Чем отличается горячекатаная сталь от холоднокатаной?

Сплавы железа, углерода (0,025-2,14%) и других химических компонентов в определенных пропорциях называются сталями. От количественного, качественного состава формируется сложная внутренняя структура материала, что делит его на классы. Без продукции металлургической промышленности – балок, уголков, прутков, полосы, швеллера, арматуры и других изделий не обойдется, пожалуй, ни одна сфера деятельности человека. Одним из наиболее востребованных в этом ряду металлопродукции является листовой прокат. Вопрос, что лучше: использовать горячекатаный (г/к) металл или холоднокатаный (х/к) для промышленного применения, остается до сих пор открытым. Выбор технологии зависит от свойств продукта, условий обработки и специфики применения в той или иной сфере.

В чем принципиальное различие двух технологий?

Технологии выплавки стали практически идентичны. И только на финальном этапе прокатки в листы и обработки происходят существенные изменения: г/к лист производят при дополнительном нагреве, х/к лист – без него.

Используя разные способы, можно усовершенствовать форму, структуру и отдельные свойства металлопроката. Один из них – высокотемпературная обработка давлением слитков и заготовок на станах горячей прокатки. И даже если марка стали одна и у металлов схожие технические характеристики, прохождение полуфабрикатов по технологической линии при воздействии разных температур и давлений кардинально сказывается на свойствах сплавов.

Холодная прокатка – это последующий передел заготовки из горячекатаного полупродукта, прошедшего предварительную подготовку. На окончательные свойства холоднокатаной стали влияют химические и физико-механические свойства входящего стального подката, а также параметры прокатки и последующей термообработки.

Зная, в чем разница между горячекатаным и холоднокатаным прокатом, можно легко понять какие показатели может приобрести металл после прохождения через вращающиеся валки станов и другие этапы технологической цепочки при каждом методе. Данная информация поможет поступить эффективно и заменить один прокат на другой без ущерба качеству, а также существенно сэкономить, в частности на оптовых закупках.

Особенности прокатки г/к листа

Горячекатаные изделия прокатывают путем деформирования предварительно разогретых слябов (в случае производства плоского проката), блюмов или заготовок (при изготовлении длинномерного проката) из легированной или «черной» стали – так им легче придать нужную форму. В случае прокатки рулонов, при высоких температурах происходит сплющивание и вытягивание полуфабриката в длинную полосу. Валками полуфабрикат раскатывается в плоское изделие до h (толщины), многократно меньшей его L (длины) и B (ширины). Основные требования к геометрии изделий после горячей прокатки прописаны в национальных и международных стандартах (например, ДСТУ 8540, ДСТУ EN 10051). Назовем базовые моменты горячего пластического деформирования заготовок прямоугольного сечения.

• Температура процесса – более 900 градусов (зависит от марки стали, параметров оборудования и технологии прокатки).
• Высокотемпературный нагрев провоцирует образование окалины на поверхности изделия. Наличие неоднородного чешуйчатого слоя окислов – визуальный и самый простой способ, как отличить горячекатаную сталь от холоднокатаной.
• Изменение структуры, размеров и свойств горячекатаного продукта в процессе остывания. Углы у него сглажены и закруглены.
• Рулонный прокат охлаждается в смотанном виде, для других видов поставки – разделяется и пакуется.
• Вследствие наличия высокотемпературной составляющей процесса, наблюдается более выраженная неравномерность толщины изделия на единице площади (в сравнении с холоднокатаным продуктом).

Нюансы изготовления холоднокатаной стали

Горячекатаная и х/к сталь отличаются условиями нагрева. Холоднокатаным называется стальной прокат, претерпевающий деформацию сжатия при прохождении сквозь прокатные валки без предварительного подогрева. Х/к лист получают из соответствующего горячекатаного подката, предварительно прошедшего очистку поверхности. Геометрия проката по окончании производственного процесса также должна соответствовать требованиям нормативно-технических документов, таких как ДСТУ 8971, ГОСТ 19904, ДСТУ EN 10131. Процесс изготовления х/к рулонов имеет следующие особенности:

• вначале горячекатаный полуфабрикат очищается от окисного слоя и загрязнений травлением в кислотах или/и подаваемой сжатым воздухом металлической дробью.
• подготовленный продукт подается на стан холодной прокатки (СХП), где подвергается пластической деформации до получения требуемой геометрии (обычно холоднокатаный прокат изготавливают не толще 5 мм);
• после прокатки выполняется термическая обработка для придания изделию требуемого комплекса свойств и устранения структурной неоднородности. Чаще всего в качестве термообработки холоднокатаных рулонов используют отжиг (температура свыше 900°С) – сплав рекристаллизируется, повышаются его пластические свойства;
• дрессировка – опциональный этап после термической обработки, который подразумевает еще одну холодную прокатку с минимальными обжатиями для улучшения качества поверхности рулонов.

Стандарты и маркировка для горячекатаного проката

Свойства горячекатаной и холоднокатаной стали, предельные допуски по ширине, длине, плоскостности листов, складские размеры продукции строго регламентированы. Чтобы получить продукт с отличающимися свойствами, изделия производят из разных марок стали и с применением различных технологических процессов.

В маркировке сплавов содержится информация о химическом составе и физико-механических свойствах. А в части геометрии листовой прокат оценивают по ряду критериев. Например, для г/к листового проката стандартом ДСТУ 8540 (ГОСТ 19903) предусмотрена классификация по следующим параметрам:

Исходя из толщины готового изделия, рулонный горячекатаный прокат делится на 2 основных разряда:

• тонколистовой. Его толщина лежит в интервале 1,2…3,9 мм;
• толстолистовой. Его толщина составляет от 4,0 до 25,0 мм.

Горячекатаный прокат в рулонах и листах востребован практически во всех отраслях промышленности. Поэтому его производят из конструкционных сталей:

• углеродистых обыкновенного качества и качественных (Ст1, Ст2, Ст3, Ст5, 08, 10, 20, 25, 35, 40, 45, S235JR, S275J2, S355JR и другие);
• низколегированных повышенной прочности (09Г2, 09Г2С, 10ХНДП, 10ХСНД, 15ХСНД, 17Г1С, S420M, S460MC и другие);
• с повышенной стойкостью к атмосферной коррозии и другими особыми свойствами (P265GH, S355J0W и другие).

Стандарты и маркировка для холоднокатаной стали

Холоднокатаная и горячекатаная сталь – продукты различных прокатных переделов, поэтому и требования к ним предъявляются разные, что и отражено в нормативной документации. Базовыми стандартами Украины на сортамент холоднокатаного листа являются ДСТУ 8971 (в СНГ – ГОСТ 19904) и ДСТУ EN 10131 (гармонизированная версия европейского EN 10131). Технические условия поставки такой продукции также оговорены в соответствующих документах: ДСТУ 2834 (ГОСТ 16523), ГОСТ 9045, ГОСТ 17066, ДСТУ EN 10130, EN 10209, EN 10268 и др.

Холоднокатаный прокат в рулонах и листах изготавливают из широкого перечня марок. Чаще всего это стали:

• углеродистые (Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, 08, 08Ю, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, DC01, DC03, DC04, DC05 и другие);
• низколегированные, характеризующиеся повышенной прочностью (09Г2, 09Г2С, 10ХНДП, 14Г2, HC340LA и другие);
• низколегированные с повышенной формуемостью (DC06, DC07, DC04EK, SS Grade 40) и другими особыми свойствами.

Вид производимой продукции и ее хранение

Г/к рулонный прокат толщиной 1,2-25 мм изготавливается на непрерывных и реверсивных станах. В процессе прокатки могут применяться различные виды термической и термомеханической обработки. После прокатки полоса сматывается на моталке в рулоны массой 5-35 тонн. Возможна поперечная резка рулонов на листы мерной длины с их дальнейшей отгрузкой в пачках массой 2-15 тонн.

В качестве дополнительного сервиса может быть предложена очистка поверхности горячекатаных рулонов от окалины путем травления. Но транспортировка и хранение такой продукции требует дополнительной антикоррозионной защиты, поскольку незащищенная окислами сталь легко вступает в реакцию с окружающей средой и начинает интенсивно ржаветь.

Холоднокатаная сталь изготавливается на реверсивных и непрерывных станах холодной прокатки с последующей термической обработкой в колпаковых печах или в агрегатах непрерывного отжига. Для некоторых применений допускается поставка неотожженных (нагартованных) рулонов – такой продукт будет обладать повышенной прочностью и неравномерной структурой по сечению. Товарный холоднокатаный прокат, предназначенный для поставок на дальние расстояния, всегда защищается от коррозии и поэтому его подвергают промасливанию, а затем упаковывают в специальную ингибированную бумагу и защитные кожухи. Х/к лист, полученный путем порезки из рулонов или прокаткой на специальных станах, отгружают в пачках, также с применением различных средств для защиты от ржавления. Хранить такой продукт рекомендуется в крытых проветриваемых помещениях.

Как отличить горячекатаную и холоднокатаную стальную продукцию: основные моменты

В качестве исходной заготовки для получения горячекатаного продукта применяются слябы. Производство холоднокатаной стали происходит из горячекатаного листа. Есть еще несколько отличительных моментов.

Области применения холоднокатаной и горячекатаной стали

Благодаря использованию холоднокатаной и горячекатаной стали в различных отраслях промышленности и бытовой сфере успешно решаются многочисленные технические задачи различной сложности. Разница в характеристиках, учет недостатков и преимуществ влияют на выбор сфер использования того или другого вида продукта.

Базовые области применения горячекатаного проката

Г/к металл – материал, массово применяющийся в строительной отрасли, ведь его используют для производства:

• многофункциональных строительных несущих и самонесущих конструкций;
• замкнутых профилей с квадратной и прямоугольной формой;
• водогазопроводных и канализационных труб.

Г/к рулоны являются полуфабрикатом при производстве холоднокатаной металлопродукции. Кроме того, из них изготавливают спиралешовные трубы для магистральных трубопроводов, теплосетей и коммуникаций, а также различные конструктивные элементы и детали подземной и наземной техники, вагонов и цистерн.

Решив купить лист горячекатаный, нужно знать, что цена за единицу такой продукции зависит от типоразмера и качества изготовления. Но она всегда будет несколько меньше стоимости х/к проката с такими же параметрами.

Где наиболее часто применяется холоднокатаная сталь?

Если рассматривается горячекатаная или холоднокатаная продукция для выполнения отделочных работ, то здесь бонусы в пользу более эстетичного, гладкоповерхностного х/к проката – профнастил, лицевой профиль, оцинкованные гладкие поверхности, изделия с лакокрасочным декоративным покрытием. Точность геометрических и физико-механических параметров востребована в автомобилестроении и авиации, конструировании станков и в электротехнической сфере.

Холоднокатаные стальные листы и рулоны незаменимы для изготовления коробов, корпусов, кожухов, а также изделий, требующих сложного изгиба, формовки и штамповки материала и высокого геометрического совершенства поверхности. Такой металлопрокат также нужен для внутреннего обустройства машин, для консервной индустрии, а также широко востребован при производстве кухонной утвари и белой бытовой техники.

«Плюсы» и «минусы» горячекатаной стали

Потребитель всегда в поиске оптимального варианта соответствия «цена/качество/функциональность». Знать отличия горячекатаной и холоднокатаной стали необходимо, чтобы иметь представление о положительных и возможных отрицательных моментах, с которыми можно столкнуться в процессе производства и эксплуатации.

Горячекатаная сталь имеет более короткий цикл производства и, как следствие, меньшую себестоимость в сравнении с холоднокатаной сталью той же марки. При этом может обеспечить оптимальное сочетание механических и технологических свойств. Но такая продукция имеет более широкий диапазон размерных допусков. Поэтому там, где на первый план выходит прочность металла, а к безупречности поверхности и допускам по размерам требования не такие строгие, г/к металл идеален.

В строительстве горячекатаные и холоднокатаные листы востребованы всегда, но вот при возведении крупных конструкций в приоритете будет, все же, г/к прокат.

Достоинства и недостатки холоднокатаной стали

К явным «слабым местам» холоднокатаного проката можно отнести склонность к коррозии. Это обуславливает необходимость применения дополнительных средств защиты поверхности, что ведет к удорожанию продукции. Сортамент размеров х/к листа также неширок, что обусловлено ограничениями технологии холодной прокатки. К тому же, для производства продукта с большими по размеру сечениями, выбор между горячекатаным или холоднокатаным прокатом делают в пользу первого. Зато в тонких толщинах до 0,8 мм использование холоднокатаной стали безальтернативно.

К несомненным «плюсам» стали х/к также относится:

• отсутствие окалины;
• возможность задавать и получать листы нужной геометрии и формы с более узкими толерансами в сравнении с г/к продукцией;
• высокая формуемость, позволяющая изготавливать изделия сложной формы (например, кузова автомобилей);
• пластичность и широкие возможности при сварке, резке: прокат не «ведет», что сводит к минимуму риски повреждения оборудования;
• ровность и гладкость поверхности.

Компания «Метинвест-СМЦ» располагает обширными запасами рулонного и листового проката, а также сортовых и фасонных профилей, отвечающих самым строгим критериям качества. Мы – сторонники надежного и честного партнерства на длительную перспективу. Поэтому предлагаем купить лист холоднокатаный или продукцию после горячей прокатки на выгодных условиях оплаты, с порезкой и доставкой по всей Украине.