У компанії Rarlon Steel я працюю у сфері будівельної сталі вже кілька років і відповідаю за виробництво та постачання високоякісних стальних профілів. Щоб зрозуміти виробництво сталевих двотаврів (H-профілів), недостатньо знати лише машини та обладнання — важливо досягти правильного балансу між металургією та конструкцією. Це необхідно як постачальникові матеріалів або підприємству, що виконує контракт, так і інженеру, який відповідає за проектування або будівництво висотних споруд. У цьому детальному посібнику розглядається проектування економічних H-подібних балок.

Вибір та підготовка сировини

Першим кроком у виробництві сталевих профілів Н-подібного перерізу є вибір сировини, і насправді він починається з залізної руди, металобрухту та легуючих елементів, таких як вуглець, марганець і кремній. У компанії Rarlon Steel ми робимо акцент на етапі плавлення та рафінування. На цьому етапі сировину обробляють у конвертері з основним кисневим дуттям (BOF) або в електродуговій печі (EAF), поки вона не перейде в розплавлене стан. Під час цього процесу ми контролюємо хімічний склад так, щоб він відповідав вимогам стандартів ASTM A36, JIS G3192 або EN 10025. Це забезпечує отримання сталевих профілів Н-подібного перерізу з потрібною межею текучості та пластичністю, необхідними для будівництва та виготовлення важких конструкцій.

Безперервне лиття на напівфабрикати — заготовки

Розплавлену сталь спочатку виливають у напівфабрикати, які називають «злитками» або «заготовками», після проходження нашого контролю якості. Ми застосовуємо технологію «безперервного лиття». Це означає, що розплавлену сталь дозволяють утворити суцільну затверділу заготовку. Цей метод кращий за класичне злиття в зливниці, оскільки забезпечує більш стабільну та однорідну внутрішню структуру. При виробництві сталевих двотаврів ми виливаємо великі прямокутні злитки, які є першими в послідовності прокатки. Злитки необхідно захищати, оскільки від цього моменту будь-яка внутрішня пористість може погіршити якість і становитиме серйозну загрозу конструктивній міцності та безпеці готової балки.

Повторне нагрівання та видалення окалини

Перш ніж розпочати справжнє формування заготовок, їх необхідно повторно нагріти в печі з ходовими балками. Ми підвищуємо температуру сталі до приблизно 1100–1250 °C. Після цього сталь стає пластичною й піддається деформації. Одна з проблем, що виникають під час такого нагрівання сталі, — утворення «прокатної окалини», тобто оксидного шару заліза, на поверхні сталі. У компанії Rarlon Steel для її видалення використовується система високотискового водяного очищення. Це критичний етап виробництва сталевих двотаврів, оскільки він забезпечує бездефектну поверхню й запобігає вкочуванню поверхневих дефектів у сталь.

Універсальний процес прокатки

Найважливішим і критичним етапом у виробничому процесі сталевих двотаврових балок є так званий універсальний прокатний процес. Наприклад, двотаврові балки (I-профіль) можна виготовляти на двовалковому стані. Однак для виробництва H-балок обов’язково використовується універсальний стан. Це пов’язано з тим, що універсальний стан має як горизонтальні, так і вертикальні валки. Ці валки можна використовувати одночасно для стиснення як стінки, так і полиць. Оскільки полиці сталевих двотаврових балок є широкими і паралельними, застосування вертикальних валків є важливим для незалежного контролю товщини й ширини полиць відносно стінки. Такий багатовісний деформаційний процес поліпшує мікроструктуру сталі й забезпечує кращу несучу здатність порівняно зі звареними сталевими конструкціями.

Охолодження та правка

Після завершення фрезерування стальний профіль типу «Н» перебуває в розжареному стані й зазвичай трохи деформується внаслідок процесу фрезерування. Щоб контролювати мікроструктуру сталі, ми застосовуємо контрольоване охолодження на «столі виведення». Після завершення контрольованого охолодження балки надходять у багатороликовий правильний пристрій (зазвичай з 8–9 роликами). Цей остаточний етап є вирішальним для повного усунення залишкових напружень або кривизни зі стальних балок. Для нас дуже важливо, щоб кожен профіль типу «Н» був надзвичайно прямим. Це дозволяє нам забезпечити клієнтам значно простіший процес збирання та скоротити час і трудомісткість, пов’язані зі зварюванням сталі, до 25 %.

Остаточний контроль та обробка поверхні

Перш ніж ми завершуємо виробництво продукту, ми проводимо тестування та остаточну обробку на попередньому етапі. Кожен із наших сталевих балок Н-подібного перерізу підлягає ультразвуковому контролю та перевірці механічних властивостей, щоб підтвердити виконання наших зобов’язань. Проекти з підвищеними вимогами до стійкості до корозії, наприклад мости або прибережні промислові об’єкти, потребують додаткової обробки поверхні, зокрема гарячого цинкування. Сталеві балки Н-подібного перерізу Rarlon залишають склад після проходження перевірки точності розмірів, маси, співвідношення міцності та цілісності поверхні, що забезпечує виконання нашого зобов’язання щодо надання виняткової якості в рамках глобальних партнерств у сфері інфраструктури.