Угловой профиль (уголок)

Угловой профиль изготавливается из различных материалов (конструкционные углеродистые и низколегированные стали, цветные металлы, композитные сплавы, пластик) и является одним из базовых элементов металлических конструкций. Особенно широко его используют в строительной индустрии в качестве жёсткой арматуры для усиления бетона в сочетании с арматурным профилем, швеллером и двутавром) в монолитных конструкциях высотных каркасных зданий, в тяжелонагруженных и большепролётных сооружениях. Прокатный металлический уголок применяют практически во всех отраслях, особенно широко его используют в строительной индустрии в качестве жёсткой арматуры для усиления бетона (в сочетании с другими профилями: швеллером и двутавром) в монолитных конструкциях высотных каркасных зданий, в тяжелонагруженных и большепролётных перекрытиях и покрытиях и в различных областях машиностроения^[3][4].

В зависимости от типов прокатных станов сортамент угловых профилей распределяется следующим образом^[4]:

• Рельсобалочные станы — угловой профиль с шириной полки 180—250 мм;
• Крупносортный станы — угловой профиль с шириной полки 80—160 мм;
• Среднесортные станы — угловой профиль с шириной полки 75—125 мм;
• Мелкосортные станы — угловой профиль с шириной полки 20—50 мм;

Поставки угловых профилей, как правило, осуществляются в прутках, порезанных на мерные длины. Возможно изготовление угловых профилей со срезанным или скруглённым углом при вершине.

Существуют различные схемы прокатки угловых профилей^[3].

Наиболее традиционной считается схема прокатки в закрытых калибрах. В этом случае полки уголка остаются прямыми, а центральный угол постепенно уменьшается со 125—145° в первом черновом калибре до 90° в чистовом калибре. Эта схема имеет такие явные недостатки, как глубокий врез калибров в валки (и, следовательно, уменьшение их прочности) и большая разница диаметров рабочих валков, приводящая к их повышенному износу и ухудшению поверхности профиля.

Для преодоления этих недостатков была предложена схема прокатки с развёрнутыми полками в закрытых калибрах. Динамика изменения центрального угла остаётся без изменений, но наряду с изгибом полок происходит их значительное обжатие. Эта схема используется при прокатке угловой стали больших размеров с толстыми полками. При этом, однако, большое формоизменение при переходе от развёрнутых полок к финальному прямополочному профилю может вызвать значительные растягивающие напряжения на наружных гранях полок и даже к появлению трещин.

Наиболее распространённой на современных сортопрокатных станах является универсальная схема прокатки, особенно применимая для угловых профилей малых размеров. Её главное преимущество — прокатка без ограничения уширения, а наличие ребрового калибра позволяет эффективно обрабатывать кромки полок и регулировать их ширину. Кроме того, при такой схеме используется меньший парк валков. Иногда в этой схеме калибровки наряду с черновым используют второй ребровой калибр, предшествующий предчистовому калибру. Это даёт возможность серьёзно расширить сортамент прокатываемых угловых профилей.

Для прокатки тонкостенных угловых профилей нередко используется схема прокатки по методу сгибания полосы. При этом сначала квадратную или прямоугольную заготовку деформируют в полосу, имеющую некоторое утолщение в центральной части, с дальнейшим изгибом до финального углового профиля. Ещё один вариант прокатки углового профиля связан с заданием в калибр квадратной заготовки в диагональном положении с целью быстрого увеличения ширины проката.

Поставки горячекатаного углового профиля осуществляются в соответствии с двумя стандартами: ГОСТ 8509-93 «Уголки стальные горячекатаные равнополочные»^[5] и ГОСТ 8510-86 «Уголки стальные горячекатаные неравнополочные»^[6]. Оба этих стандарта являются межгосударственными; они были введены в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 года и с 1 июля 1987 года соответственно. ГОСТ 8509-93 устанавливает требования к сортовому стальному горячекатаному равнополочному угловому профилю с шириной полки от 20 до 250 мм включительно (уголки № 2—25) и толщиной полки от 3 до 35 мм. ГОСТ 8510-86 устанавливает требования к сортовому стальному горячекатаному неравнополочному угловому профилю с полками шириной от 25х16 до 200×125 мм включительно (уголки № 2,5/1,6—25/12,5) и толщиной полки от 3 до 16 мм.

ГОСТы 8509-93 и 8510-86 описывают, в частности, следующие параметры проката:

• точность прокатки: высокая (А), повышенная (Б), обычная (В), от +1,0 мм до +4,0 мм (по ширине полки) и от (+0,2; −0,3 мм) до (+0,5; −0,9 мм) (по толщине полки);
• длина: мерная, мерная с немерной длиной, кратная мерная, кратная мерная с немерной длиной, немерная, ограниченная в пределах немерной;
• длина проката: от 4 до 12 м; по согласованию с потребителем возможно увеличение длины угловых профилей свыше 12 м.

Используется также межгосударственный стандарт ГОСТ 535—2005 «Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества», регламентирующий механические свойства сортового проката (в том числе и угловых профилей)^[7]. Поскольку угловые профили изготавливают не только горячей прокаткой, но и холодным профилированием на профилегибочных агрегатах, существуют соответствующие стандарты ГОСТ 19771-93 («Уголки стальные гнутые равнополочные») и ГОСТ 19772-93 («Уголки стальные гнутые неравнополочные»).

Угловые профили в России выпускают следующие металлургические комбинаты и заводы^[8]:

• завод «Амурсталь» в Комсомольске-на-Амуре — уголки равнополочные 25—50 мм;
• Западно-Сибирский металлургический комбинат (АО «ЕВРАЗ ЗСМК») в Новокузнецке — уголки неравнополочные 25х3 — 125×12 мм;
• Литейно-прокатный завод в Ярцево — уголки равнополочные 14—32 мм;
• завод «Ижсталь» в Ижевске — уголки равнополочные 20—100 мм;
• Магнитогорский металлургический комбинат (ПАО «ММК») — уголки равнополочные 25—125 мм и неравнополочные 63х40 — 110×70 мм;
• Надеждинский металлургический завод в Серове — уголки равнополочные 56—63 мм;
• Электрометаллургический завод НЛМК-Калуга — уголки равнополочные 25—100 мм;
• Нижнетагильский  металлургический комбинат (АО "ЕВРАЗ НТМК) — уголки равнополочные 160—200 мм и неравнополочные 160×100 мм;
• Металлургический холдинг «Новосталь-М» (площадка в Балаково) — уголки равнополочные 25—100 мм;
• Комбинат «Уральская сталь» в Новотроицке — уголки равнополочные 200—250 мм;
• Челябинский металлургический комбинат (ПАО «Мечел») — уголки равнополочные 40—50 мм;
• Череповецкий металлургический комбинат (ПАО «Северсталь») — уголки равнополочные 20—75 мм и неравнополочные 63х40 — 100×63 мм;
• Чусовской металлургический завод (АО «ОМК») — уголки равнополочные 50—125 мм и неравнополочные 90×56 мм.

Угловые равнополочные профили 75—125 мм выпускается также на Алчевском металлургическом комбинате, а также на Макеевском и Енакиевском металлургических заводах, входящих в Южный горно-металлургический комплекс^[9].

В странах СНГ угловой прокат выпускают Белорусский металлургический завод в Жлобине — уголки равнополочные 20—50 мм, Молдавский металлургический завод в Рыбнице (Приднестровская Молдавская республика) — уголки равнополочные 25—50 мм, Узбекский  металлургический комбинат в Бекабаде — уголки равнополочные 25—75 мм.

Развиваются и новые предприятия по производству угловых профилей. ООО «Сургутский металлургический комплекс» реализует инвестиционный проект по строительству производственного комплекса для выпуска фасонного проката мощностью 100 тыс. тонн в год. На производстве создаются электросталеплавильный и прокатные цеха по выпуску уголков, шестигранников и других видов сортового проката. Согласно графика работ, в 2026 году ожидается выход завода на проектную мощность^[10].