Сортамент сортового и листового проката
По форме поперечного сечения и назначению сортовой прокат можно разделить на несколько групп (рис. 8.5):
прокат простой формы сечения — круглый, квадратный, прямоугольный и шестигранный (верхний ряд на рис. 8.5); он относится к продукции общего назначения и используется при изготовлении различных деталей, а также как заготовка для операций резания, штамповки, ковки и др.;
прокат общего назначения более сложной формы поперечного сечения — уголки, швеллеры, тавровые и двутавровые балки, зет-профили, рельсы и др. (второй ряд на рис. 8.5); эти профили являются, как правило, окончательной продукцией и применяются в строительстве, на железных дорогах, а также в качестве деталей машин;
профили специального назначения, имеющие сложную форму поперечного сечения, приближенную к форме готового изделия (два нижних ряда на рис. 8.5, где представлены профили заготовки для турбинной лопатки, шлицевого вала, ножей сельхозмашины, станинной направляющей и др.); они предназначены для изготовления деталей с минимальными отходами металла.
Очевидно, по объему производства первая группа профилей наибольшая, но по разнообразию форм поперечных сечений самая малочисленная. И наоборот, профили третьей группы изготовляются небольшими партиями, потребность в каждом из них мала, но количество таких профилей исчисляется тысячами. В сортаменте немецкой фирмы “Клекнер” насчитывается около 14000 таких профилей, примерно на таком же уровне их содержат каталоги США, в России производят порядка 3,0—3,5 тыс. фасонных профилей.
Во всем мире имеется тенденция к увеличению количества фасонных профилей, а также к повышению их точности и качества поверхности, что позволяет значительно экономить металл и снижать трудозатраты в машиностроении. В идеале точные фасонные профили должны иметь такую форму сечения, точность и качество поверхности, чтобы не требовалась их дальнейшая обработка при изготовлении готовой детали, за исключением, может быть, операций резки, шлифовки и термообработки. Но такие профили будут дорогими. Перед машиностроительным производством всегда стоит проблема: что выгод-
Рис. 8.5. Сортамент сортового проката нее — использовать простую и дешевую заготовку, например круглую, которую ковкой, механической обработкой и другими операциями можно довести до готового изделия, или, наоборот, затратить больше средств на организацию производства фасонной заготовки, но сэкономить на металле и трудозатратах. В целом нужно решать оптимизационную задачу на минимум общих затрат на всех переделах. В результате ее решения должен быть найден оптимальный по форме профиль фасонной заготовки, обеспечивающий минимальные суммарные затраты в металлургическом и машиностроительном производствах.
В затратной экономике Советского Союза стоимость металла была резко занижена, рабочая сила мало стоила и рыночные законы не работали. При развитом станочном парке было выгоднее, например, заготовку для турбинной лопатки (представленную на рис. 8.5) произвести фрезеровкой из круглой заготовки, чем налаживать производство фасонной заготовки. Коэффициент использования металла (КИМ) при изготовлении турбинной лопатки из фасонной заготовки увеличится до 80 % по сравнению с вариантом резания из круглого проката, при котором КИМ не превышает 20%. При производстве металла в объеме 50—60 млн. т в год в России примерно 3—4 млн. т металла уходит в стружку и отходы, т. е. один крупный металлургический комбинат почти целиком “работает на стружку”! Производство точных фасонных профилей позволяет в значительной мере сократить потери металла при резании. К сожалению, развал экономики в годы кризиса в России мало способствует развитию производства экономичных профилей проката. Производство их в настоящее время наращивается медленно.
Во многих странах, например в США, а теперь и в России, принята двухступенчатая организация поставки металлургической продукции потребителю. Крупные металлургические предприятия не имеют контакта непосредственно с машиностроителями, а продают весь прокат на промежуточный склад, который непосредственно обслуживает потребителей. Многие склады за рубежом являются не просто местом хранения металла, а полноценным заводом. Они оборудованы необходимыми прокатными станами, термическими печами, отделочными станками и системами контроля проката, а также другим оборудованием для выпуска самых разнообразных простых и фасонных профилей в требуемом количестве и с требуемыми характеристиками по точности, качеству поверхности, кривизне, химическому составу стали, структуре металла и пр. В России такие склады пока не имеют столь развитой системы сервисного обслуживания потребителей, но тенденции заметны.
Листовой прокат можно разделить на три вида — толстый, тонкий горячекатаный и холоднокатаный. Каждому из них соответствует не только определенный диапазон размеров, но и своя проблематика, свой набор технологий. По ГОСТу толстым называется лист, имеющий толщину более 4 мм. Ширина листа зависит от типа прокатного стана и может изменяться от 1,5 до 4,5 м, длина — до 18 м. Толстые листы поставляются заказчику в виде прямоугольных карточек. Толстые листы толщиной выше 60 мм называются плитами.
Тонкий горячекатаный лист имеет размеры от 1,2 до 4—5 мм и поставляется заказчику в виде как отдельных карточек (пакетами карточек), так и рулонов массой от нескольких килограмм до 36 т. В таком же виде часто поставляется толстолистовая продукция толщиной до 16 мм (максимальный вес рулона определен грузоподъемностью железнодорожного вагона 72 т, оборудованного для перевозки двух рулонов).
Холоднокатаный лист имеет толщину от 0,2—0,4 до 8 мм, ширина его также зависит от типа прокатного стана и колеблется в диапазоне примерно 1000— 2200 мм. Холоднокатаные листы также поставляются в виде пакетов карточек или рулонов массой до 36 т (не должно смущать некоторое перекрытие по толщине листа на разных типах листов, это определяется технологическими и экономическими возможностями разных станов).
Листовой металл в целом имеет более высокие эксплуатационные характеристики (прочностные, пластические и технологические), чем сортовой прокат. Наиболее качественной и дорогой металлургической продукцией является холоднокатаный лист, и потребность в нем непрерывно растет на мировом рынке и внутри страны. В России, как и во всем мире, идет развитие металлургического производства, прежде всего, в направлении наращивания мощностей по производству листа, в первую очередь холоднокатаного, особенно с покрытием и с высокими эксплуатационными свойствами.
Здесь уместно остановиться на советском периоде истории развития производства проката у нас в стране. Как известно, после Гражданской войны металлургия в СССР находилась на нулевом уровне, и только в 1932—1933 гг. появились первые советские прокатные станы. Страна нуждалась в металле, чтобы наращивать оборонную мощь, развивать машиностроение и другие отрасли народного хозяйства. Лозунг того времени “Больше дешевого металла!” на значительный период определил развитие советской металлургии. Предпочтение отдавалось таким производствам, которые позволяли давать дешевый металл в больших объемах. Качество его было пока фактором второстепенным. В первую очередь стимулировалось развитие литейного и сортопрокатного производства. Однако приоритетное их развитие создавало определенный перекос металлопотребления в машиностроении, определяя его ориентацию на тяжелые литые металлоконструкции, большое количество ручного труда и операций резания. Получили сравнительно слабое развитие прогрессивные операции листовой штамповки, зависящие от степени развития листопрокатного производства, сдерживалось производство гнутых профилей и ленты. Не могли развиваться целые направления машиностроения.
Только в конце 1950-х гг. в СССР встал вопрос о производстве не любого, а качественного металла. Эго связано с мероприятиями по очистке исходного металла и выплавке более качественных марок стали, с внедрением в прокатном производстве оборудования для получения и контроля качества проката. Приоритетными стали такие металлопроизводители, которые обеспечивают более высокие механические свойства металла, меньший расход металла на единицу продукции в машиностроении. Более быстрыми темпами стало развиваться листопрокатное производство и соответствующие отрасли машиностроения. В 1985 г. (год наибольшего производства литого металла — 152 млн. т) в СССР примерно 60 % от всего объема проката составлял сортовой и 40 % листовой прокат. Для правильного развития машиностроения, исходя из потребностей страны, требовалось примерно равное соотношение между листом и сортом. Наиболее быстрыми темпами наращивалось производство листа, особенно холоднокатаного, с улучшенной поверхностью, с высокой способностью к штамповке, с покрытиями, из легированных и нержавеющих марок стали. После развала блока социалистических стран, а затем и Советского Союза многие из этих производств остались за пределами России. Вновь стоит проблема наращивания производства многих видов листовой и сортовой продукции — толстого и холоднокатаного листа с покрытиями, жести, мелкого сорта, проволоки и арматуры и др.
Кстати, в экономически развитых странах, таких как США, Япония, Германия, примерно 55—60 % проката выпускается в виде листа и 40—45 % — в виде сорта. Такое соотношение вызвано не запросами внутренних потребителей этих стран, которые также перерабатывают примерно равное количество листового и сортового проката. Высококачественный лист, особенно холоднокатаный, на мировом рынке пользуется большим спросом и ценится значительно дороже, чем сортовой прокат, и эти страны являются основными поставщиками листа во многие страны. За последние годы резко возросло производство металлургической продукции, прежде всего листовой, в Китае, Южной Корее, Бразилии и др. По количеству выплавляемого металла в год Китай уже опередил США и Японию, выйдя на уровень свыше 200 млн г/год.
Производство проката в России в настоящее время ежегодно увеличивается на 3—4 % и в 2002 г. составило по листу 21 млн т (43 %) и 15,1 млн т по сорту (24 %). До 2005 г. преимущественно развивалось листовое производство. Но с 2005 г. ситуация начинает меняться в пользу сорта, производство которого увеличивается до 17—18 млн. т (в 2005 г.), также более высокими темпами растет потребление сортового проката на мировом рынке. В 2002 г. производство сорта составляло 51 % и листа — 49 %, а в 2010 г. будут производить 53 % сорта и 47 % листа (по прогнозам).
Российские заводы ОАО “Северсталь”, НЛМК, ММ К активно выступают на мировом рынке листового металла, особенно холоднокатаного. По качеству наш лист ничем не уступает зарубежному. При неразвитом потреблении внутри страны экспорт листового металла является для этих заводов важным стимулом развития производства. На мировом рынке стало “тесно”. Многие из стран, которые раньше покупали металлопрокат, сейчас сами его производят и успешно конкурируют на мировом рынке (Китай, Индия, Бразилия, Турция и др.). Кстати, даже самый высококачественный японский лист на мировом рынке стал трудно реализуемым, так как, с одной стороны, высокое качество достигается уже во многих странах, с другой — высокое качество обеспечивается высокими затратами, и потребитель часто не готов переплачивать за дополнительное качество такого листа. Более дешевый лист можно купить теперь у многих производителей. На международном рынке реализуется примерно пятилетний цикл развития и спада потребности в металле. Как только определяется потребность в каком-то виде металла, все страны в условиях жесточайшей конкуренции моментально наращивают производство, и рынок быстро наполняется этим видом продукции. Но когда потребности удовлетворяются, наступает спад производства. В этот цикл включились также российские предприятия.
Наши металлургические заводы стремятся укреплять связи с внутренними потребителями металла (автомобильными, машиностроительными, судостроительными предприятиями), наращивают мощности по производству товаров народного потребления, скупают машиностроительные предприятия в целях организации единого комплекса производства от получения металла до выпуска готовой машины. Такие предприятия, как ОАО “Северсталь”, образуют холдинговые компании, в которые входит множество предприятий — от добывающих сырье до производящих автомобили. Развитие внутреннего рынка позволит избежать той лихорадки, которая имеет место на мировом рынке.
