انواع شمش فولادی، کاربرد و روش تولید آن

پایه و اساس تولید تمامی مقاطع فلزی، و یکی از پرکاربردترین محصولات بازار آهن، شمش فولادی بوده که بسته به نیاز صنایع می‌تواند در دو نوع شیمیایی و فیزیکی تولید شود. بدلیل این‌که شمش ماده اولیه تولید بیشتر محصولات فولادی هست، قیمت آن تاثیر مستقیمی روی هزینه نهایی خرید مقاطع فلزی می‌گذارد. در ادامه با انواع، روش تولید و تمامی اطلاعات مورد نیاز برای خرید شمش آشنا می‌شویم.

شمش فولادی چیست؟

پس از استخراج آهن و تولید فولاد خام از آن، نوبت به تهیه شمش می‌رسد. اولین محصول قابل ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل شمش بوده و  به‌کمک ریخته‌گری آماده می‌شود، به‌این صورت که فلز مذاب را در قالب‌های آماده ریخته و سپس فرآیند انجماد آن را شروع می‌کنند.  شمش یک محصول میانی بوده و پس از تولید، به کارخانه‌های تولیدکننده ارسال می‌گردد تا تبدیل به دیگر مقاطع فولادی شود. به همین علت، قیمت آهن به‌صورت مستقیم تحت تاثیر قیمت شمش قراردارد.

دسته بندی شمش های فولادی به چه صورت است؟

شمش به چهار دسته تقسیم ‌می‌شود، که هرکدام کاربرد خاص خود را داشته و برای تولید محصول فولادی منحصر به‌فردی قابل استفاده هستند. این چهار نوع از نظر ابعاد، طول، عرض و همچنین سطح مقطع نیز تفاوت‌هایی با هم دارند.

شمش یا Ingot

این محصول به صورت فلز خالص تولید شده و ساده‌ترین نوع شمش هست که طول آن نهایتا به 2 متر می‌رسد. شکل آن به صورت آجری بوده و مقطع آن حالت ذوزنقه دارد و بیشتر در کارگاه‌های کوچک و شخصی تولید می‌شود.

اسلب یا تختال یا Slab

اسلب دارای سطح مستطیلی بوده و به صورت یک قطعه مکعب مستطیل فولادی از طریق نورد گرم تولید می‌شود. طول این محصول بین 4 الی 12 متر بوده و کاربرد اصلی آن نیز، ساخت لوله درزدار و ورق‌های فولادی است. تختال به‌نسبت بیلت، دارای سطح مقطعی بزرگتر هست.

بیلت یا شمشال یا Billet

سطح مقطع بیلت مربع یا دایره بوده و دارای حداکثر عرض 15 سانتی‌متر و سطح مقطع 230 سانتی‌متر هست. به‌علت طول بلند و برابری اضلاع ، کاربرد اصلی شمشال در تولید میلگرد، مفتول، تسمه و مقاطع توپر بوده و دارای توزیع یکنواختی از خواص مکانیکی در تمام طول آن است. این محصول در نوع 3sp و 5sp تولید شده که در انعطاف‌پذیری و استحکام با هم تفاوت دارند.

بلوم یا فابریک یا Bloom

بلوم شباهت بسیار زیادی به بیلت دارد و تنها تفاوت آن، در سطح مقطع و طول شمش هست. فابریک دارای طولی بیش از 15 و سطح مقطعی بزرگتر از 230 سانتی‌متر بوده و مصرف اصلی آن، در صنایع ساخت ریل قطار، قوطی، ناودانی، تیرآهن و سپری هست. روش ساخت این نوع شمش نورد میانی هست.

استانداردهای  شمش فولادی

استاندارد تولید شمش فولادی، با توجه به وزن و گرید آن متفاوت است، به‌عنوان مثال برای گریدهای 3sp و 5sp از استاندارد روسیه یا GOST و برای گرید st37 و st52 از استاندارد دین آلمان استفاده می‌شود و هرکدام از این استانداردها، خواص مکانیکی متفاوتی دارند. عامل دیگر تاثیرگذار در نوع استاندارد شمش وزن آن است که در ادامه با آن آشنا می‌شویم.

وزن شمش فولادی

همواره  محاسبه وزن شمش موردنیاز برای خریداران امری مهم تلفی می‌گردد زیرا قیمت شمش آهن، تاثیر به‌سزایی در هزینه تمام‌شده دیگر مقاطع فولادی دارد. حساب کردن وزن شمش کار آسانی بوده و با دردست داشتن ارتفاع، طول و عرض آن و استفاده از فرمول زیر قابل دست‌یابی است. توجه شود که ابعاد باید به متر وارد شوند و خروجی فرمول یعنی وزن شمش نیز برحسب تن هست.

وزن شمش = طول * عرض * ارتفاع * وزن مخصوص آهن (7.85)

روش های تولید انواع شمش فولادی

روش تولید شمش فولادی به سه دسته کلی تقسیم می‌شود که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

روش کوره بلند

مرسوم‌ترین روش تولید شمش بوده که در‌آن سنگ‌ و قراضه آهن در کوره بلند ریخته شده و با استفاده از اکسیژن، آهن را ذوب می‌کنند. در ادامه آهن اکسید شده را منجمد کرده و تبدیل به شمش می‌شود. نام دیگر این روش احیا غیرمستقیم آهن بوده و بیشتر برای تولید بیلت و بلوم قابل استفاده است. مزایای روش کوره بلند، تولید با سرعت و حجم بالا و همچنین سادگی در جداسازی ناخالصی‌ها است. از معایب آن نیز تولید ضایعات زیاد و آلاینده‌های قوی و انعطاف پایین فولاد تولیدی هست.

روش کوره قوس الکتریکی

در این روش ضایعات خانگی، صنعتی و قراضه‌های کهنه را داخل کوره ریخته و با دمای بالا و همچنین به کمک جریان الکتریسیته، فلزات رو ذوب می‌کنند. کوره قوس الکتریکی دارای عمق کمی بوده و به شکل یک حمام بزرگ است. مزایای این روش کیفیت بالاتر محصول، دمای ذوب قابل کنترل و انعطاف بالای شمش بوده و از معایب آن، هزینه بالای انرژی به علت استفاده از برق هست.

روش کوره القایی

جدیدترین و به‌روزترین روش تولید شمش استفاده از کوره القای هست که در آن از میدان مغناطیسی برای ذوب آهن استفاده می‌شود. مزایای این روش عملکرد آسان، بازده بسیار بالا و تولید کمترین آلودگی بوده و معایب کوره القای نیز شامل، قیمت بسیار بالای خود کوره به‌علت تکنولوژی به‌کار رفته و عدم امکان تولید سرباره است.

کاربرد شمش فولادی

همانطور که تا اینجا متوجه شدید، شمش فولادی به‌عنوان محصول میانی، ماده اولیه تولید بیشتر مقاطع فولادی بوده و کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. برخی از محصولاتی که به‌کمک شمش فولادی تولید می‌شوند:

• ورق
• ناودانی
• تیرآهن
• میلگرد
• نبشی
• قوطی
• سپری
• لوله درزدار

ساخت میلگرد از شمش فولادی

به علت کاربرد چشم‌گیر میلگرد در صنعت ساخت‌وساز، بخش بزرگی از شمش تولیدی، صرف ساخت میلگرد می‌شود. نوع شمش به‌کار رفته در ساخت میلگرد بیلت بوده، در نتیجه توصیه می‌شود خریداران همواره در کنار دنبال کردن قیمت میلگرد، به هزینه نهایی تولید بیلت نیز نیم‌نگاهی داشته باشند.

تولیدکنندگان انواع شمش فولادی

کشور ایران به‌دلیل داشتن منابع بسیار زیاد، همواره از برترین تولیدکنندگان فولاد درجهان بوده است، که شمش نیز از این قاعده مستثنی نیست. در ایران بیشتر از کوره قوس الکتریکی و القایی استفاده شده و تولیدکنندگان به‌نامی در زمینه ساخت شمش فعالیت دارند. برخی از این کارخانه‌ها عبارتند از:

• نورد فولاد کسری
• فولاد خراسان
• البرز
• فولاد صنعت بناب
• فولاد خزر
• ویان همدان

سخن پایانی

در این مقاله با شمش فولادی، انواع آن، روش تولید و همچنین کاربرد آن آشنا شده و کارخانه‌های تولیدکننده این محصول فولادی را معرفی نمودیم. درصورت داشتن هرگونه سوال می‌توانید از مشاوره متخصصین و همکاران ما در سایت گرفت استفاده فرمائید.