Листовое железо и сталь. — Посредством прокатки в гладких вальках стальных и железных болванок получаются листы этих металлов различных размеров; по толщине их подразделяют: на кровельное — самый тонкий сорт железа от 0,33 до 0,66 мм, сковородное или лопаточное — несколько толще, судовое — толщиною 2, 5, 6 мм, котельное — от 5 до 18 мм и броневое до 600 мм. На русских заводах листы до 60 фн. весом после прокатки подвергаются особой обработке, называемой пробивкой, поэтому здесь будет отдельно описано получение кровельного железа и прокатка котельных и судовых листов. Приготовление же броневых плит, имеющих своеобразные особенности, см. в ст. Плиты. Кровельное железо, встречающееся на рынках, имеет 1 аршин ширины и 2 арш. длины, и, смотря по толщине листа, он весит от 7 до 14 фн. Более тонкие листы весом 5 фн. и меньше, так называемая шумиха, а также более толстое и тяжелое посудное и парсовое железо не употребляются для покрытия кровель, хотя выделка их такая же, как кровельных листов. Производство этих сортов железа состоит из трех операций: приготовления красной болванки, или сутунка, раскатки красной болванки в мерный лист и отделки листов под молотами. Сутунок, или красная болванка, преимущественно получается теперь или из пудлинговых кусков, или из пакетов, сложенных из мильбарса. Пудлинговые крицы весом 4—6 пд., обжатые под молотом, сажают минут на 10—15 в печь для подварки и вновь обжимают в квадратные куски дюймов 5—7 сторона квадрата. Точно так же обжимаются и кричные куски на заводах, где для выделки листов употребляют еще кричное железо. По обжимке пудлинговые куски сажают горячими в сварочные печи. Наиболе распространены для этой цели регенеративные печи Сименса вследствие возможности получать в них более ровную и высокую температуру и регулировать приток воздуха; кроме того, употребляют печи Боэциуса и простые сварочные. В печь сажают до 10 пудлинговых кусков, и после надлежащего их подогрева в течение двух часов куски прокатывают в вальках. Для этой цели употребляют двойные вальки: первая пара с 5—6 ручьями прямоугольной или ромбической формы, так наз. черновые вальки, и вторая пара — отделочные вальки с 4—5 прямоугольной формы ручьями. Длина вальков 4—4½ фт. при 18 дм расстояния между осями. Вальки получают движение от водяного колеса, или тюрбины, в 50—60 лошадиных сил, или от парового двигателя в 150—170 сил. При этом они делают до 80 оборотов в минуту. Нагретый кусок пропускают сначала через ручьи черновых вальков, поворачивая его на 90°, затем через ручьи отделочных вальков, ворочая на 180°. Таким образом кусок проходит 10-11 ручьев, а потом пропускают его еще раза два в гладких вальках. При этой работе участвуют обыкновенно у каждой печи при одном мастере 10 человек, которые и прокатывают 250 до 500 пд. в 12-часовую смену. Выкатанная таким образом полоса шириною в 6—6¼″ и толщиною в 3/16—5/16″ разрезается на сутунки так, чтобы вес сутунка был на 2—3 фн. более веса готового листа. Сутунки сортируют, смотря по порокам, на сходные и не сходные; сутунки же, имеющие большие пороки, и обрезки концов полос идут снова в передел. Сходной болванки выходит до 80%, угару от 11—12%, обрезков около 10%. Точно таким же образом получают сутунки из пакетов, которые складывают из полос мильбарса и имеют основание и покрышку односварочное железо; реже составляют пакеты из одного мильбарса. Пакеты, смотря по силе машины, прокатываются с одного или двух раз. Полученную из того или другого материала болванку раскатывают в листы в гладких вальках; при этом сутунок, которого длина служит шириной листу, катают поперек. Вальки для прокатки красной болванки имеют длину 38—40" с уклоном производящей к середине на ¼"; они отливаются из серого или тигрового чугуна, большею частью в чугунные изложницы; поверхность валька при этом отделывается и становится более гладкой и ровной. Валек служит до 24 суток без приточки и до 250 суток с приточкой, которая должна быть произведена очень тщательно. Вследствие большого прогревания и изнашивания середины валька производящая его имет к середине уклон; поэтому в начале прокатки, пока вальки не прогреются, листы посередине несколько толще, но потом это утолщение исчезает. Вальки делают 45—60 оборотов, получая движение от водяного двигателя 30-40 сил или парового до 120 сил. В старых вальках приводился в движение только один нижний валек; теперь же оба, а расстояние между вальками изменяют нажимными винтами. Нагревание красных болванок производится в калильных печах, имеющих несколько очелков, рабочее пространство которых или одинаково, или изменяется сообразно изменению ширины сутунков, которые для подогревов во время прокатки сажают в соответствующие очелки. В очелок садят до 20 сутунков, нагревают их в восстановительном пламени до вишневого каления и выдают по две штуки зараз, которые и прокатывают, пропуская поочередно, т. е. пока один сутунок проходит вальцы, второй передается через них; таким образом пропускают их 6-7 раз, пока не прокатают до 7—8 врш. в ширину. Эту операцию называют разболваниваниемсутунков. Затем складывают в парочку,которую сажают обратно в печь. Выдав и прокатав сутунки из одного очелка, прокатывают сутунки из второго и третьего, а затем переходят к прокатке парочек, листы которых пересыпают угольным мусором. Парочки катают до 17 врш. и собирают из них тройки, которые и сажают в печь на время прокатки всех парочек. За прокаткой парочек следует прокатка троек и собранных из них четверок, после прокатки которых листы имеют более 2 арш. длины. Для этой работы при одних вальках требуется от 9 до 11 человек; они прокатывают до 400 листов в 8-часовую смену. Полученные листы обрезают с коротких сторон и сортируют на сходные (до 92%) и брак, которого бывает до 3%; обрезков при этом получается около 8%. У хороших листов кромки не должны быть сильно надорваны.
Полученные листы отжигают и прокатывают по 6 штук зараз для некоторой наклепки. На этом и заканчивается приготовление кровельных листов за границей. Благодаря дешевизне рабочих и топлива на русских заводах красные листы пробиваются под молотами. Для этого красные листы складывают в пачки и обертывают бракованными листами, причем каждый лист опускают в воду и обсыпают мусором; такие пачки или пары сажают в так называемые дощатые или листобойные печи, похожие по устройству на печи для подогрева сутунков. Пламя в печи держат восстановительное и пару нагревают при светло-вишневом жаре около 6 часов, пока не покажутся синие огоньки окиси углерода. Тогда пару вынимают из печи, разбирают и очищают листы от угольного мусора, снова их складывают и пробивают под разгонным молотом. Для пробивки листов служат большей частью хвостовые молота с деревянным молотовищем и чугунным бойком; одни из них более легкие, с узкой бьющей частью, так называемые разгонные, или пробивные молота, другие с квадратным, реже круглым лицом, правильные, или гладильные. Такие молота приводятся в движение двигателем до 25 лошадиных сил. Паре задают от 70—80 ударов разгонным молотом, затем подогревают ее минут 15 в печи и снова пробивают до 400 ударов. Так поступают до 3—4 раз, после чего, подогрев пару, делают по ней 120 ударов гладильным молотом; листы разбирают, перекладывают горячие остывшими и подвергают их еще 100 ударам гладильного молота; этим операция и оканчивается для получения глянцевого железа. Пробивка продолжается 2—3½ часа и ведется 8 рабочими. Для синего железа достаточно двойной пробивки под разгонным молотом; красные листы на матовое и красное железо пробиваются только под гладильным молотом два раза: один раз нагретые, другой холодные, и при этом листы не пересыпают мусором. После пробивки холодные листы перекладывают горячими, чтобы оголубить их кромки и углы. Остывшие листы обрезают под ножницами и сортируют, при чем из листов с крупными пороками или вырезают так называемые недомерки, или пускают их в брак. Недостаточно пробитые листы снова пробиваются. Металл листов считается очень хорошим, если выдерживает 24—28 гибов. После сортировки листы развешивают с точностью до ½ фн. и складывают в 5-пд. пачки, которые связывают деревянными брусками и железными полосами. В таком виде кровельное железо поступает в продажу.
Л. котельное железо и сталь получается прокаткой в гладких вальках или литых дощатых болванок, или сыродувных и пудлинговых криц, которые сперва обжимаются под молотом, прокатываются в вальцах, затем полосы разрезаются на куски и вновь свариваются. Эти операции проделывают несколько раз, смотря по качеству железа, пока не получат полосы, которой придают прокаткой длину, равную ширине листа, а затем прокатывают полосу поперек до требуемой длины и толщины листа. От искусства ведения обжимки и сварки зависит получение листов того или другого качества. Литой металл за неимением шлаков и непроваренных мест не требует обжимки, а прямо катается в листы. Вследствие сильного вытягивания металла и уменьшения сечения болванки в 10—20 раз пузыри, полученные при ее отливке, уничтожаются прокаткой. Болванки для прокатки нагреваются на поду пламенных печей; величина нагрева зависит от размеров приготовляемых листов. Прокатка производится в гладких вальках, которые оба приводятся в движение двигателем в 100—130 сил для литого и 60—80 сил для сварочного железа. Вальки при диаметре 0,34—0,76 м делают от 25 до 35 оборотов в минуту и имеют длину на 10—30% более ширины прокатываемых листов. Иногда для того, чтобы не передавать листов через вальцы, устраивают листокатальные станы с тремя вальками, пропуская листы попеременно то в верхнюю, то в нижнюю пару вальков или, если стан с двумя вальками, то им сообщают переменное движение. Нагретая в печи дощатая болванка прокатывается по длине до ширины листа, а затем поперек до требуемой длины и толщины. При малой толщине и большой поверхности листа его редко удается прокатать с одного нагрева, а приходится подогревать лист несколько раз. Прокатанные листы выправляют деревянными колотушками на чугунной плите, и затем их обрезают под рычажными или параллельными ножницами. После прокатки вследствие неравномерного остывания в листах могут получаться внутренние натяжения, дурно влияющие на качество металла. Для уничтожения этого листы отжигают, т. е., нагрев лист до светло-красного каления, оставляют его медленно остывать в печи или в мусоре. Испытания брусков на разрыв показали, что отжигом сильно увеличивается удлинение и вязкость металла, сопротивление же разрыву немного понижается. Интересны также опыты, показывающие, что в железных листах бруски, взятые поперек прокатки, дают сопротивление разрыву на 8—10 и удлинение на 10—40% меньше, чем бруски, взятые вдоль прокатки, между тем направление вырезки брусков из листов литого металла не оказывает влияния при испытания на разрыв. Сравнение испытаний различных образцов от железных и стальных листов, подвергнутых после прокатки одинаковой обработке, дает большее абсолютное сопротивление и удлинение при разрыве для литого металла. Поэтому неудивительно, что для кораблестроения, постройки мостов и котлов теперь везде применяют листы из мягких сортов мартеновского и бессемеровского металла вместо сварочного железа.