مراحل تولید ورق آهن

بدون شک یکی از کاربردی‌ترین مقاطع فولادی ورق‌های آهنی هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. تولید این مقاطع با روش‌های خاص و در طی مراحل مشخصی اجرا می‌شود و به نوعی نشان‌دهنده قدرت علمی و اجرایی است. امروزه کشورهای محدودی اقدام به تولید این ورق‌ها کرده‌اند و علاوه بر تأمین نیاز داخلی خود، آن‌ها را به بازارهای خارجی هم ارسال می‌کنند. ایران نیز یکی از همین کشورها بوده که ورق‌های فوق‌العاده باکیفیتی را تولید می‌کند. در ادامه با ما همراه باشید تا اطلاعات بیشتری درباره روش و مراحل تولید ورق فولادی به دست آورید.

مراحل تولید ورق فولادی

یکی از مهم‌ترین موضوعاتی که در راستای آشنایی با ورق فولادی باید به آن بپردازیم، مراحل تولید ورق است. این ورق‌ها باید بر اساس اصول خاص و در چند مرحله مشخص ساخته شوند تا در نهایت، کیفیت قابل قبول و مناسبی داشته باشند. در این بخش، اصلی‌ترین مراحل در فرایند تولید این دسته از مقاطع آهنی را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

فراوری سنگ آهن، تولید آهن اسفنجی و تولید شمش فولادی برای ورق آهنی

از اولین مراحلی که در روند ساخت این مقاطع باید پشت سر گذاشته شوند، لازم است تا به معرفی فرآوری یا احیای سنگ آهن بپردازیم. سنگ آهن نیاز به فرآوری دارد تا بتواند به خلوص مورد نظر برسد. در این مراحل اکسید آهن تبدیل به سنگ آهن می‌شود. در واقع، تمام ناخالصی‌های آهن را جدا کرده و در نهایت با پختن سنگ آهن، آن را به شکل گلوله درمی‌آورند تا کاملا آماده استفاده باشد. برای طی کردن این مرحله از کوره بلند استفاده می‌شود که نتیجه مطلوبی به همراه دارد.

در قدم بعدی، آهن با کربن واکنش می‌دهد تا آهن خالص به دست آید. اکسیژن آهن در این مرحله از دست رفته و از این رو، حالت متخلخل یا اسفنجی به خود می‌گیرد. در گام بعد، باید مواد مذاب در پاتیل‌های حجمی خالی شوند؛ در این مرحله با استفاده از کوره قوس الکتریکی به این مواد حرارت داده می‌شود. فولاد مذاب در این مرحله دمایی نزدیک به 1650 سانتی گراد دارد که باید ریخته‌گری شود. این فولاد مذاب به وسیله ماشین‌های ریخته‌گری به صورت شمش یا اصطلاحا تختال درمی‌آید. سپس با اقدامات دیگر، مواد مذاب در قالب تخلیه شده و با جریان آب به خنک‌سازی اطراف قالب می‌پردازند. این مواد طی یک مسیر نیم قوسی به شکل نواری طولانی با سطح مقطع مستطیل خارج می‌شوند.

نورد گرم در تولید ورق فولادی برای تبدیل شمش به کلاف نرم

یکی دیگر از مراحل اصلی در روند ساخت ورق آهنی، مربوط به نورد گرم است. نورد گرم با هدف کاهش ضخامت تختال ساخته‌شده در مرحله قبلی و رسیدن ابعاد آن به سایز استاندارد، انجام می‌شود. تختال‌هایی که در مرحله قبلی ساخته شده‌اند، ضخامت متغیری بین 160 تا 300 میلی‌متر دارند. طول این قطعات نیز بین 5 تا 16 متر و عرض آن‌ها بین 600 تا 2200 میلی‌متر است. ضخامت در این اندازه برای استفاده در صنایع مختلف مناسب نبوده و نیاز به تغییرات کلی دارد.

از این رو برای کاهش ضخامت این تختال‌ها ابتدا فرایند حرارت‌دهی انجام می‌شود. بدیهی است که با حرارت‌دهی شما می‌توانید با نیروی به‌مراتب کمتر و فرایند راحت‌تر، نورد انجام شود. در این مرحله باید تختال تا دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد گرم شود که در حدود 1070 تا 1360 درجه سانتی‌گراد است. این مرحله از ساخت ورق آهنی شامل اقدامات پیچیده و گسترده‌ای بوده که باید به صورت کامل اجرا شوند. از مهم‌ترین اقدامات انجام‌شده در این قسمت باید به موارد زیر اشاره کنیم:

• کوره‌های پیش گرم
• پوسته شکن
• نورد خشن کار
• میز انتقال تختال
• دستگاه برش و پوسته شکن ثانویه
• نورد پایانی
• خنک‌کن‌های آبی
•  دستگاه‌های بسته‌بندی

مرحله پوسته زدایی و تنظیم ضخامت

در فرایند نورد گرم، سطح فولاد با اکسیژن واکنش نشان داده و اکسیدهایی به شکل پوسته‌پوسته بر روی آن تشکیل می‌شوند. این پوسته‌ها توسط جریان آب با فشار بالا از روی آن جدا می‌شوند. این مرحله همان پوسته‌زدایی بوده که بخشی از کاهش ضخامت را بر عهده دارد. بعد از این مرحله با استفاده از روش‌های نورد دو غلتکه و چهار غلتکه، ضخامت تختال ساخته‌شده به 20 الی 60 میلی‌متر می‌رسد. حاصل این فرایند سطحی خشن برای ورق‌های فولادی است.

عرض تختال نیز با استفاده از دو غلتک عمودی کنترل می‌شود و با حرکت‌های رفت و برگشتی کاهش پیدا می‌کند. در گام بعدی تختال مورد نظر به یک میز منتقل شده و به سمت دستگاه‌های برش و پوسته‌کن می‌رود. در این بخش، قسمت‌های ابتدایی و انتهایی آن برش داده شده و توسط جریان آب فشار بالا پوسته‌زدایی می‌شود.

در این مرحله نیز با فرایند 4 تا 7 غلتکه، می‌توان ضخامت ورق‌های تولیدشده را تا به 1.5 تا 20 میلی‌متر رساند. بعد از این مرحله باید به سراغ کاهش دمای ورق برویم. این کاهش دما توسط خنک‌کننده‌های آبی انجام می‌شود تا جایی که دما به محدوده 500 تا 780 درجه سانتی‌گراد برسد. در نهایت ورق‌ها از خط نورد خارج شده و بسته‌بندی آن‌ها انجام می‌شود.

نورد سرد و تولید کلاف نرم برای تولید ورق آهنی

برای داشتن ورق‌های فولادی باکیفیت با سطح کاملا صاف و صیقلی، نیاز به فرایند نورد سرد خواهیم داشت. این فرایند نیاز به دمای بالا ندارد و در دمای اتاق انجام می‌شود. از این رو هیچ پوسته اکسیدشده‌ای بر روی محصول وجود نداشته و سطح آن کاملا عاری از هرگونه پستی و بلندی است. لازم به ذکر است که برای اجرای نورد سرد، در ابتدا باید مراحل مربوط به نورد گرم به‌صورت کامل پشت سر گذاشته شوند. در واقع با استفاده از نورد گرم باید ضخامت ورق‌ها کاهش پیدا کند. سپس این ورق‌ها اسیدشویی شده و سطح آن‌ها کاملا تمیز می‌شود.

با استفاده از غلتک‌ها و حرکات رفت‌وآمدی آن‌ها می‌توان ضخامت ورق فولادی را تا 0.2 میلی‌متر نیز کاهش داد. در صورتی که هدف تولید ورق روغنی باشد، باید یک لایه روغن بر روی سطح اعمال‌شده و سپس نورد انجام شود. در مواقعی که هدف ورق گالوانیزه و رنگی باشد، مراحل مربوط به این کار باید پشت سر گذاشته شوند.

پوشش دهی ورق فولادی و مراحل نهایی

ورق‌های فولادی پوشش‌دار امروزه در کارخانه‌ها مختلفی ساخته شده و معمولا در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مدل‌های این ورق‌ها می‌توانیم به ورق گالوانیزه، قلع اندود، رنگی، گالوانیزه رنگی و ... اشاره کنیم. این محصولات ویژگی‌های متمایز و بهتری نسبت به نمونه‌های ساخته‌شده در مراحل قبلی دارند. از اصلی‌ترین ویژگی‌های این محصولات باید به کیفیت بالا، رنگ متنوع، مقاومت بالا در برابر خوردگی، سطح براق و صیقلی و ...اشاره کنیم. انواع قوطی‌های حلبی که در صنایع مختلف کاربرد دارند و شما می‌توانید در بازار مشاهده کنید، با استفاده از این ورق‌ها ساخته شده‌اند.

تفاوت ورق‌های آهنی تولیدشده به روش نورد گرم و سرد

حال که به ‌صورت کامل با فرایند تولید انواع ورق آهنی با استفاده از روش نورد گرم و سرد آشنا شدیم، لازم است تا اطلاعات خود را درباره تفاوت‌های محصولات تولیدشده به روش نورد گرم و سرد نیز ارتقا دهیم.

کیفیت ظاهری

 در فرایند نورد گرم از دمای بالا استفاده می‌شود که این موضوع باعث به وجود آمدن سطح تیره و خشن شده و باعث افت کیفیت می‌شود. از طرف مقابل، در فرایند نورد سرد از اسیدشویی و اقدامات مشابه در دمای اتاق استفاده می‌شود که این موضوع باعث به وجود آمدن سطح صاف و صیقلی شده است. بر این اساس می‌توانیم یکی دیگر از تفاوت‌های موجود را در کاربرد ورق آهن بدانیم. معمولا برای کار نرده‌هایی که در معرض دید قرار داشته و جلوه ظاهری در آن‌ها از اهمیت بالاتری برخوردار است، از محصولات ساخته‌شده با نورد سرد استفاده می‌شود.

استحکام ورق

دیگر تفاوت موجود در این زمینه مربوط به خواص ورق‌های ساخته شده با نورد سرد و گرم است. نورد گرم یک فرایند ترمو مکانیکی بوده که باعث تبلور مجدد پالایش دانه‌ها شده و جهت‌گیری ریزساختار را عوض می‌کند. همین موضوع باعث ریز شدن دانه‌ها و افزایش استحکام می‌شود. از طرف مقابل نورد سرد در دمای محیط انجام شده و تنها زیردانگی در آن اتفاق می‌افتد. در این حالت دانه‌ها در جهت نورد کشیده شده که باعث می‌شود خواص مکانیکی این ورق‌ها نسبت به ورق‌های نورد گرم افزایش پیدا کند.

قیمت

یکی دیگر از تفاوت‌های اصلی مربوط به قیمت ورق‌های نهایی تولید شده است. ورق‌های ساخته‌شده در فرایند نورد گرم، روند ساده‌تری را پشت سر گذاشته و در مدت زمان کوتاه‌تری ساخته می‌شوند؛ همین موضوع باعث شده تا قیمت به‌مراتب ارزان‌تری نسبت به ورق‌های نورد سرد داشته باشند.

دقت ابعادی و تلرانس

دیگر تفاوت مهمی که در این زمینه وجود دارد و باید به آن توجه کنید، مربوط به دقت ابعادی و تلرانس ابعاد است. معمولا ورق‌های تولیدشده با نورد سرد، دقت ابعادی بالاتر و لبه‌های تیزتری دارند. در صورتی که از طرف مقابل، ورق‌های نورد گرم شامل اعوجاج لبه‌ای بوده و لبه‌های آن‌ها به صورت گرد است. وجود این تفاوت‌ها باعث به وجود آمدن اختلاف در کاربردهای هر کدام از این محصولات شده است. بر این اساس باید با در نظر گرفتن کاربرد اصلی ورق آهنی اقدام به ثبت سفارش کرد.

کارخانه‌های تولیدکننده ورق فولادی

یکی از مهم‌ترین موضوعاتی که در این بخش باید به آن بپردازیم، کارخانه‌های تولیدکننده ورق فولادی است. امروزه کارخانه‌های متعدد و گوناگونی در این زمینه فعالیت کرده و توانسته‌اند محصولات فوق‌العاده گسترده و متنوعی را به بازار ارائه کنند. انجام صحیح و اصولی مراحل ساخت ورق فولادی، می‌تواند بر روی کیفیت نهایی محصول تا حد زیادی اثرگذار باشد و حتی باعث تفاوت در قیمت تمام‌شده شود. از این رو در بهترین حالت توصیه می‌کنیم خرید از کارخانه‌های معتبر انجام شود که کیفیت محصول آن‌ها ثابت‌شده است. از مهم‌ترین کارخانه‌های فعال در این زمینه می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم.

• کارخانه فولاد مبارکه اصفهان
• شرکت فولاد اکسین خوزستان
• شرکت صنایع هفت الماس
• شرکت فولاد غرب آسیا
• شرکت فولاد امیرکبیر کاشان
• کارخانه فولاد گیلان

سخن پایانی

ورق آهن یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین مقاطع فولادی است که در انواع صنایع گوناگون برای ساخت محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو، امروزه تنوع گسترده‌ای در میان این محصولات به وجود آمده است. گسترش کاربرد این محصولات باعث شده تا فرایند ساخت آن‌ها نیز از اهمیت به‌مراتب بالاتری برخوردار شود. در بخش‌های قبلی به ‌صورت کامل به معرفی و بررسی مراحل مهم و اصلی در راستای ساخت این محصولات پرداختیم تا شما آگاهی بیشتری در این زمینه به دست آورید.