Мелкосортный стан

Мелкосортные станы, пожалуй, являются самыми распространенными среди сортопрокатных станов, поскольку они выпускают наиболее ходовой размерный сортамент для строительного сектора. Для прокатки на этих агрегатах используют заготовки квадратного сечения размером от 60х60 мм до 100х100 мм (в последнее время используют и более крупные заготовки размером сечения 150х150 мм). Готовой продукцией является круглый прокат диаметром 8—30 мм, прокат квадратного сечения размером 10—27 мм, угловой профиль (уголок) размером от 20х20 мм до 50х50 мм, узкая полоса толщиной до 8 мм и шириной 12—70 мм, а также другие мелкосортные профили. Они могут поставляться как в прутках с порезкой на мерные длины, так и в бунтах (круглый прокат диаметром до 25 мм и узкая полоса)^[2][3].

В зависимости от расположения прокатных клетей мелкосортные станы бывают трёх типов — линейные, полунепрерывные и непрерывные.

Первоначально мелкосортные станы делали только линейными — в них клети или группы клетей расположены на одной линии, причём каждая линия имела свой привод, общий для клетей этой линии. Обжимная линия стана 250 обычно состояла из одной клети трио с валками диаметром 500 мм и длиной бочки 1500 мм. Черновая линия включала две клети трио с валками диаметром 330 мм и длиной бочки 900 мм, а чистовая — семь клетей дуо с валками диаметром 250—300 мм и длиной бочки 600  мм. Станы линейного типа имели очень существенный недостаток — недостаточную пропускную способность обжимной и черновой линий и, соответственно, сравнительно невысокую производительность^[2].

Поэтому со временем большее развитие получили полунепрерывные мелкосортные станы, в которых трёхвалковые клети черновой линии заменяли непрерывными линиями, состоящими из двухвалковых клетей^[2].

Самым оптимальным вариантом являются полностью непрерывные станы. Они бывают однониточные, двухниточные и четырёхниточные в зависимости от числа параллельно расположенных линий («ниток») чистовых групп клетей и, соответственно, технологических потоков проката на выходе^[3].

Наибольшее распространение получили двухниточные мелкосортные станы 250. Например, типовой двухниточный стан 250 состоит из 23 клетей дуо и имеет в своем составе черновую, промежуточную и две чистовые линии. В черновую группу входит 7 клетей 450, в промежуточную — 4 клети 370, а в обеих чистовых линиях чередуются по 3 клети 320 с горизонтальными и вертикальными валками^[2][4]. Другим вариантом компоновки оборудования является размещение после 7- клетевой черновой группы двух параллельных 8-клетевых чистовых групп с валками диаметром 270—320 мм. Таким образом, каждая из прокатных ниток проходит через 17 клетей (во втором варианте — через 15 клетей), а скорость прокатки на выходе стана достигает 20 м/с. Средняя производительность непрерывного двухниточного мелкосортного стана 250 составляет 500—700 тыс. т/год^[3].

При производстве качественного крепежа не только из углеродистых, но и из легированных сталей, в волочильных цехах возник спрос на круглую катанку в более тяжелых, чем обычно, бунтах. С этой целью были разработаны непрерывные мелкосортные станы 250 и 300 для прокатки круглой стали большего, чем обычно, диаметра — до 50 мм. По сравнению с обычными непрерывными мелкосортными станами прокатка на этих специализированных станах ведётся в одну нитку, без скручивания и в меньшем количестве клетей. Черновая группа состоит из 8 клетей, промежуточная и чистовая имеют по 6 клетей. Чередование вертикальных и горизонтальных клетей имеет место во всех трёх группах, в отличие от традиционного двухниточного стана, где такое чередование есть только в чистовых группах клетей^[5].

Несмотря на широкое применение двухниточных мелкосортных станов, однониточные станы также активно используются на металлургических заводах — как для прокатки более простых профилей размерного сортамента из углеродистых сталей, так и наоборот, для производства продукции повышенного качества из легированных сталей^[3][5]. Такие станы 300 или 250 включают меньшее количество клетей — от 15 до 20 в рамках двух или трёх прокатных групп, с чередованием вертикальных и горизонтальных клетей. Требуемые свойства проката (точность размеров, чистота поверхности и величина обезуглероженного слоя) обеспечиваются контролируемым охлаждением перед смоткой в бунты или порезкой на мерные длины^[3]. Технология контролируемого охлаждения предусматривает также степень заключительной деформации не менее 15—29 % и возможность прокатки при пониженных температурах (до 750 °С)^[6]. Производительность такого однониточного стана достигает 800 тыс. т/год.

Существуют также варианты двухниточных мелкосортных станов с учётом применения технологии бесконечной прокатки. В таких станах между двумя нагревательными печами и черновой группой клетей размещается оборудование для стыковой сварки заготовок. Последовательная выдача нагретых заготовок из каждой печи позволяет вести прокатку разных профилей одновременно по обеим ниткам чистовых клетей^[3].

На российских заводах чёрной металлургии в настоящее время действуют около двух десятков мелкосортных станов. На комбинате ЕВРАЗ ЗСМК в Новокузнецке работают два мелкосортных стана 250. Можно также упомянуть станы 250 (Челябинский и Череповецкий металлургические комбинаты, металлургический завод «Ижсталь»), станы 280 (Омутнинский металлургический завод и литейно-прокатный завод в Ярцево), стан 320 (Надеждинский металлургический завод), стан 325 (Металлургический завод «Красный Октябрь» в Волгограде), станы 350 (Оскольский электрометаллургический комбинат, Абинский электрометаллургический завод, металлургические заводы «Камасталь» и «Петросталь»).