Швеллер горячекатаный и гнутый

Швеллер представляет собой разновидность стального длинномерного проката, которая имеет характерное П-образное сечение. Этот вид продукции хорошо противостоит изгибающим нагрузкам, поэтому часто используется в виде балки или другого аналогичного элемента в строительстве и машиностроении.

Внешний вид швеллера

В настоящее время основной объем швеллеров производят методами профилирования (гибки) и горячей прокатки. Эти разновидности отличаются как по размерному сортаменту, так и по характеристикам.

Характеристики гнутого швеллера

Швеллер, получаемый на профилегибочном оборудовании, выпускается согласно нормам ГОСТ 8278. Для их производства используется плоский прокат из углеродистых и легированных сталей. Геометрические параметры готовой продукции отличаются в зависимости от группы марок стали:

  • из кипящих (например, Ст2кп) и полуспокойных (Ст3пс и подобные) углеродистых сталей изготавливаются типоразмеры с высотой стенки от 25 мм (ширина полки – 26 мм, толщина стали – 2 мм) до410 мм (ширина полки – 65 мм, толщина стали – 6 мм);
  • из спокойных углеродистых (например, Ст4сп) или низколегированных (25Г2С и пр.) марок изготавливаются типоразмеры с высотой стенки от 25 мм (ширина полки – 26 мм, толщина стали – 2 мм) до 310 мм (ширина полки – 100 мм, толщина стали – 6 мм).

Длина проката составляет 3000-11800 мм.

Профиль гнутого швеллера

Характеристики горячекатаного швеллера

Швеллер, полученный горячей прокаткой, должен соответствовать требованиям ГОСТ 8240. При этом существуют различные разновидности продукции, которые отличаются по геометрическим параметрам. В соответствии с указанным стандартом выделяют следующие типы швеллеров:

  • имеющие уклон внутренних граней полок относительно наружных (маркируются буквой «У») – эта серия проката включает типоразмеры от 5У (высота h – 50 мм, ширина полки b – 32 мм, толщина стенки s – 4,4 мм, толщина полки t – 7 мм) до 40У (h – 400 мм, b – 115 мм, s – 8 мм, t –13,5 мм);
  • специальные швеллеры, имеющие уклон внутренних граней полок относительно наружных, но по размерам отличаются от универсальной серии (тип С) – эта группа включает типоразмеры от 8С (h – 80 мм, b – 45 мм, s – 5,5 мм, t – 9 мм) до 30Сб (h – 300 мм, b – 89 мм, s – 11,5 мм, t –13,5 мм);
  • серия, имеющая параллельные грани полок (тип П), включает типоразмеры от 5П (h – 50 мм, b – 32 мм, s – 4,4 мм, t – 7 мм) до 40П (h – 400 мм, b – 115 мм, s – 8 мм, t –13,5 мм);
  • экономичная серия, имеющая параллельные грани полок (тип Э), включает типоразмеры от 5Э (h – 50 мм, b – 32 мм, s – 4,2 мм, t – 7 мм) до 40Э (h – 400 мм, b – 115 мм, s – 7,9 мм, t – 13,5 мм);
  • легкая серия, имеющая параллельные грани полок (тип Л), включает типоразмеры от 12Л (h – 120 мм, b – 30 мм, s – 3 мм, t – 4,8 мм) до 30Л (h – 300 мм, b – 65 мм, s – 4,8 мм, t –7,8 мм).

Кроме того, по ГОСТ 19425 выпускаются специальные швеллеры 18С, 18Са, 20С и 30С, используемые в конструкции автомобилей.

Профиль горячекатаного швеллера

Швеллеры всех указанных типов имеют длину 2-12 м. Продукция может изготавливаться из сталей обыкновенного качества с техническими требованиями по ГОСТ 535 или из легированных сталей повышенной прочности с характеристиками по ГОСТ 19281.

Технология производства гнутого швеллера

Технология производств гнутого швеллера отличается относительной простотой, благодаря чему ее освоили многие небольшие предприятия. В качестве исходного сырья используется рулонная сталь со станов холодной или горячей прокатки. Заготовка разматывается, выравнивается и подается в первую клеть профилегибочного стана, где пара роликов подгибает края под прямым углом к стенке, формируя полки готовой продукции. За несколько стадий деформация заготовки завершается с получением заданного П-образного профиля.

Формирование гнутого швеллера

Технология производства горячекатаного швеллера

Изготовление горячекатаной продукции является сложным процессом, который осуществляется в условиях крупных металлургических предприятий, например, Западно-Сибирского, Нижнетагильского металлургического комбината, Северстали. В качестве исходной заготовки используется блюм или сорт. Процесс осуществляется на рельсобалочных станах универсального, линейного или последовательного типа.

Схемы формирования швеллера

Перед прокаткой заготовка должна быть равномерно нагрета до температур примерно 1150°С для обеспечения заданной пластичности металла. Один нагрев дает возможность быстро и без значимых дефектов и аварий прокатать заготовку в нескольких группах клетей без потери качества. В ходе технологического процесса металл подается в раствор между двумя вращающимися роликами, снабженными кольцевыми проточками (калибрами) с заданной геометрией. Попадая в клеть, заготовка деформируется и удлиняется, так как сечение калибра меньше, чем сечение заготовки. Поэтапно из прямоугольного профиля получается продукция с П-образным сечением. Она режется дисковыми пилами на мерные длины и подается на холодильник для равномерного воздушного охлаждения.

В процессе прокатки можно получать швеллер типа У или С (более простая технология) или типов П, Л и Э, которые отличаются меньшей металлоемкостью и, следовательно, более востребованы при возведении сложных объектов.

Сфера применения

Основная масса швеллера идет на следующие цели:

  • использование в качестве одиночных или составных балок, колонн, опор, для обустройства перекрытий в инфраструктурном, гражданском и промышленном строительстве, особенно при возведении каркасных конструкций, мостов, складских помещений, торговых центров и пр.;
  • сооружение опор для заборов и других ограждающих элементов;
  • в качестве армирующего элемента или закладной детали при заливке бетонных конструкций;
  • для изготовления вагонов, автомобилей, крепления горных выработок;
  • в качестве заготовки для производства деталей машин и оборудования.

Следует отметить, что швеллер горячей прокатки имеет более высокую прочность в сравнении с гнутой продукцией, поэтому находит применение для сооружения тяжело нагруженных конструкций ответственного назначения. При этом оба вида продукции все шире применяются в строительстве и машиностроении, обеспечивая меньшую общую массу в сравнении со сплошными квадратными или круглыми балками и опорами.

Использование швеллеров при строительстве небоскреба