Сортовий прокат та довгомірні профілі є найбільш затребуваними металовиробами у будівництві, загальному та спеціальному машинобудуванні та інших галузях. Істотну частку обсягу використання цієї продукції складає металевий кутик. Його застосування дуже різноманітне, від виготовлення меблів, формування віконних отворів і огороджуючих конструкцій до виробництва несучих елементів будівель і споруд, у тому числі у складі залізобетонних виробів. Кутики бувають рівнополичними та нерівнополичними, перфорованими та суцільними, виготовляються з вуглецевої, легованої та неіржавіючої сталі або кольорових металів (наприклад, з алюмінію та його сплавів), можуть мати захисне покриття тощо. Вибір конкретного варіанта залежить від його кінцевого застосування.
Читайте також
«Кутик» та «кутник». Чи є різниця?
Про особливості цієї продукції ми неодноразово писали на сторінках нашого сайту. У сьогоднішній статті хочемо розглянути, як виробляються гнуті та гарячекатані сталеві кутики, в чому полягають відмінності, переваги та недоліки цих профілів. Обидва види металопродукції випускаються підприємствами Групи Метінвест: кутик сталевий гарячекатаний – на українському комбінаті «Камет-Сталь» та на болгарському заводі «Promet Steel», а кутик сталевий гнутий – на комбінаті «Запоріжсталь» (м. Запоріжжя, Україна). Тому розглянемо ці металовироби детальніше та спробуємо визначити, чи є вони взаємозамінними. Адже вони мають близькі форму та розміри й виготовляються відповідно до національних та міжнародних стандартів якості.
«Прокатувати чи профілювати?» - ось у чому питання
Звичайно, розпочинати наш аналіз варто з процесів виробництва сталевого кутика, оскільки вони є основою для формування якісних характеристик кінцевого виробу. Незважаючи на те, що профілі можуть бути виготовлені з однієї і тієї ж марки сталі (наприклад, S235JR, S355J2, Ст3пс, S420M, 09Г2С тощо), саме способи їх отримання обумовлюють подальше застосування.
.jpg)
Гаряча прокатка металевого кутика
Кутики гарячекатані випускаються з параметрами, зазначеними у відповідних нормативних документах, галузевих стандартах та технічних специфікаціях підприємств-виробників. В Україні ключовими нормами для такої продукції, виготовленої зі сталі, є:
- ДСТУ EN 10025 «Вироби гарячекатані з конструкційної сталі» (в частині геометричних характеристик кутики сталеві гарячекатані рівнополичні та нерівнополичні повинні відповідати ДСТУ EN 10056);
- ДСТУ 4484/ ГОСТ 535 «Прокат сортовий та фасонний зі сталі вуглецевої звичайної якості» (згідно цього стандарту толеранси та розміри рівнополичних кутиків повинні відповідати ДСТУ 2251, а нерівнополичних – ДСТУ 8769);
- ДСТУ 8541 «Прокат сталевий підвищеної міцності» (сортамент та толеранси гарячекатаних кутиків – також за ДСТУ 2251 та ДСТУ 8769).
Напівфабрикатом для виготовлення таких виробів є безперервнолита або гарячекатана квадратна заготовка, а також блюм (прямокутна заготовка для великогабаритних сортових профілів). Залежно від розмірів кінцевого виробу для прокатки можуть використовуватися дрібно-, середньо- або великосортові стани. Попередньо нагріта в печі заготовка надходить у кліті прокатного стану, де шляхом обтискання у калібрах валків поступово набуває форми кутика. Після отримання необхідного перерізу виріб охолоджується на спокійному повітрі або із застосуванням різних режимів термічної обробки в потоці стану (термомеханічна прокатка, нормалізуюча прокатка, контрольована прокатка, гартування з самовідпуском тощо) або поза ним (нормалізація, відпал, відпуск та ін.).
В результаті прокатки виходить профіль з перпендикулярними гранями та деяким потовщенням із внутрішньої сторони кута. Це потовщення з одного боку забезпечує підвищену жорсткість виробу, але з іншого - збільшує його металомісткість у порівнянні з гнутим варіантом. Окремо слід зазначити, що через застосування гарячого способу виробництва (початкове нагрівання до температур вище 1200 градусів за Цельсієм, зміна температури в процесі прокатки та охолодження після її завершення) контролювати та забезпечувати мінімальні допуски на такому профілі дуже складно. А якщо на додачу замовлення обумовлює граничні відхилення у їхньому мінусовому полі відносно діапазонів, обумовлених у стандарті (наприклад, для того, щоб отримати на виході більше погонних метрів профілю при тому ж тоннажі), це веде до підвищених витрат та передчасного зношування прокатного інструменту.
Виготовлення кутика сталевого на профілезгинальних агрегатах
Подібно гарячекатаному, гнутий кутик виробляють у відповідності з міжнародними та державними стандартів, ключовими серед яких є:
- ДСТУ 8808 «Профілі сталеві гнуті. Технічні умови» (в частині допусків та розмірів кутики сталеві гнуті рівнополичні повинні відповідати ДСТУ 2254, а нерівнополичні - ДСТУ 2255);
- ДСТУ 8541 «Прокат сталевий підвищеної міцності» (гнутий кутик сортамент та граничні відхили повинен мати також за ДСТУ 2254 та ДСТУ 2255);
- EN 10162 «Холоднокатані сталеві профілі. Технічні умови. Розміри та допуски».
Треба відзначити, що ДСТУ 8541 (який у 2018 році замінив в Україні ГОСТ 19281) використовується як для гарячекатаних виробів, так й для гнутих.
Зазначені нормативні документи обумовлюють вимоги до гнутих виробів, отриманих з листової або рулонної вуглецевої та легованої сталі (гарячекатаної, гарячекатаної травленої або холоднокатаної) шляхом холодного профілювання на профілезгинальних агрегатах (ПЗА). Відповідно, напівфабрикатом для виготовлення гнутого кутика є не квадратна або прямокутна заготовка (як у випадку з гарячекатаним виробом), а листовий прокат. Також, на відміну від гарячої прокатки, при виробництві кінцевого виробу шляхом холодного профілювання відсутній високотемпературний вплив, що дозволяє краще контролювати розміри продукції.
Хімічний склад та рівень механічних властивостей гнутого виробу забезпечуються вихідним прокатом. При цьому на виході з ПЗА можна одразу отримувати профілі із захисним металевим (цинковим, алюмоцинковим тощо) або лакофарбовим покриттям – достатньо підібрати відповідний напівфабрикат перед його формозміненням.
Під час профілювання товщина напівфабрикату залишається незмінною, змінюється лише форма. Це дозволяє отримати більш ефективний у частині металомісткості профіль - без локальних напливів, з більш точними допусками порівняно з гарячекатаними кутиками. При цьому слід зазначити, що зовнішній бік гнутого профілю не має вираженого ребра – зона вигину має закруглення (див. малюнок). Чим більша товщина вихідного листа або смуги, які використовуються при згинанні, тим більший радіус такого закруглення, що зменшує корисну площу полиці готового виробу.
Кутик холодногнутий буде дещо гірше поводитися при екстремальних скручуючих або згинаючих навантаженнях. Проте в інших застосуваннях, де такий вплив відсутній, гнуті профілі значно ефективніші за гарячекатані через меншу металоємність, більшу точність виготовлення та «демократичнішу» ціну.
Форма профілю рівнополичних кутиків, отриманих прокатуванням та згинанням:
Кутик гнутий (ДСТУ 2254/ ГОСТ 19771) Кутик гарячекатаний (ДСТУ 2251/ ГОСТ 8509)
Використання гарячекатаних та гнутих профілів
Як було зазначено вище, гнуті та катані варіанти кутиків, виконані з однієї й тієї ж марки сталі, мають однакові механічні властивості (межа плинності, тимчасовий опір, відносне видовження тощо). У першому випадку вони досягаються шляхом використання листового напівфабрикату з вже заданими характеристиками, у другому – шляхом застосування специфічних параметрів гарячої прокатки в процесі отримання профілю.
Таким чином, у рішенні про конкретне використання кутиків ідентичних розмірів та марки сталі, але вироблених за різними технологіями, «каменем спотикання» є не рівень механічних властивостей та хімічний склад їхнього матеріалу. Ключовими показниками є форма та переріз профілю, а також ті навантаження, які він сприйматиме під час експлуатації (постійні, змінні довготривалі, змінні короткочасні, епізодичні тощо). Для таких розрахунків інженери-проектувальники використовують спеціальні програмні комплекси, що дозволяють врахувати всі нюанси роботи конструктивного елементу та підібрати розміри виробу, які будуть гарантувати надійність та довговічність використання металоконструкції в цілому. Крім того, порядок та правила такого проектування регулюються державними будівельними нормами та іншими стандартами.
У будівельній галузі гарячекатаний кутик буде кращим вибором в тих застосуваннях, де є значні згинальні моменти. Він, ймовірно, є безальтернативним при створенні несучих металоконструкцій у багатоповерховому будівництві та мостобудуванні. У свою чергу, холодногнуті кутики як основні несучі конструкції використовуються в каркасах малоповерхових промислових і цивільних будівель, сільськогосподарських та інших споруд. Кутик, отриманий шляхом профілювання, також затребуваний у виготовленні фасадних систем, внутрішніх перегородок, прогонів, огорож та інших основних та допоміжних конструкцій.
Крім сфери будівництва, гарячекатані та гнуті рівнополичні та нерівнополичні кутики використовуються у:
- Машинобудуванні - при виготовленні вантажних та пасажирських вагонів, корпусів верстатів та іншого промислового обладнання, кузовів легкових та вантажних автомобілів та ін.;
- Меблевій промисловості;
- Декорі та ландшафтному дизайні;
- Побуті та сільському господарстві.
У всіх перерахованих застосуваннях, якщо проект допускає вибір між катаним і гнутим профілем, холодногнутий кутик може бути пріоритетнішим завдяки співвідношенню ваги та характеристик міцності. Використання легшого кутика металевого гнутого дозволяє знизити металоємність окремих елементів і конструкції в цілому до 20-30% порівняно з більш важким гарячекатаним варіантом. А якщо врахувати набагато більшу варіативність розмірів виробів, отриманих на профілезгинальних верстатах та агрегатах, проектувальники та кінцеві користувачі мають більшу свободу при створенні споруд та конструктивних елементів оптимальної форми та перерізів, з мінімальними відходами та витратами.
Метінвест-СМЦ пропонує своїм клієнтам широкий сортамент гарячекатаних та холодногнутих сталевих кутиків. На нашому сайті ви можете ознайомитись з асортиментом даної продукції та оформити замовлення. Наші фахівці готові відповісти на будь-які питання та допомогти з вибором потрібного варіанту. Для цього досить просто написати нам або зателефонувати за номером 0800-30-30-70.
