Warmgewalst plaatstaal is een van de meest gebruikte vlakke staalproducten in de industriële productie. Het wordt vervaardigd door staalblokken bij hoge temperaturen – meestal boven de 1000 graden Celsius – te walsen tot coils of op lengte gesneden platen. Het warmwalsproces geeft het staal een geoxideerde oppervlakte en een iets geringere afmetingsnauwkeurigheid dan koudgewalst plaatstaal, maar het heeft een lagere productiekost en kan dikker worden geproduceerd. Voor staalkopers helpt het begrijpen van het toepassingsgebied van warmgewalst plaatstaal per kwaliteit en dikte bij het selecteren van het juiste materiaal voor elke toepassing, waardoor over-specificatie (die de kosten verhoogt) wordt voorkomen en naleving van branchestandaarden wordt gewaarborgd. Deze gids behandelt de belangrijkste toepassingssectoren, gangbare staalkwaliteiten en beginselen voor de keuze van de plaatdikte van warmgewalst plaatstaal.

Toepassingen in de automobielindustrie

De automobielindustrie is een grote afnemer van warmgewalst plaatstaal, met name voor structurele onderdelen en onderdelen die geen oppervlakteafwerking van hoge kwaliteit vereisen. Warmgewalste platen met een dikte van 1,5 mm tot 6 mm worden gebruikt voor chassisframes, stoelbeugels, binnendeuren en versterkingsonderdelen. De SPHC-kwaliteit, een warmgewalst commercieel staal volgens JIS G3131, wordt veel gebruikt voor structurele auto-onderdelen die goede vormbaarheid vereisen. Voor onderdelen die hogere sterkte nodig hebben, worden warmgewalste hoogsterkte-laaggelegeerde platen gespecificeerd. Het voordeel van warmgewalst plaatstaal in automotivetoepassingen is de kostenefficiëntie voor onderdelen die verborgen zijn of worden geschilderd, waarbij de oppervlakteafwerking minder kritisch is. Sommige automobielproductiefaciliteiten gebruiken warmgewalst plaatstaal ook als grondmateriaal voor latere koudvorm- of stempelprocessen. Bij het inkopen van warmgewalst plaatstaal voor automotivegebruik moeten kopers controleren of het materiaal voldoet aan de mechanische eigenschappen die zijn gespecificeerd in de onderdeeltekening, inclusief vloeigrens, treksterkte en rek.

Constructie- en bouwtoepassingen

In de bouwsector wordt warmgewalst plaatstaal gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, van structurele constructie tot niet-structurele bouwonderdelen. Warmgewalste platen van kwaliteit Q235B, met dikten van 1,2 mm tot 12 mm, worden veel gebruikt voor vloerplaten, dakpanelen, wandstijlen en algemene fabricage. De gewalste oppervlakstructuur van warmgewalst plaatstaal is acceptabel voor de meeste bouwtoepassingen, omdat het materiaal vaak wordt geverfd, verzinkt of in beton verwerkt. Voor structurele toepassingen zijn de vloeigrens en lasbaarheid van het plaatstaal de belangrijkste selectiecriteria. Q235B biedt een goede balans tussen sterkte en lasbaarheid voor algemene bouwtoepassingen. In dunne afmetingen (1,2 mm tot 3 mm) wordt warmgewalst plaatstaal gebruikt voor plafondkanalen, gipsplatenprofielen en lichtgewicht staalconstructies. In dikker plaatstaal (6 mm tot 25 mm) wordt het gebruikt voor basisplaten, verstevigingsplaten en structurele beugels. Kopers dienen te weten dat voor zichtbare architecturale toepassingen, waarbij het uiterlijk van het oppervlak belangrijk is, gezuiverd en geolied warmgewalst plaatstaal of koudgewalst plaatstaal een betere keuze kan zijn.

Productie van buizen en pijpen

Warmgewalst plaatstaal is het primaire grondmateriaal voor elektrisch weerstandsgelaste buizen en pijpen. De plaat wordt afgerold, gevlakt en in een cilindrische vorm gebracht, waarna deze langs de lengteas wordt gelast. De kwaliteiten SPHC en Q195 worden het meest gebruikt voor de productie van ERW-buizen, met name voor buizen die worden toegepast bij watertransport, constructietoepassingen en algemene mechanische buisconstructies. Het diktebereik voor buis- en pijptoepassingen bedraagt doorgaans 1,5 mm tot 16 mm, afhankelijk van de buisdiameter en de drukklasse. Voor constructieve holle profielen wordt vaak warmgewalst plaatstaal van kwaliteit Q235B gespecificeerd om te waarborgen dat de gelaste buis voldoet aan de sterkte-eisen van constructienormen. Bij de aankoop van warmgewalst plaatstaal voor buisproductie moeten kopers aandacht besteden aan de consistentie van de stripvorm, de randvoorwaarden en de consistentie van de mechanische eigenschappen over de lengte van de rol. Inconsistente eigenschappen kunnen problemen veroorzaken tijdens het vormgeven en lassen, wat leidt tot defecte buizen.

Machine- en uitrustingindustrie

Warmgewalst plaatstaal wordt veel gebruikt bij de productie van machines en apparatuur voor frames, behuizingen, beschermingen en structurele ondersteuning. De kwaliteiten Q235B en Q345B worden beide gebruikt, waarbij de keuze afhangt van de belasting- en spanningsvereisten van het onderdeel. De diktekeuze varieert van 2 mm voor lichte machineschermen tot 25 mm voor zware basisframes van apparatuur. Warmgewalst plaatstaal is relatief eenvoudig te snijden, lassen en bewerken, waardoor het geschikt is voor maatwerkproductie in machinefabrieken. Voor landbouwmachines wordt warmgewalst plaatstaal gebruikt voor ploegscharen, kweekframeconstructies en tractoronderdelen die taaiheid en slagvastheid vereisen. De kwaliteit SPHC wordt vaak gekozen voor machineonderdelen die moeten worden gebogen of gevormd, vanwege de goede ductiliteit. Bij het specificeren van warmgewalst plaatstaal voor toepassingen in machines dient de koper rekening te houden met het lasproces dat tijdens de fabricage zal worden toegepast. Dikker plaatmateriaal en kwaliteiten met een hogere sterkte vereisen mogelijk voorverwarming en gecontroleerde lasprocedures om koud scheuren in de warmtebeïnvloede zone te voorkomen.

Spoorweg- en vervoersinfrastructuur

De spoorwegindustrie gebruikt warmgewalst plaatstaal voor carrosseriestructuren, onderwagencomponenten en constructiewerk in verband met sporen. Platen met een dikte van 3 mm tot 12 mm worden gebruikt voor trein-carrosseriepanelen, vloerconstructies en de fabricage van beugels. Het staal moet voldoen aan specifieke eisen ten aanzien van slagtaaiheid, met name voor rollend materieel dat in koude gebieden wordt ingezet. De kwaliteit Q345B wordt veelal gespecificeerd voor spoorwegtoepassingen vanwege de hogere sterkte en taaiheid vergeleken met Q235B. Warmgewalst plaatstaal wordt ook gebruikt bij de productie van zeecontainers, waarbij de kwaliteiten SPHC en Q235B worden toegepast voor het containerlichaam, de deuren en de hoekposten. De containerindustrie verbruikt grote hoeveelheden warmgewalst plaatstaal met dikten van 1,6 mm tot 6 mm. Voor transportinfrastructuur zoals bruggen en wegconstructies wordt warmgewalst plaatstaal gebruikt voor dwarsplaten, flensplaten en verstijvers bij de fabricage van plaatbalken, meestal met dikten van 8 mm tot 25 mm.

Veelgebruikte staalsoorten voor warmgewalst plaatmateriaal

Het selecteren van de juiste staalkwaliteit is essentieel om te garanderen dat de warmgewalste plaat presteert zoals vereist in zijn beoogde toepassing. SPHC is een commerciële kwaliteit warmgewalst koolstofstaal gedefinieerd in JIS G3131. Het is geschikt voor algemene vormgeving, buigen en lichte constructietoepassingen. SPHC heeft doorgaans een treksterkte van 270 tot 410 MPa en goede ductiliteit. Q195, gedefinieerd in GB/T 700, is een laagkoolstofstaal met een minimale sterkte bij vloeien van 195 MPa. Het wordt veel gebruikt voor de productie van buizen, hardware en algemene fabricage waarbij hoge sterkte niet vereist is. Q235B, eveneens gedefinieerd in GB/T 700, heeft een minimale sterkte bij vloeien van 235 MPa en is de meest gebruikte kwaliteit voor constructieve en algemene technische toepassingen. Q235B is lasbaar en geschikt voor de meeste fabricageprocessen. Voor toepassingen die hogere sterkte vereisen, biedt Q345B volgens GB/T 1591 een minimale sterkte bij vloeien van 345 MPa en is geschikt voor zware constructies en machines. Bij export naar markten die ASTM-normen volgen, zijn equivalente kwaliteiten beschikbaar, zoals ASTM A36, ASTM A572 Grade 50 en ASTM A1011 SS Grade 36.

Diktekeuze op basis van toepassing

De dikte van warmgewalst plaatstaal moet worden gekozen op basis van de constructieve eisen, de fabricagemethode en de kostenoverwegingen van elke toepassing. Voor autochassis en structurele onderdelen liggen de dikten doorgaans tussen 2 mm en 6 mm. Voor bouwplaten voor vloerbedekking en dakpanelen is een dikte van 0,8 mm tot 3 mm gebruikelijk, hoewel warmgewalst plaatstaal in dit bereik vaak wordt vervangen door gegalvaniseerd staal. Voor de productie van buizen en pijpen wordt de dikte bepaald door de buisdiameter en het ontwerpdruk, en ligt deze doorgaans tussen 1,5 mm en 16 mm. Voor machineframes en apparatuurbasen varieert de diktekeuze van 3 mm tot 25 mm, afhankelijk van de belasting. Voor spoorweg- en containertoepassingen dekt een dikte van 1,6 mm tot 12 mm de meeste vereisten. Kopers moeten ook rekening houden met de diktetolerantie van warmgewalst plaatstaal, die doorgaans is gespecificeerd in GB/T 709 of ASTM A6. De werkelijke dikte kan maximaal 0,3 mm afwijken van de nominale dikte, afhankelijk van het diktebereik en de tolerantieklassificatie van de walsinstallatie. Voor toepassingen waarbij nauwkeurige diktebeheersing essentieel is, moeten kopers de strengere tolerantieklassificatie in de aankooporder specificeren.

Inkoopsituatie: ERW-buisfabriek in het Midden-Oosten

Een praktisch inkoopsce­nario illustreert het belang van het afstemmen van kwaliteit en dikte op de toepassing. Een ERW-buiswalserij in het Midden-Oosten produceerde structurele holle profielen met diameters van 50 mm tot 300 mm voor bouwprojecten. De walserij kocht aanvankelijk Q235B warmgewalst plaatmateriaal met een dikte van 4 mm en 6 mm voor alle producten. Na bestudering van de ontwerpvereisten constateerde het technische team dat voor buizen met een diameter onder de 150 mm en een vereiste vloeigrens van 235 MPa, plaatmateriaal van kwaliteit Q195 met een dikte van 3 mm tot 5 mm volstond en per ton goedkoper was. Door een deel van de grondstofspecificatie te wijzigen naar Q195, verlaagde de walserij de materiaalkosten met ongeveer 8 %, terwijl de productnormen nog steeds werden nageleefd. De walserij werkte ook samen met de staalleverancier om banden met gecontroleerde variatie in vloeigrens te verkrijgen, wat de dimensionele stabiliteit van de gevormde buis verbeterde en de afkeurpercentages tijdens het lassen verminderde. Dit voorbeeld laat zien dat een goed begrip van de eigenschappen van verschillende kwaliteiten en van de toepassingsvereisten leidt tot meetbare kostenbesparingen zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit.

Veelgestelde Vragen

Wat is het verschil tussen SPHC en Q235B warmgewalst plaatmateriaal?

SPHC is een kwaliteitsklasse volgens de Japanse Industriële Norm (JIS G3131), bedoeld voor commerciële vormgevingsapplicaties. Q235B is een Chinese normklasse volgens GB/T 700, met gespecificeerde mechanische eigenschappen, waaronder vloeigrens en slagtaaiheid. SPHC heeft een vergelijkbare chemische samenstelling als Q215A, maar hoeft niet te voldoen aan een minimale vloeigrens. Q235B is beter geschikt voor constructietoepassingen waarbij sterkteverificatie vereist is.

Kan warmgewalst plaatmateriaal worden gebruikt voor buitentoepassingen zonder oppervlaktebehandeling?

Warmgewalst plaatmateriaal heeft een geoxideerde oppervlakte met een laagje schilfertjes die enige corrosiebestendigheid biedt, maar die onvoldoende is voor langdurige blootstelling aan de buitenlucht. Zonder oppervlaktebehandeling zoals verzinken, verven of coating zal warmgewalst plaatmateriaal uiteindelijk roesten in de meeste buitentoepassingen. Voor buitentoepassingen wordt warmgewalst plaatmateriaal doorgaans gebruikt als substraat voor gegalvaniseerde producten of wordt afgewerkt met een geschikt coatingsysteem.

Wat is de maximale dikte die beschikbaar is voor warmgewalst plaatmateriaal?

Warmgewalst plaatmateriaal is over het algemeen verkrijgbaar in diktes van 1,2 mm tot 25 mm in coilvorm. Voor dikker materiaal boven de 25 mm is warmgewalst plaat het geschiktere producttype. De beschikbaarheid van specifieke diktes is afhankelijk van het productiebereik van de walserij en de bestelhoeveelheid. Kopers dienen het beschikbare diktebereik te bevestigen bij de leverancier voordat de specificatie definitief wordt vastgesteld.