Изделие металлопроката, имеющее форму профиля в виде буквы Г или L, называется уголком. Стороны изделия строго перпендикулярны. Если грани уголка имеют разную ширину, он называется неравнополочным. Такие изделия находят своё применение в строительстве и в промышленных отраслях.
Популярны стальные уголки благодаря своей универсальности и прочности. Их изготавливают из углеродистой или низколегированной стали
Изготовление уголков
Для получения изделий из металлопроката применяют два способа: горячий и холодный прокат. Прокатный стан состоит из комплекса агрегатов, которые осуществляют пластическую деформацию металла в валках. На прокатных станах получают широкий ассортимент изделий металлопроката.
Стальную заготовку при этом разогревают до температуры размягчения металла, иногда до 900—1200 градусов, в зависимости от состава стали. Прогрев должен быть равномерным, поэтому на этот процесс затрачивается определённое время. Такой метод проката позволяет убрать трещины и раковины с поверхности металла.
Затем прогретые заготовки подают на прокатный стан, где они пропускаются между валками для формирования габаритов и размеров изделия. Горячий прокат применяют для получения изделий толщиной от четырёх миллиметров до пятнадцати сантиметров. Под воздействием высоких температур поверхность металла окисляется с образованием окалины. Второй минус — получение изделия с неравномерной толщиной.
При холодном прокате используются только пластичные материалы. В этом случае приходится затрачивать много усилий на многократный прокат изделия под большим давлением для уменьшения толщины листа. Холодный прокат используется для получения изделий толщиной менее четырёх миллиметров.
В этом случае заготовки нагреваются до температуры 160—180 градусов, количество валков увеличивается. В этом случае получается дорогостоящее качественное изделие без окалины на поверхности.
Гораздо дешевле работать с предварительно нагретым металлом. Если на первый план выходит прочность крупных изделий и не так важна равномерная толщина, то применяют уголки, изготовленные методом горячего проката. Прочность зависит от состава металла. Для дизайна и отделки помещений применяют изделия, изготовленные изгибом холодных листов металла.
Применение МЛНЗ в производстве
Шагом вперёд стало применение машин непрерывного литья заготовок при производстве изделий металлопроката. В этом случае можно использовать прокатные станы меньшей мощности.
Сталь разливается в заготовку определённой формы — кристаллизатор, форма имеет водяное охлаждение.- Перед разливом стали в форму помещается затравка — устройство, имеющее замковый захват. Оно создаёт дно для первой порции стали.
- После охлаждения поверхности, затравка вытягивается с формирующимся слитком.
- Процесс разлива стали продолжается и слиток непрерывно наращивается. Такое производство позволяет получать изделия неограниченной длины.
- В охлаждаемой форме образуется слиток, имеющий твёрдую поверхность, но сохраняющий жидкую основу по своей центральной оси. В зоне вторичного охлаждения заготовка затвердевает окончательно.
Получение грубой заготовки определённой конфигурации требует меньшего времени и средств на получение готового изделия, тем самым повышая эффективность прокатного производства.
Получение стального уголка из углеродистой стали 20 методом непрерывного литья заготовок (НЛЗ) — наиболее эффективный технологический процесс. В этом случае, объединяются процессы НЛЗ и их последующего проката в одном комплексе, поэтому нет необходимости разогрева заготовок в печах для последующей прокатки.
Новая технология позволила упростить технологический процесс прокатного производства, устранив дорогостоящие обжимные и заготовочные станы. По сути, исключая дополнительные затраты на разогрев, складирование и транспортировку заготовок металлопроката.
Новый подход позволил снизить потери металла на обрезку заготовок, которые в случае заливки стали в изложницы составляют от 15 до 25 процентов.
В Советском Союзе первая установка непрерывного литья заготовок была запущена в 1945 г. На ней отливались заготовки квадратного и круглого сечения. Сторона или диаметр заготовок составляла 200 мм. В последующие годы при получении опыта непрерывной разливки стали, появилась возможность заливки заготовок мелкого сечения. А в семидесятых годах установки ЛНЗ получили широкое промышленное внедрение.
Виды стальных уголков и их описание
Равнополочные уголки имеют полки одинаковой ширины. Такое изделие имеет размеры, например, 50×50×4. Где последняя цифра обозначает толщину материала, а первые две являются характеристикой ширины полки. Ширина полок изменяется в пределах 20—200 миллиметров, а длина от 4—12 метров. Маркируются уголки цифрами и буквами, А и В.
А — предназначена для изделий высокой прокатной точности, В — средняя, обычная, прокатная точность.
Неравнополочные уголки имеют полки разной ширины, например, 160×100×9. Понятно, что ширина одной полки 160 мм, другой 100 мм, толщина металла — 9 мм.
Неравнополочный уголок ГОСТ:
- ГОСТ 8510–86 для уголков горячекатанных неравнополочных.
- ГОСТ 19772–93. для уголков гнутых неравнополочных.
Сортамент уголков неравнополочных велик, поэтому гостируются не только размеры, но и справочные величины для осей, площадь поперечного сечения, угол наклона оси, масса в килограммах на метр. Дополнительные параметры изделий: радиус внутреннего закругления, радиус закругления полок, момент инерции, радиус инерции, расстояние от центра тяжести до наружных граней.
Такие уголки тоже классифицируются по точности проката буквами, А и В. Вес уголков, независимо от вида проката, может быть 0,89—36,97 кг/ м. Высота полки 25—200 миллиметров, ширина от 16 до 125 миллиметров. Вес изделия от 0,91 до 39,07 кг/м.
Существует таблица предельных отклонений по размерам полки. Например, для уголков 2,5/1,6—5/3,2 она составляет миллиметр в обе стороны, для уголков 18/11—20/12,5 до трёх миллиметров.
Притупление внешнего угла полки не нормируется. Но иногда, потребителю важен угол притупления. В этом случае, при толщине металла 10 мм, он не должен превышать 0,3 толщины полки, с толщиной 16 мм — не выше 5 мм.
Эти изделия металлопроката бывают мерной, кратной и немерной длины.
Требования к прочности стального изделия на растяжение, кручение и изгиб определяют состав материала, необходимого для их изготовления. Если требования невысоки, используются простые углеродистые стали, при повышенных требованиях к несущей способности, используются конструкционные стали.
Применение неравнополочного уголка
Неравнополочные уголки горячего проката из обычной стали применяются в помещениях, где не так важна прочность и эстетика изделия, или временных постройках, например, в сараях, подсобных зданиях.
Элементы металлопроката из низколегированной стали по цене дороже. Они прочнее и выдерживают перепады температур и высокую влажность. Они надёжны и используются в строительстве, мебельном производстве, станкостроении, автомобилестроении, машиностроении, при изготовлении дверных и оконных откосов.
Уголки незаменимы при монтаже наземной прокладки трубопроводов, для выполнения крепёжной системы швеллеров и балок в гражданском строительстве. Гнутые уголки не подходят для использования в несущих конструкциях.
Неравнополочные уголки нашли своё широкое применение в армировании изделий из бетона, в промышленности и строительстве.
В медицине и изготовлении кровли применяют особый вид уголков — оцинкованных. Они не подвергаются коррозии, поэтому применяются там, где могут соприкасаться с водной поверхностью.
Такие элементы металлопроката применяются в строительстве эстакад, мостов, навесов, оград, лавочек, козырьков, в производстве мебельных каркасов.
В строительной отрасли чаще всего используются уголки с размерами 125×80×8 и 160×100×10. Дополнительный параметр оценки длины изделия — сколько метров приходится на тонну веса. Например, для изделия первого размера величина составляет 79,49 метра, для другого — 50,38 метра. При разной толщине металла длина уголка в тонне изменяется. Элемент 160×100×14 имеет длину 36,68 метра в тонне веса.
