فرآیند تولید ورق سیاه

فرآیند تولید ورق سیاه از زمانی که فرآیند های انقلاب صنعتی در اواسط قرن نوزدهم آغاز شد، به طور چشمگیری تکامل یافته است. با این حال روش های مدرن هنوز بر اساس فرآیند بسمر است که بیش از 150 سال پیش انجام می شد. این راهی برای وارد کردن اکسیژن به آهن مذاب به منظور کاهش میزان کربن موجود در داخل بود.

تولید فولاد امروزی از مواد خام سنتی (آهن) و مواد بازیافتی برای تبدیل آنها به فولاد استفاده می کند. با در نظر گرفتن این موضوع، در اینجا 6 مرحله برای تولید فولاد مدرن توضیح داده شده است.

فرآیند نورد به چه معناست

“نورد” یک اصطلاح بسیار رایج در دنیای فلزات است که به فرآیند شکل دهی فلز اطلاق می شود که در آن یک استوک فلزی بین دو رول عبور داده می شود تا ضخامت آن کاهش یابد و ضخامت یکنواختی به دست آید.

نورد فرآیند اولیه تولید تمام محصولات فولادی از جمله ورق سیاه است.

آسیاب های نورد می توانند فولاد را به سرعت پردازش کرده و محصولات ریخته گری نیمه تمام از جمله شمش ها، بیلت ها یا دال ها را به محصولات نهایی مانند تیرها، میلگرد ها یا ورق ها و غیره تبدیل کنند.

فرآیند تولید فولاد

• فرآیند ساخت آهن

از آنجایی که آهن جزء اصلی فولاد است، ابتدا باید ساخته شود. سنگ آهن، آهک و کک را در کوره بلند قرار داده و ذوب می کنند. سپس مایع حاصل به نام آهن مذاب تشکیل می شود. از آنجایی که آهن مذاب هنوز حاوی حدود 4 تا 4.5 درصد ناخالصی هایی مانند کربن است که به نوبه خود فلز را شکننده می کند، باید ریشه کن شوند. مرحله 2 دقیقاً این کار را انجام می دهد.

• ساخت اولیه فولاد

دو روش اصلی برای ساخت فولاد وجود دارد که عبارتند از: ساخت فولاد اکسیژن پایه (BOS) و کوره های آرک الکتریکی (EAF). روش های BOS برای مثال شامل افزودن ضایعات (بازیافت) فولاد به آهن مذاب در کوره است. سپس اکسیژن از طریق مایع (فرایند بسمر) برای کاهش ناخالصی های فلز مذاب به 0.5٪ -1.5٪ فشار داده می شود.

روش دیگر با روش EAF، فولاد بازیافتی به همراه آهن مذاب به یک کوره قوس الکتریکی وارد می شود که سپس تا حدود 1650 درجه سانتیگراد گرم می شود تا آن را به فولاد درجه بالا تبدیل کند.

• ساخت ثانویه فولاد

در مرحله بعد، فولاد مذاب تازه تشکیل شده باید تنظیم شود تا ترکیب فولادی عالی ایجاد شود. این کار با دستکاری دما و/یا حذف عناصر خاص انجام می شود. این ممکن است شامل فرآیند هایی مانند گاز زدایی، هم زدن، تزریق یا حباب آرگون باشد.

• ریخته گری

اکنون فولاد های خود را داریم و مرحله بعدی ریختن آن در قالب های خنک شده است. این باعث می شود فلز به سرعت سرد شود. پس از سرد شدن فلز، بسته به کاربرد به طول های دلخواه برش داده می شود، مثلاً دال برای صفحات، شکوفه برای بخش هایی مانند تیرها، و شمش برای محصولات طولانی تر مانند سیم کشی یا لوله های نازک.

• اولین شکل گیری ورق سیاه

این مرحله به عنوان شکل دهی اولیه شناخته می شود، اشکال اولیه دال ها و بیلت ها معمولاً با نورد گرم به اشکال مختلف تبدیل می شوند. سپس محصولاتی که نورد گرم می شوند به تسمه، تختال، لوله های بدون درز، انواع ورق از جمله ورق سیاه و دیگر محصولات برای آخرین مرحله پردازش تقسیم می شوند.

• فرآیند ساخت، ساخت و تکمیل

در نهایت انواع روش های شکل ‌دهی ثانویه از جمله شکل ‌دهی، ماشینکاری، اتصال و پوشش دادن به محصولات شکل ‌ها و ویژگی ‌های خود را می‌دهد.

تفاوت نورد گرم و نورد سرد چیست

نورد بر اساس دمای فلز در حال نورد طبقه بندی می شود.

در اینجا باید اصطلاح تبلور مجدد را معرفی کنیم که فرآیندی است که طی آن دانه های تغییر شکل یافته با مجموعه جدیدی از دانه های بدون نقص جایگزین می شوند.

این فرآیند نیاز به دمای خاصی دارد که به آن دمای تبلور مجدد می گویند.

در هنگام نورد، اگر دمای فلز بالاتر از دمای تبلور مجدد آن باشد، به آن فرآیند نورد گرم می گویند. و اگر تحت دمای تبلور مجدد باشد، فرآیند نورد سرد نامیده می شود.

یعنی نورد گرم فرآیندی است که با گرما انجام می شود، در حالی که نورد سرد در دمای اتاق یا نزدیک به آن انجام می شود.

فولاد اولیه و فولاد ثانویه می تواند نورد گرم یا نورد سرد باشد که شامل کلیه گریدها و مشخصات فولاد می شود.

بدیهی است که برخی از انواع فولاد برای مصارف خاصی مناسب ترند.

استفاده از نوع مناسب فولاد باعث صرفه جویی در زمان و هزینه و جلوگیری از هدر رفتن مواد اولیه می شود.

تولید ورق سیاه

ورق سیاه یا ورق گرم در دمای بسیار بالا، تقریباً بیش از 2000 درجه فارنهایت که بالاتر از دمای تبلور مجدد برای اکثر انواع فولاد است، نورد شده است.

گرما به فولاد یک فرم شروع قابل کار می دهد و شکل دادن به آن را آسان تر می کند.

نورد گرم با یک فولاد بلند بزرگ به نام بیلت شروع می شود که حرارت داده می شود و به یک رول بزرگ می فرستند تا صاف شود، سپس در یک سری رول عبور داده می شود تا دمای آن بالا بماند تا به ابعاد مورد نظر نهایی برسد.

سپس ورق های سیاه به صورت رول می چرخند و می گذارند تا خنک شوند.

نورد گرم ابعاد دقیقی را ارائه نمی دهد زیرا فولاد در حین خنک شدن منقبض می شود، بنابراین فولاد به دست آمده برای کاربردهایی مناسب است که در آن ابعاد خاص بسیار مهم نیستند، مانند راه آهن و سازه ها.

فولاد نورد گرم را می توان با این ویژگی ها به دلیل جمع شدن و باقی ماندن خنک کننده تعریف کرد:

یک سطح پوسته ‌دار، لبه ‌ها و گوشه ‌های کمی گرد و اعوجاج‌ های جزئی

مزایای ورق نورد گرم

مقرون به صرفه است زیرا به پردازش بسیار کمتری نسبت به فولاد نورد سرد نیاز دارد.

عاری از تنش های داخلی که هنگام خنک شدن از آنجایی که در دمای اتاق خنک می شود، ایجاد می شود.

ایده آل برای کاربردهایی که ابعاد دقیق آن به عنوان استحکام فولاد مهم نیست.

فرآیند تولید کویل های نورد گرم

فرآیند تولید کویل های نورد گرم در سه مرحله اصلی انجام می شود

• مرحله گرمایش

یک تخته فولادی یا بیلت در کوره تا دمای بسیار بالا تقریباً 2300 درجه فارنهایت گرم می شود که بر خواص فولاد تأثیر می گذارد و ترکیب کربن و نیترات موجود در فولاد را حل می کند.

فرآیند حرارت دادن فولاد را انعطاف پذیرتر می کند و نورد شدن آن را آسان تر می کند.

هنگامی که فولاد از کوره خارج می شود و به آسیاب نورد منتقل می شود، با اکسیژن واکنش داده و سطح پوسته پوسته ای از اکسیدهای آهن را تشکیل می دهد که کیفیت فولاد را کاهش می دهد.

برای از بین بردن این رسوب ناخواسته، فولاد از طریق مقیاس آسیاب تمیز می شود و با آب فشار بالا اسپری می شود.

• مرحله نورد

ورق تمیز شده به یک سری غلتک متشکل از چهار یا پنج مجموعه غلتک فرستاده می شود که ضخامت آن را تقریباً به 1/10 ضخامت اصلی کاهش می دهد.

یک فشار عمودی برای کنترل عرض اعمال می شود.

پس از آن فولاد بریده می شود و به مجموعه دیگری از غلتک ها فرستاده می شود تا ضخامت مورد نظر را به دست آورد و در حالی که داغ است به صورت کلاف در می آید

• مرحله خنک کردن

ورق گرم از زیر اسپری های خنک کننده عبور داده می شود و در دمای اتاق خنک می شود سپس برای بدست آوردن محصول نهایی به کویلرها می رود.

ورق های نورد گرم حاصل را می توان برای پردازش بیشتر به تولیدکنندگان فولاد یا مستقیماً به مشتریان تحویل داد.

اهمیت تولید ورق سیاه و نقش فولاد حامیران در تأمین آن

فرآیند تولید ورق سیاه با استفاده از نورد گرم، نقشی کلیدی در تأمین نیازهای صنایع مختلف دارد. این محصول به‌واسطه ویژگی‌های منحصربه‌فردش از جمله مقاومت بالا و قیمت مناسب، در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فولاد حامیران به‌عنوان یکی از برترین تأمین‌کنندگان ورق سیاه در ایران، با ارائه محصولات باکیفیت و استانداردهای جهانی، توانسته است جایگاه ویژه‌ای در بازار داشته باشد. برای اطلاع از قیمت ورق سیاه و مشاوره تخصصی، می‌توانید به وب‌سایت فولاد حامیران مراجعه کنید و از خدمات آن بهره‌مند شوید.