В компании Rarlon Steel я занимаюсь производством конструкционной стали уже несколько лет и отвечаю за выпуск и поставку высококачественных стальных профилей. Чтобы понять производство стальных двутавровых профилей (H-образных), недостаточно просто знать используемое оборудование и станки: важно достичь правильного баланса между металлургией и конструкцией. Это необходимо как поставщику материалов или подрядчику, чтобы обеспечить правильный строительный материал, так и инженеру, ответственному за проектирование или строительство высотного здания. В данном руководстве подробно рассматриваются вопросы проектирования экономичных H-образных балок.

Выбор и обработка исходных материалов

Первым этапом производства стальных двутавровых балок (H-профиля) является выбор сырья, который фактически начинается с железной руды, лома стали и легирующих элементов, таких как углерод, марганец и кремний. В компании Rarlon Steel особое внимание уделяется этапу плавки и рафинирования. На этом этапе сырьё перерабатывается в кислородно-конвертерной печи (BOF) или в электродуговой печи (EAF) до получения расплавленного состояния. При этом необходимо контролировать химический состав таким образом, чтобы он соответствовал требованиям стандартов ASTM A36, JIS G3192 или EN 10025. Это обеспечивает получение стальных двутавровых балок (H-профиля) с требуемым пределом текучести и пластичностью, необходимыми для строительства и возведения тяжёлых конструкций.

Непрерывная разливка в полуфабрикатные заготовки

Расплавленная сталь сначала разливается в полуфабрикаты, известные как «заготовки» или «блюмы», после прохождения наших испытаний на качество. Мы применяем технологию «непрерывной разливки». Это означает, что расплавленная сталь формируется в непрерывную затвердевшую заготовку. Эта технология превосходит классическую слитковую разливку, поскольку обеспечивает более однородную и равномерную внутреннюю структуру. При производстве двутавровой балки (h-профиля) мы разливаем крупные прямоугольные блюмы, которые являются первыми в последовательности прокатки. Блюм необходимо защищать, поскольку начиная с этой стадии любая внутренняя пористость может нарушить целостность и представляет серьёзную угрозу для прочности и безопасности готовой балки.

Подогрев и удаление окалины

Перед окончательной прокаткой заготовок их необходимо повторно нагреть в печи с шагающим подом. Мы повышаем температуру стали до примерно 1100–1250 °C. При достижении этой температуры сталь приобретает пластичность и становится способной к деформации. Одна из проблем, возникающих при таком нагреве стали, — образование «прокатной окалины», представляющей собой окисленное железо, на поверхности стали. В компании Rarlon Steel для её удаления применяется система высоконапорного гидроабразивного очищения. Этот этап является критически важным при производстве двутавровой стали, поскольку он обеспечивает бездефектную поверхность и предотвращает вкатывание поверхностных дефектов в сталь.

Универсальный процесс прокатки

Самым важным и решающим этапом в производственном процессе изготовления двутавровой стальной балки является так называемый универсальный прокатный процесс. Например, двутавровые балки могут изготавливаться на двухвалковом стане. Однако для производства Н-образных балок необходимо использовать универсальный стан. Это связано с тем, что универсальный стан оснащён как горизонтальными, так и вертикальными валками. Такие валки могут одновременно использоваться для обжатия как стенки, так и полок. Поскольку полки двутавровых стальных балок широкие и параллельные, применение вертикальных валков имеет важное значение для независимого контроля толщины и ширины полок по отношению к стенке. Такой многонаправленный вид деформации улучшает микроструктуру стали и обеспечивает более высокую несущую способность по сравнению со сварной сталью.

Охлаждение и правка

После завершения прокатки двутавровая сталь находится в раскалённом состоянии и обычно слегка деформируется в процессе прокатки. Для контроля микроструктуры стали мы применяем контролируемое охлаждение на «столе охлаждения». После завершения контролируемого охлаждения балки поступают в многовалковую правильную машину (обычно с 8–9 валками). Этот заключительный этап имеет решающее значение для полного устранения остаточных напряжений и кривизны из стальных балок. Для нас крайне важно, чтобы каждая двутавровая балка была чрезвычайно прямой. Это позволяет обеспечить нашим клиентам значительно более простой процесс сборки, а также сократить время и трудозатраты, связанные со сваркой стали, до 25 %.

Окончательный контроль и обработка поверхности

Прежде чем мы завершим производство изделия, проводим испытания и отделку на предварительном уровне. Каждый из наших стальных двутавровых профилей подвергается ультразвуковому контролю и проверке механических свойств для подтверждения выполнения наших обязательств. Для проектов с повышенными требованиями к коррозионной стойкости — например, мостов или прибрежных промышленных объектов — требуется дополнительная обработка поверхности, такая как горячее цинкование. Стальные двутавровые балки Rarlon покидают склад только после проверки точности геометрических размеров, массы, соотношения прочности и целостности поверхности, что подтверждает наше обязательство обеспечивать исключительное качество в рамках глобальных партнёрств в сфере инфраструктуры.