением (круг, квадрат, прямоугольник, шестигранник, уголок, швеллер, двутавр) или сложным профилем. Сортовой прокат является одной из основных групп проката чёрных и цветных металлов и широко применяется в строительстве, машиностроении, металлообработке и других отраслях промышленности.

Классификация сортового проката

Сортовой прокат классифицируется по нескольким основным признакам: форме поперечного сечения (профилю), способу производства, точности изготовления, химическому составу и назначению.

По форме поперечного сечения (профилю)

Основное деление сортового проката производится на профили:

• Простые геометрические профили: имеют простую форму поперечного сечения.
• Круг (круглый прокат): диаметр от 5 до 250 мм и более. Используется для изготовления валов, осей, болтов, арматуры (гладкой), а также как заготовка для дальнейшей обработки.
• Квадрат (квадратный прокат): сторона квадрата от 5 до 200 мм. Применяется для изготовления деталей машин, инструмента, штампов, а также в качестве заготовки.
• Шестигранник (шестигранный прокат): размер «под ключ» от 6 до 100 мм. Используется для изготовления крепёжных деталей (гаек, болтов), а также в машиностроении.
• Полоса (полосовой прокат): прямоугольное сечение с шириной от 10 до 200 мм и толщиной от 4 до 60 мм. Применяется для изготовления пружин, рессор, рам, а также в качестве заготовки для сварных конструкций.
• Прямоугольник (прямоугольный прокат): близок к полосе, но обычно имеет более строгие соотношения сторон.
• Фасонные профили: имеют сложную форму поперечного сечения (уголок, швеллер, двутавр, рельс, специальные профили).
• Уголок (угловой прокат): равнополочный (с одинаковой шириной полок) и неравнополочный. Размеры: от 20×20×3 мм до 250×250×30 мм. Широко применяется в строительных металлоконструкциях (каркасы зданий, фермы, мосты), машиностроении.
• Швеллер (швеллерный прокат): П-образный профиль с параллельными или наклонными внутренними гранями полок. Высота от 50 до 400 мм. Используется в строительстве (балки, колонны, перекрытия), вагоностроении, мостостроении.
• Двутавр (двутавровая балка): Н-образный профиль с двумя параллельными полками. Высота от 100 до 1000 мм и более. Является основным элементом несущих металлоконструкций — балок, колонн, прогонов.
• Рельсы: специальный профиль для железнодорожных путей, крановых путей, трамвайных линий.
• Специальные профили: профили для оконных рам, для шпунтовых свай, для автомобильных колёс и т.д.

По способу производства

• Горячекатаный сортовой прокат: изготавливается путём нагрева заготовки до температуры выше температуры рекристаллизации (обычно 1100–1250 °C) и последующей прокатки на станах. Обеспечивает высокую производительность и относительно низкую стоимость. Применяется для большинства строительных и машиностроительных конструкций, не требующих высокой точности.
• Холоднокатаный сортовой прокат: изготавливается из горячекатаной заготовки путём холодной прокатки (без нагрева) для получения более точных размеров, лучшей поверхности и повышенных механических свойств. Применяется в ответственных деталях машин, приборостроении, автомобилестроении.

По точности изготовления

Сортовой прокат выпускается различной точности (нормальной, повышенной, высокой), что регламентируется государственными стандартами (ГОСТ). Точность влияет на допуски по размерам, овальность (для круга), кривизну и другие параметры.

По химическому составу

• Углеродистая сталь обыкновенного качества (Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст5 и др.): наиболее распространённый материал для строительных конструкций, не несущих высоких нагрузок.
• Качественная углеродистая сталь (08, 10, 20, 35, 45, 60 и др.): применяется для изготовления деталей машин, инструмента, крепежа.
• Легированная сталь (15Х, 40Х, 30ХГСА, 12Х18Н10Т и др.): используется для ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, коррозии, высоких или низких температур.
• Нержавеющая сталь: применяется в пищевой, химической, нефтегазовой промышленности, медицине.
• Цветные металлы и сплавы: алюминий, медь, латунь, бронза, титан и их сплавы.

Технология производства

Производство сортового проката включает несколько этапов:

1. Подготовка шихты: выплавка стали в конвертерах, мартеновских печах или электропечах.
2. Разливка стали: получение слитков или непрерывнолитых заготовок (НЛЗ) — блюмов (квадратное сечение 100×100 мм и более) или заготовок меньшего сечения.
3. Нагрев заготовки: в методических или камерных печах до температуры прокатки.
4. Прокатка: на сортовых станах, которые могут быть одно- или многоклетьевыми, линейными или непрерывными. Процесс включает последовательное обжатие заготовки в валках с калибрами (ручьями), формирующими требуемый профиль.
5. Охлаждение: прокатанный профиль охлаждается на холодильниках (рольгангах, стеллажах).
6. Правка: для устранения искривлений на правильных прессах или роликоправильных машинах.
7. Контроль качества: проверка размеров, формы, поверхности, механических свойств.
8. Маркировка, упаковка, отгрузка.

Применение

Сортовой прокат является основой для многих отраслей промышленности и строительства.

• Строительство: металлоконструкции зданий и сооружений (каркасы, фермы, колонны, балки, перекрытия), арматура для железобетона, ограждения, лестницы, перила.
• Машиностроение: детали машин и механизмов (валы, оси, шестерни, корпуса, рамы), инструмент, штампы, пресс-формы.
• Металлообработка: заготовки для последующей обработки резанием, штамповкой, ковкой, сваркой.
• Транспорт: рельсы, шпалы, элементы вагонов, автомобилей, судов, самолётов.
• Нефтегазовая промышленность: трубы, арматура, элементы буровых установок.
• Энергетика: элементы опор линий электропередачи, детали турбин, котлов.
• Сельское хозяйство: детали сельхозмашин, ограждения, конструкции теплиц.

Стандарты и нормативная документация

В Российской Федерации сортовой прокат регламентируется государственными стандартами (ГОСТ) и техническими условиями (ТУ). Основные стандарты:

• ГОСТ 535-2005 «Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия».
• ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия».
• ГОСТ 4543-2016 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия».
• ГОСТ 8509-93 «Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент».
• ГОСТ 8240-97 «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент».
• ГОСТ 26020-83 «Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент».
• ГОСТ 2590-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент».
• ГОСТ 2591-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент».

Экономическое значение

Сортовой прокат является одним из ключевых продуктов чёрной металлургии. Объёмы его производства и потребления служат важным индикатором состояния экономики. Крупнейшими производителями сортового проката в России являются ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК), ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК), ПАО «Северсталь», ПАО «Евраз» и другие. Цены на сортовой прокат подвержены циклическим колебаниям, зависящим от спроса в строительном секторе и машиностроении, а также от конъюнктуры мировых рынков металлов.

Источники

1. ГОСТ 535-2005 «Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия».
2. ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия».
3. ГОСТ 2590-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент».
4. ГОСТ 8240-97 «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент».
5. ГОСТ 8509-93 «Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент».
6. ГОСТ 26020-83 «Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент».
7. «Металлургия. Энциклопедический словарь» / под ред. Н. П. Лякишева. — М.: «Интермет Инжиниринг», 2000.
8. Технология металлов и конструкционные материалы: учебник для вузов / под ред. В. А. Крылова. — М.: Машиностроение, 2004.