Қыздырылған профильдік болат әлемде болат рамалы ғимараттарда, көпірлердің фермаларында, электр беру басқыштарында және өнеркәсіптік өндіріс орындарының каркасында кеңінен қолданылатын заманауи құрылыс инженериясының негізін құрайды. Қыздырылған профильдік болаттың өндірілуін түсіну сатып алу басқарушыларына, құрылыс инженерлеріне және өңдеу қадырғыларына домна цехының мүмкіндіктерін, материал сапасын және жеткізіп беру тізбегінің сенімділігін бағалауға көмектеседі. Өндіріс процесі шаршы немесе тіктөртбұрышты болат болаттарын бұрыштық профильдер, каналдық профильдер, I-тәрізді арқалықтар және H-тәрізді арқалықтар сияқты аяқталған құрылыс пішіндеріне дейін қыздыру, прокаттау, суыту және жабдықтау операцияларының қатаң бақыланатын тізбегі арқылы түрлендіреді. Қыздырылған профильдік болат өндірісінің әрбір сатысы соңғы өнімнің өлшемдеріне, механикалық қасиеттеріне және беткі сапасына әсер етеді.

Қоспалы материал: болат болаттары

Өндіріс процесі әдетте әрқайсысы 1,5–5 метрлік тонна салмағы бар және әр қабырғасы 120–200 миллиметр болатын шаршы қималы үздіксіз құйылған болат көпіршіктерінен басталады. Көпіршіктерді негізгі оттегі пештері немесе электр доғалы пештерінен алынған сұйық болатты жартылай дайындалған пішіндерге айналдыратын үздіксіз құю машиналары арқылы өндірістік цехтар өндіреді. Көпіршіктің химиялық құрамы екіншілік металлургия кезеңінде мақсатты маркаға сәйкес реттеледі: мысалы, көлемі бойынша шамамен 0,17–0,20 пайыз көміртегінің мөлшері бар жалпы құрылымдық көміртекті болат Q235B немесе марганец, кремний және микролегирлеуші элементтерді бақыланған мөлшерде қосылған жоғары беріктікті төмен легирленген марка Q345B. Бұл кезеңде көпіршіктің беткі сапасы өте маңызды, өйткені құйылған көпіршіктің бетіндегі трещиналар, қоспалар немесе басқа беттік ақаулар қайта қысымдау процесі барысында кеңейіп, дайын бөлік болат өнімінде көрінеді. Цехтар көпіршіктерді қайта қыздыру пешіне түсірілмей тұрып көрініс бойынша тексеру жүргізеді және қатаң талаптар қойылатын жағдайларда беттік ақауларды жою үшін кесіп тазарту (скарфинг) немесе тазарту (гриндінг) арқылы беттік өңдеу жүргізеді.

Қыздыру: Қайта кристалдану температурасына жету

Билеттер 1150–1250 °C аралығындағы біркелкі температураға дейін қыздырылатын жүріп отыратын арқан немесе итергіш тәрізді қайта қыздыру пешіне жүктейді, бұл темірдің қайта кристалдану шегінен әлдеқайда жоғары. Қыздыру процесі әдетте билеттің көлденең қимасы мен пеш қуатына байланысты 2–4 сағатқа созылады. Билеттің көлденең қимасы бойынша біркелкі қыздыру кейінгі көтерілу кезінде материалдың біркелкі деформациялануын қамтамасыз ету үшін маңызды. Билеттің ортасы мен беті арасындағы температура градиенттері роликтің өткізу жолы арқылы материалдың біркелкі емес ағуына әкеліп соғады, нәтижесінде алынған профильдік темірде өлшемдік ауытқулар мен ішкі керілулер пайда болады. Қазіргі заманғы қайта қыздыру пештері дәл қыздыру профилін сақтау үшін автоматтандырылған жану басқаруы бар көп аймақты температура реттеуін қолданады. Пештен шығарылатын температура инфрақызыл пирометрлер арқылы үнемі бақыланады, ал белгіленген температура терезесінен тыс қалған билеттер сапа ауытқуларын болдырмау үшін өндіріс желісінен шеттетіледі.

Бөлімнің профилін қалыптау: Құрылымды груба түрде пішіндеу

Қайта қыздыру пешінен шығарылған кезде, жарқыраған білет жоғары қысымды су арқылы тазарту жүйесі арқылы өтеді, ол қыздыру кезінде пайда болған біріншілік прокаттың қабығын алады. Тазартылған білет содан кейін бірінші және ең күшті прокаттау сатысы болып табылатын, сонымен қатар құрылымдық прокаттау станы деп те аталатын бастапқы прокаттау станына кіреді. Бастапқы прокаттау станы ауыр деформациялау жұмысын орындайды, ол қарапайым шаршы немесе тіктөртбұрышты білет қимасын мақсатты қима пішініне ұқсас жуықтап беретін профильге айналдырады. Бұрышты профильді өндіру кезінде бастапқы прокаттау станы біртіндеп білет қимасының бір бұрышын тереңдетеді, нәтижесінде құбырдың аяғы пайда болады. Желілік (швеллер) және I-тәрізді арқалық профильдері үшін бастапқы прокаттау станы ортасынан сыртқа қарай материалды ығыстыратын ойықты рулондар арқылы қабырға мен қанат элементтерін қалыптастырады. Вертикаль және горизонталь рулондар қабырғаның қалыңдығы мен қанаттардың дамуын бақылау үшін бірге жұмыс істейді. Бастапқы прокаттау кезінде қиманың ауданы мақсатты профильдің күрделілігіне байланысты 5–9 өтуден 60–80 пайызға дейін азаяды. Қыздырылған прокатталған профильдік болаттың негізгі дәнінің жіңішкеруі мен механикалық қасиеттерінің дамуы осы бастапқы прокаттау сатысында қолданылатын ауыр деформациядан туындайды.

Аяқтау: соңғы өлшемдерге дәл өткізу

Бұзылудан кейін домалақтанған бөлік жиналып алынатын домалақтану станына келеді, ол үздіксіз немесе жартылай үздіксіз орналасқан бірнеше домалақтану станынан тұрады. Жиналып алынатын стандар әрбір келесі домалақтану өтісінде біртіндеп жеңілдетілген қысу өтістерін қолданады, сондықтан бөліктің геометриясы соңғы өлшемдері мен беттік сапасына дейін жетілдіріледі. Әрбір келесі жиналып алынатын өтіс фланец қалыңдығын, қабырға биіктігін, иық бұрышын және радиустың өлшемдерін өнім стандартымен белгіленген талаптарға жақындатады. H-тәрізді бөліктер сияқты күрделі бөліктер үшін жиналып алынатын станда универсалды домалақтану станын қамтуы мүмкін, ол көлденең және тік домалақтардың комбинациясы арқылы қабырға мен фланец беттеріне бір уақытта қысым тудырады. Универсалды домалақтану стандары қабырға қалыңдығы мен фланец енін тәуелсіз реттеуге мүмкіндік береді, бұл параллель фланец беттері бар кең фланецті H-тәрізді бөліктер сериясын шығару үшін қажетті қабілет. Соңғы домалақтану кезіндегі температура ыстық өңдеу аймағында ұстап тұру үшін мұқият бақыланады, ал температураның артық төмендеуі домалақтану жүктемесін арттырып, домалақтану станының тоқтауына әкелуі мүмкін. Соңғы жиналып алынатын станнан шығатын температура құрылыс бөліктерінің болаты үшін әдетте 850–950 °С аралығында болады.

Суыту, тегістеу және кесу

Дайын ыстық дөңгелектелген профильдік болат соңғы дөңгелектеу станынан жоғары температурада шығады және бақыланатын жағдайларда орташа температураға дейін суыту үшін суыту төсеніші бойымен қозғалады. Суыту төсенішінің конструкциясы профиль түріне қарай өзгереді; мысалы, бұрыштар мен каналдар сияқты ұзын өнімдер үшін жүріп отыратын арқалық немесе тармақты суыту төсеніштері жылулық сығылуының біркелкі емес болуынан пайда болатын деформацияны болдырмау үшін біркелкі суыту қамтамасыз етеді. H-тәрізді арқалықтар мен басқа ауыр профильдер үшін мақсатты механикалық қасиеттерге жету үшін күшейтілген суыту технологиясы арқылы мәжбүрлеп ауамен суыту немесе бақыланатын суыту режимдері қолданылады. Суытудан кейін профильдік болат роликті түзету машинасы арқылы өтеді, ол дөңгелектеу мен суыту кезеңінде пайда болған қисықтық, иілу немесе бұралу сияқты ақауларды түзету үшін ауыспалы иілу күштерін қолданады. Түзету — ыстық дөңгелектелген профильдік болат үшін сапа көрсеткіштерін бақылаудың маңызды сатысы, себебі көпшілік жағдайда дәл құрылыс жинақтауы үшін қатаң жинақтау допустимдіктерін сақтау қажет болғандықтан, артық түзету ауытқуы өнімді пайдалануға жарамсыз етеді. Түзетуден кейін профильдік болат салқын кескіштер немесе абразивті кесу жүйелері арқылы тапсырыс берілген ұзындыққа кесіледі. Кесу станында ұзындық допустимдіктерін бақылау кодерлі өлшеу жүйелері арқылы автоматтандырылған, олар тапсырыс берушінің талаптарына сай өнімдің ұзындығын қамтамасыз етеді; әдетте стандартты құрылыс ұзындықтары үшін ±50 миллиметр допустимдіктері қабылданады.

Ыстықтай иілген секциялық болатқа қатысты халықаралық стандарттар

Қыздырылған профильдік болаттың өлшемдік және сапалық талаптарын халықаралық саудада реттейтін үш негізгі стандарт бар. Қытай ұлттық стандарты GB/T 706 қыздырылған профильдік болат үшін өлшемдік ауытқуларды, пішін сипаттамаларын және рұқсат етілетін ауытқуларды анықтайды; оған тең иілу бұрыштары, тең емес иілу бұрыштары, ұшы тарылған қабырғалы каналдар мен қытайлық прокаттау зауыттарында шығарылатын I-тәрізді балкалар кіреді. Бұл стандарт профильдің өлшемдерін, инерция моменті мен профиль модулі сияқты көлденең қима сипаттамаларын және беттік сапа критерийлерін белгілейді. Жапондық өнеркәсіптік стандарты JIS G3192 қыздырылған болат профилінің өлшемдерін, массасын және рұқсат етілетін ауытқуларын (тең иілу бұрыштары, тең емес иілу бұрыштары, каналдар, I-тәрізді балкалар мен H-тәрізді профилдер) қамтиды; ол Азия, Орта Шығыс пен Океания нарықтарында кеңінен қолданылады. ASTM International стандарты A6/A6M Солтүстік Америка мен көптеген Оңтүстік Америка нарықтарында прокатталған конструкциялық болаттың сығылған таяқшалары, плиталары, профилдері мен қабырғалы тіреулері үшін жалпы талаптарды орнатады. ASTM A6 конструкциялық профилдер үшін рұқсат етілетін өлшемдік ауытқуларды, соның ішінде иілу толерансін, қисықтық толерансін және көлденең қима өлшемдерінің толерансын көрсетеді. Қыздырылған профильдік болатты импорттаушы сатып алушылар өзінің жобалық инженерлік талаптары қай стандартқа сілтеме жасайтынын растауы керек, өйткені бұл үш стандарт арасында өлшемдік толеранстар мен профильдің қасиеттерін есептеу әдістері маңызды деңгейде өзгереді.

Салыстырмалы кесте: Жиі кездесетін ыстық дайындалған профильдік болат түрлері

Жиі кездесетін ыстық дайындалған қималық болат түрлері Тең итілі бұрышты болат: Қимасы тең итілі L-тәрізді пішінде, әдетте 20 мм × 20 мм –ден 250 мм × 250 мм-ге дейін. Құрылымдық рамаларда, арқалықтарда, мұнара салынуында және тірек тіркемелерінде қолданылады. Жиі кездесетін маркалар: Q235B, SS400, ASTM A36. Тең емес итілі бұрышты болат: Қимасы L-тәрізді, бірақ итілері әртүрлі ұзындықта, мысалы, 100 мм × 75 мм. Асимметриялық жүктеме таралуы кезінде әртүрлі фланецтің тірек ауданы қажет болғанда қолданылады; кран рельстік арқалықтары мен эксцентрикалық қосылыстарда кездеседі. Жиі кездесетін маркалар: Q235B, Q345B, ASTM A572. Арналы болат (U-тәрізді арналы): Қимасы U-тәрізді, ішкі фланецтерінің беті жартылай конустық, өлшемдері 50 мм-ден 400 мм-ге дейінгі тік қабырға биіктігінде. Автокөлік шассиінде, қадаларда, қабырға арқалықтарында, тақтақ қадаларында және жабдық рамаларында қолданылады. Жиі кездесетін маркалар: Q235B, Q345B, SS400. I-тәрізді болат: Қимасы I-тәрізді, ішкі фланецтерінің беті жартылай конустық, тік қабырға биіктігі әдетте 100 мм-ден 630 мм-ге дейін. Орташа жүктеме шарттарында ғимараттар мен көпірлердің салынуында арқалықтар, бағандар және бас арқалықтар ретінде қолданылады. Жиі кездесетін маркалар: Q235B, Q345B, ASTM A36, A572. H-тәрізді болат (кең фланецті): Қимасы H-тәрізді, фланецтерінің беті параллель, фланец пен тік қабырға қатынасы I-тәрізді болатқа қарағанда кеңірек, тік қабырға биіктігі 100 мм-ден 900 мм-ге дейін және одан да жоғары. Жоғары ғимараттардағы негізгі жүк көтеретін бағандар, ұзын қашықтықты көпірлердің арқалықтары мен ауыр өнеркәсіптік құрылымдарда қолданылады. Жиі кездесетін маркалар: Q235B, Q345B, Q390, ASTM A992, SS400.

Оралған бөліктердегі болат үшін жабдықтау тізбегінің сапасын қамтамасыз ету

Қыздырылған дөңгелек профильді болатты импорттаушылар құрамында сапаны жүйелі тексеру протоколдарын қамтитын сатып алу циклын құруы керек. Өндіріс орнын бағалау туралы есептер мен ISO 9001 сертификаттау құжаттары өндірістік сапаны басқару қабілетінің негізгі дәлелі болып табылады. Әрбір жеткізілім бойынша сатып алушылар әрбір балқыту нөмірі бойынша химиялық құрамды талдау, созылу сынағының нәтижелері, аққыштық шегі мәндері, ұзару пайызы және қолданылған жағдайда Шарпи соққысының сынағының нәтижелері көрсетілген EN 10204 Тип 3.1 сәйкес өндіріс орнының сынақ сертификаттарын талап етуі керек. Жүктеу портындағы өлшемдік тексеру калибрленген өлшеу құралдарын қолданып, тапсырыс берілген сипаттамаларға сәйкес қабырға биіктігін, қанат енін, қанат қалыңдығын және қабырға қалыңдығын тексеруі керек. Беткі сапаны тексеру құрылымдық бүтіндікті бұзуы мүмкін домалақ дефектілерді — қабаттасуларды, жіктерді, қабыршақтарды және жіңішке жолақтарды анықтауға бағытталған. Сатып алушы жүктеу тексерістеріне қатыса алмаса, тәуелсіз тексеру үшін үшінші тараптың тексеру ұйымдарын тартуға болады. Тяньцзинь Хэнгрұнлонг компаниясы Тяньцзинь Еркін Сауда Аймағынан жұмыс істейді және Тяньцзинь Синьган порты арқылы логистикалық қатынасқа ие болады; ол Солтүстік Америка, Оңтүстік Америка, Еуропа, Океания және Оңтүстік-Шығыс Азиядағы тұтынушылар үшін GB/T 706, JIS G3192 және ASTM A6 талаптарына сай қыздырылған дөңгелек профильді болатты Қхэбэй, Ляонин және Шаньдун провинцияларындағы болат өндіріс орындарымен ынтымақтастықта жұмыс істейді.