Одним из наиболее востребованных в производстве видов металлопродукции является тонколистовой прокат, который широко применяется во всех областях народного хозяйства: машиностроении, авиации, строительстве, химической промышленности, энергетике, в производстве бытовой техники. Например, в машиностроении холодноштампованные детали (включая и кузовные детали) в основном изготавливают из тонких листов углеродистых качественных или низколегированных сталей.
Листы из коррозионно-стойкой стали, обладая высокой стойкостью к коррозии в агрессивных средах, находят применение в турбостроении, строительстве, химическом машиностроении. В производстве предметов бытового назначения (стиральные машины, холодильники, посуда, элементы дизайна бытовой техники) детали из листов коррозионно-стойкой стали выполняют еще и декоративные функции.
В общем объеме проката доля тонколистового проката в развитых странах составляет около 50 % и его производство имеет тенденцию к росту.
Для получения холоднокатаных листов в основном используется низкоуглеродистая конструкционная сталь. Диапазон размеров: ширина до 2300 мм и толщина 0,5–2,5 мм. Наиболее широко лист из низкоуглеродистой конструкционной стали применяется в автомобилестроении, его часто называют автолистом.
Луженная жесть производится в больших количествах для производства разнообразной пищевой тары. Жесть выпускается в виде покрытых оловом полос в диапазоне толщин 0,07–0,5 мм и шириной до 1300 мм.
В изделиях типа эмалированной посуды и других изделий с покрытиями широко применяется декапир — травленая и отожженная сталь, которая так же выпускается холоднокатаной и применяется в производстве эмалированной посуды и иных изделий с покрытиями.
К листовому прокату, предназначенному для холодной штамповки, предъявляют два основных требования: иметь высокую способностью к глубокой вытяжке и высокое качество поверхности с целью последующего нанесения покрытия.
В соответствии с нормативными документами холоднокатаный прокат по способности к вытяжке относятся к одной из четырех категорий: весьма глубокая — ВГ, сложная — СВ, особо сложная — ОСВ и ВОСВ — весьма особо сложная. В сталях для глубокой вытяжки содержание углерода составляет не более 0,1 %.
Полосы или листы заданной толщины получают на листопрокатных непрерывных станах горячей прокатки путем обжатия нагретого до технологической температуры сляба. На поверхности горячекатаного листа в процессе прокатки образуется окалина вследствие процессов окисления при взаимодействии с окружающей атмосферой. Для удаления окалины продукцию подвергают травлению, а затем обжатию между роликами и одновременному растяжению.
Подкатом для холоднокатаного листа являются горячекатаные рулоны и листы. Поверхность листов, обжатых в холодном состоянии, имеет высокое качество, а размеры листов имеют более жесткие допуски.
На рисунке, приведенном ниже, изображена общая схема получения холоднокатаных листов.
Холодная деформация существенно изменяет структуру металла, что проявляется в изменении его свойств, таких как предел прочности и пластичность. Уменьшение пластических свойств приводит к уменьшению коэффициента вытяжки при холодной штамповке. Для устранения наклепа применяют отжиг. Операцию отжига проводят в колпачковых печах с применением защитной атмосферы, обычно азота. Поэтому производство холоднокатаного листа является энергоемким процессом.
Однако холоднокатаные листы по сравнению с горячекатаными обладают рядом преимуществ:
-
их толщина может быть менее 0,8–1 мм (до нескольких микрон), что является трудной задачей при горячей прокатке;
-
они имеют более высокое качество по точности размеров, состоянию поверхности и физико-механическим характеристикам.
Разница в цене холоднокатаного и горячекатаного листа достигает до 25 %. Поэтому спрос на горячекатаный лист толщиной менее 2 мм в последднее время растет. Статистические данные показывают, что лист толщиной от 3,6 до 1,5 мм составляет 60 % мирового производства, поэтому использование в изделиях горячекатаного листового проката взамен холоднокатаного дает значительный экономический эффект.
Замена одного вида проката другим допустима при условии, что горячекатаная сталь обеспечивает эквивалентные технологические (пластичность) и механические параметры, как холоднокатаная сталь. Для травленого металла также имеет значение качество поверхности, если такие требования предъявляются.