Характеристика и сферы применения сортового металлопроката
Под металлопрокатом в металлургии понимается продукция, которая получается после пропуска металла через прокатные станы. На предварительном этапе сырье подогревается до определенных температур, приобретая необходимую податливость. В результате формируется прокат разной толщины, который подвергается дальнейшей холодной обработке для получения нужных профилей.
Сортовой прокат
К сортовому прокату относятся изделия с простой формой сечения. Выпускаемая продукция бывает следующих видов:
- Арматура. Круглый цельный прокат, имеющий гладкую или ребристую поверхность. В качестве исходного материала используются низкоуглеродистые или закаленные стали. Толщина выпускаемых прутков может колебаться от 4 до 80 мм. Основное предназначение материала состоит в усилении железобетонных конструкций. С этой целью из арматуры изготавливается металлический каркас, который заливается бетоном. В результате плиты или фундамент приобретают повышенную прочность за счет того, что прутки воспринимают на себя возникающие изгибающие напряжения.
- Катанка. Это проволока круглого сечения, изготавливаемая из марок сталей Ст1, Ст2, Ст3 или цветного металла. Стальная продукция имеет диаметр от 5 до 9 мм и поставляется в мотках. Цветная катанка выпускается диаметрами от 1 до 16 мм. Изготавливают изделия методом последовательного пропуска кубических заготовок через ряд валов до формирования нужного диаметра.
- Уголок. Изделия в сечении имеют г-образную форму. На основании существующего ГОСТа высота полок может быть одинаковой или отличаться по размеру. Длина выпускаемых изделий составляет пределы от 4 до 12 м. В последнем случае максимальная величина кривизны достигает 0,4%. Продукция нашла широкое применение в строительстве при укреплении стен и перекрытий.
Все виды изделий могут изготавливаться горячим и холодным методом прокатки.
Листовой прокат
Получение листового проката ведется горячекатаным и холоднокатаным способами. При этом формируют следующие виды изделий:
- Листы и рулоны горячекатаные. После нагревания металла до высоких температур, достигающих порядка 1100⁰, он приобретает повышенную пластичность, что позволяет изготавливать листы толщиной от 0,5 до 160 мм. Чтобы избавиться от сформировавшейся окалины, металл подвергается травлению. Это обеспечивает ему повышенную чистоту. В результате изделия находят применение в промышленности, где к данному показателю предъявляются повышенные требования. Примером может служить необходимость нанесения покрытия в виде оцинковки. Также важным преимуществом проката является его пониженная стоимость.
- Листы и рулоны холоднокатаные. В качестве основного вида сырья для получения такого вида продукции служит горячекатаный металл. На специальных станах он прокатывается в холодном виде до требуемой толщины с высокой степенью точности. Изготавливаемая продукция бывает листовой и рулонной. Основное применение находит для изготовления деталей методом холодной штамповки. Работа проводится на прессах больших усилий, в которых установлена специализированная оснастка. Такие изделия требуются во множестве сфер промышленности, включая автомобилестроение и судостроение.
- Листы с полимерным покрытием. В качестве базы используется оцинкованная холоднокатаная сталь. В состав покрытия входит полимерный порошок и ряд наполнителей. В окончательном виде они могут представлять жидкий материал, органзоли и пластизоли. Полученный состав наносится на профнастил, черепицу и различные виды строительных металлоконструкций. Нанесенное покрытие придает поверхности высокую декоративность, при этом оно обладает прочностью и пластичностью. В результате срок службы изделия значительно возрастает.
- Листы и рулоны рифленые. Это листовой прокат, с одной стороны которого нанесено рифление, а вторая поверхность остается гладкой. Присутствующий рисунок имеет строгие параметры на основании разработанной стандартизации. Основная его потребность заключается в обеспечении надежного сцепления полотна с обувью человека или покрышками автомобиля. Часто такой материал прокладывается на дорогах в районах пешеходных переходов, где требуется обеспечить высокие противоскользящие характеристики. Иногда на поверхность наносится дополнительный декор для повышения эстетичности внешнего вида.
- Листы и рулоны оцинкованные. Для повышения стойкости материала, изготовленного холоднокатаным способом, на его поверхность наносятся оксид цинка, что придает изделиям защиту от влияния внешних факторов. При этом оцинкованный слой в зависимости от условий применения изделий может отличаться глубиной проникновения. Используется такой материал в автомобилестроении, металлургической области и строительстве. Оцинкованная холоднокатаная продукция идет на изготовление автомобильных кузовов и кровельных элементов.
- Профнастил. Это материал, который изготавливается из оцинкованного металла. Его характерной особенностью является наличие на поверхности ребер жесткости, выполненных в виде волн. В результате при относительно невысокой толщине металла, которая может составлять от 0,5 до 1 мм, изделиям обеспечивается высокая прочность. В отдельных случаях используемый металл может достигать толщины 2 мм. Профнастил характеризуется универсальностью, поскольку может применяться в различных сферах деятельности. При небольшой толщине металла и высоте волн он идет на строительство заборов или обустройство фасадных частей зданий. При увеличенных параметрах изделия применяются для кровли крыш.
Выпускаемый листовой прокат имеет наиболее массовое применение.
Электросварные трубы и профили
Отличительной особенностью электросварных труб является наличие сварного шва, проходящего вдоль всей длины изделия. Продукция изготавливается следующих видов:
- Круглые трубы. Это цилиндрические изделия, производимые из углеродистой и низколегированной стали. Благодаря круглой форме трубы отличаются универсальностью и могут применяться во множестве отраслей промышленности. В первую очередь они используются при монтаже трубопроводов, по которым может протекать жидкая или газообразная среда. Кроме того, изготавливаются элементы строительных конструкций, такие как перила лестниц или ограждения для зданий.
- Квадратные трубы. Изготавливаются изделия гибкой листовой стали с последующим выполнением продольного сварного шва. В качестве исходного материала применяются стали Ст2сп,Ст4сп. Все параметры квадратных труб нормируются ГОСТом. Продукция используется в строительстве и машиностроении.
- Прямоугольные трубы. Отличительной особенностью является наличие в сечении не квадрата, а прямоугольника. Выпускаемая продукция обладает высокой сопротивляемостью на изгиб. Как и квадратная труба, данный профиль металлопроката не применяется для транспортировки различных сред.
Весь производимый промышленностью металлопрокат выпускается в большом ассортименте, и каждый вид пользуется спросом. Связано это с высокими функциональными и качественными характеристиками сортового проката.
Экология битума
Битум - уникальный строительный материал, встречается в открытых месторождениях, расположенных в Канаде и островах Карибского бассейна. В нашей стране природный битум в небольших количествах добывают из подземных источников в Коми и Татарстане.
Природный битум, подобно глине и камню, сопровождает жизнь человека с древних времен. Уже десятки тысяч лет назад люди оценили высокие адгезионные и гидроизоляционные свойства природного битума (или «земляной (горной) смолы»). Природный битум использовали при строительстве жилья, гидроизоляции лодок, устройстве подземных хранилищ для воды.
В эпоху ранних царств Междуречья и Египта природный битум использовался для создания настоящих шедевров прикладного искусства и архитектуры. До наших дней дошли Урский штандарт, мозаичное панно из Аль-Убейда. Известна легенда о седьмом чуде света – каскадных садах Семирамиды, гидроизоляция этого сооружения была сделана из природного битума.
В первой половине 19 века первые асфальтобетонные дороги были построены в США на основе смеси природного битума и песка. Однако, готового битума в природе мало, поэтому с развитием технологий тяжелые остатки нефтепереработки, в первую очередь - гудрон стал сырьем для изготовления искусственного битума в промышленных масштабах.
Сегодня битум производят преимущественно путем окисления гудрона-тяжелого остатка вакуумной перегонки нефти. Гудрон нагревают до +250 С и продувают через него воздух в специальных колоннах- конверторах. Этот процесс называется окислением, так как кислород воздуха является инициатором изменений свойств гудрона (повышении вязкости и жесткости).
Другой способ получения битума - отгонка лёгких фракций из тяжелых остатков нефти. Так получают Остаточный битум.
Компаундированный битум получают путем смешивания тяжелых остатков нефти.
В стройиндустрии кровельный битум – универсальное сырье для создания уникального ассортимента материалов гидроизоляции: праймеров, мастик, герметиков, рулонной гидроизоляции, «жидкой резины», гибкой черепицы, фасадной плитки.
С целью улучшения эксплуатационных свойств битумов часто используют различные добавки: полимеры, масла, дегти, легкие нефтяные фракции.
В России на кровлях и фундаментах ежегодно монтируется около 480 млн квадратных метров рулонных битумных и полимерно-битумных материалов (по данным открытых источников). Сотни тысяч тонн мастик, герметиков и праймеров применяют при устройстве гидроизоляции внутренних помещений, подземных конструкций, стен и кровель.
Но возникает вопрос – насколько экологически безопасны битумные материалы? И не только сами материалы, но и их производство?
За прошедшие 100 с лишним лет битумы были хорошо изучены с точки зрения воздействия на окружающую среду и организм человека. В соответствии с ГОСТ 9548-74 нефтяные битумы являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му, самому низкому классу опасности.
Важно отметить – во всех современных гидроизоляционных материалах применяют битум, модифицированный полимерами на основе СБС-стирол-бутадиен-стирольного термоэластопласта, либо альфа-полиолефинов. За счет модификации битум становится высокоэластичным материалом, увеличивается его теплостойкость, долговечность, износостойкость, улучшаются низкотемпературные характеристики. Например, в рулонных полимерно-битумных материалах ТЕХНОНИКОЛЬ премиальных и бизнес марок: ТЕХНОЭЛАСТ и УНИФЛЕКС битум модифицирован СБС полимером.
Благодаря модификации материалы ТЕХНОЭЛАСТ сохраняют гибкость при температуре окружающего воздуха до -25 С, и обладают теплостойкостью до +100 С. Гибкость марки УНИФЛЕКС составляет – 20 С, теплостойкость +100 С. Теплостойкость отдельных битумно-полимерных материалов ТЕХНОНИКОЛЬ составляет до +140 С. Таким образом, материалы могут эксплуатироваться во всех климатических зонах Евразии: от крайнего Севера, до районов с засушливым и тропическим климатом.
Рулонные материалы гидроизоляции ТЕХНОНИКОЛЬ производятся на прочной основе (полиэфир, стеклоткань или стеклохолст), которая повышает сопротивляемость материала к механическим нагрузкам и снижает риск его повреждения. На поверхность материалов верхнего слоя (марки К) нанесена минеральная посыпка для защиты от ультрафиолета.
Срок эксплуатации битумно-полимерных материалов Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ составляет 40 лет и более (материалы бизнес- класса) при условии правильного монтажа, эксплуатации и обслуживания.
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ сегодня экспортирует из России более 50 млн м2 рулонных битумно-полимерных мембран в различные страны мира, в том числе, в государства с очень жесткими экологическими требованиями (Скандинавия, Западная Европа, США). При этом материалы для внешнего и внутреннего рынка РФ часто отличаются лишь маркировкой - принципиальной разницы в составе большинства продукции нет.
Еще один показатель экологичности стройматериалов – возможность их эффективной утилизации и вторичной переработки. Отработавшие свой срок битумно-полимерные материалы успешно перерабатываются на специальных установках и в последующем используются как добавки при изготовлении различных стройматериалов с битумным вяжущим.
Однако в современном мире недостаточно произвести экологически безопасный продукт. Само производство также должно быть максимально безопасным и эффективным с точки зрения потребления ресурсов и защиты окружающей среды.
Каких результатов удалось достичь предприятиям направления «Битумные материалы и гранулы» ТЕХНОНИКОЛЬ за прошедшие несколько лет?
Все заводы данного направления в 2020 году сократили выбросы СО2 (углекислого газа) на 17%, снизили потребление электроэнергии на 6%, водопотребление почти на 9%. В целом за 5 лет водопотребление сократилось на 42%. И в прошедшем году отмечен самый низкий за пять лет объем потребления воды.
За счет замены воздушных компрессоров на более эффективные (с инверторной технологией) и установки частотных преобразователей на электродвигатели с 2016 по 2020 годы удалось сократить потребление электроэнергии на 10%.
В этом году на предприятиях компании ТЕХНОНИКОЛЬ реализуются проекты по сокращению выбросов пыли. Система пылеподавления состоит из генераторов водяного тумана, которые создают в разгрузочных зонах плотную водяную завесу из мельчайших капель. В результате система позволяет снизить уровень запыленности на 80%.
Отдельно стоит отметить успехи предприятия «ТехноНИКОЛЬ-Выборг», которое ежегодно перерабатывает до 5000 тонн в год вторичных полимерных модификаторов. Также «ТН-Выборг» стало первым предприятием ТЕХНОНИКОЛЬ, которое внедрило плазмокаталитическую установку очистки газов «PLAZKAT» российского производства.
Специалисты компании поработали и над снижением уровня шума работающего оборудования – для этого агрегаты завода в Выборге были покрыты специальным шумоизолирующим составом.
Компания методично двигается к цели – стать мировым лидером в производстве не только экологически безопасных материалов, но и обеспечить максимальную чистоту самого производства.
Стальные конструкции: основные тренды 2021 года
Сегодня состояние рынка стальных конструкций волнует не только непосредственных участников отрасли, но и потребителей. Выросшие цены на металл повлияли на состояние всей строительной отрасли, коснулось это и частных лиц. Поэтому состояние рынка стальных конструкций волнует все мировое сообщество. Ассоциация развития стального строительства продолжает знакомить вас с перспективами развития отрасли и возможностями применения металлоконструкций.
"Сегодня стальное строительство - одно из самых перспективных направлений строительной отрасли. Потенциал использования металла огромен. Это особенно актуально в условиях мирового кризиса, поскольку сталь имеет ряд преимуществ перед другими конструкциями. Потребность в строительстве общественных зданий, школьных и дошкольных учреждений, объектов культуры и спорта, коммерческих зданий и сооружений, складских и сельхоз помещений различного назначения, объектов жилого строительства и медицинских учреждений остается на прежнем уровне несмотря на экономические спады. Поэтому главный тренд 2021 года, который, мы уверены, сохранится и в последующие годы - это массовое расширение и углубление применения металлоконструкций по всем направлениям", - говорит глава АРСС Александр Данилов.
С руководителем Ассоциации согласны и другие эксперты отрасли. Рост потребления стали в строительстве имеет широкие перспективы. По оценке директора ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко Ивана Ведякова, росту применения металлоконструкций во многом будет способствовать реализация масштабных государственных инфраструктурных проектов. "Одним из ведущих трендов 2021 года я бы назвал рост цен на металл. Это сопровождалось увеличением спроса на него. В России сейчас строится много домов из монолитного железобетона, что сопряжено с повышенным расходом арматуры, которая за последние несколько месяцев подорожала в два раза. Еще сильнее возросли цены на балку, что стало серьезной проблемой для производителей металлоконструкций. Новые своды правил, утвержденные в 2020-2021 гг., способствуют расширению использования металла в строительстве. После принятия СП
«Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения» проектировщики начали перестраховываться, закладывая в проекты больше металла", - отметил Иван Ведяков. Еще одной проблемой эксперт назвал проект нового ГОСТа по строительной стали, из которого металлурги хотят убрать некоторые требования к прокату. Если он будет утвержден в таком виде, строителям самим придется подтверждать перед Главгосэкспертизой характеристики стальной продукции, что потребует дополнительных затрат.
Еще одним общемировым трендом, за которым следует и Россия, можно назвать высотное строительство. В условиях дорожающих цен на землю девелоперам выгоднее строить многоэтажные здания и небоскребы. Возведение таких объектов чаще всего используется с применением стальных конструкций.
"Накопленный опыт позволяет говорить об эффективности использования сталей повышенной прочности. Современные производители стали, в том числе в РФ, способны обеспечить строительство конструкций с пределами текучести до 900 МПа. А современные нормы РФ позволяют делать расчеты конструкций с самыми высокими пределами текучести. запроектировать без применения сталежелезобетонных конструкций. Комбинирование высокопрочных сталей и бетонов позволяет сооружать уникальные здания со сравнительно компактными поперечными сечениями. Применение сталежелезобетонных конструкций вместо «традиционных» (в которых стальная и железобетонная часть работают раздельно) позволяет снизить металлоемкость конструкций перекрытий на 14-26% в зависимости от пролета. То есть в полной массе здания – экономия может составить 8,8-16,4% веса конструкций. Кроме того, мировые тренды использования комбинированных конструкций показывают, что потребление стали для колонн, перекрытий многоэтажных зданий будут только расти. Поэтому важно совершенствовать нормативные документы в этом направлении, проводить экспериментальные исследования новых форм конструкций", - пояснят к.т.н., заведующий лабораторией высотных зданий и сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Денис Конин.
Также, по прогнозам участников рынка, сталь будет шире применяться не только в уже освоенных инфраструктурном и нежилом строительстве, но и в относительно новом сегменте жилого строительства.
"Жилая недвижимость сейчас строится в основном с применением арматуры, но на примере других стран мы видим потенциал для металлоконструкций. В России есть запрос на скорость, экологичность и качество строительства, которые не всегда может гарантировать монолит. С другой стороны, согласно нацпроекту «Жильё и городская среда» к 2030 г. в сегменте массового жилого строительства должно возводиться 80 млн м² ежегодно (сейчас менее 50 млн м² в год). При сегодняшних технологиях монолитного и панельного домостроения, равно как и имеющихся производственных мощностях, — достижение цели кажется затруднительным. В свою очередь, современные технологии и решения в области стального строительства, а также накопленный профессиональный опыт, позволят обеспечить достижение заявленных целей", - говорит начальник управления по развитию стального строительства «Северстали» Роман Сенаторов.
В сфере индивидуального жилого строительства уверенно растёт количество проектов по технологии лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Этот сегмент будет развиваться и дальше, особенно благодаря расширенной в 2021 г. программе льготного ипотечного кредитования.