نورد گرم؛ متداول ترین روش برای تولید ورق های فولادی
ورق های فولادی به دو روش نورد گرم و سرد تولید می شوند. روش نورد گرم به عنوان یکی متداول ترین روش ها برای ساخت ورق های فولادی شناخته می شود.
فلزات از جمله آهن و فولاد رتبه اول پرمصرفترین کالا ها در دنیا را به خود اختصاص داده اند. به گونه ای که وجود آن در زندگی انسان تثبیت شده است. به سختی می توان جایگزینی برای آن پیدا کرد.
امروزه بخش بزرگی از صنعت به وجود آهن وابسته است. چه فرقی می کند کدام بخش از صنعت باشد. صنعت ساختمان سازی، خودروسازی، لوازم خانگی و… به طور گسترده از فولاد استفاده می کنند. به طوری اگر فلزات نباشند دیگر زندگی صنعتی معنایی نخواهد داشت. کوه ها را می شکافند تا رگه هایی از آن را پیدا کنند.
فولاد پرمصرف ترین عنصر فلز شناخته می شود، دارای چند ویژگی مهم است:
- مقاومت و استحکام بالا
- شکل پذیری آن در حالت گرم و سرد
- قابلیت جوش پذیری
- مقاومت در برابر حرارت
- هزینه بسیار پایین نسبت به سایر فلزات
زمانی که فولاد از دل معادن بزرگ استخراج می شود تا زمانی که به کالای مصرفی تبدیل شود مسیر بسیار شگفت انگیزی را بر پایه تکنولوژی و علم طی می کند.
یکی از روش های فرآوری که در میانه راه قرار دارد فرآیند نورد فولاد نام دارد. ابداع این روش به قرن 17 میلادی برمیگردد. با ورود تکنولوژی روش های تولید پیشرفته تر شد. شروع انبوه سازی آن با ابداع ماشین بخار زده استارت زده شد.
فرآیند نورد فولاد شامل دو روش است:
- نورد سرد: در این روش فولاد سرد شده حاصل فرآیند نورد گرم است که در دمای معمولی محیط سرد شده است.
- روش نورد گرم: در ادامه توضیح داده می شود.
اصطلاحات کاربردی در صنعت فولاد
در صنعت فولاد چند اصطلاح درباره فولاد وجود دارد که در فرآیند نورد گرم از آن ها استفاده می کنند. این اصطلاحات عبارتند از:
بیلت یا شمشال (Billet): یکی از انواع شمش فولادی است که طول زیادی دارد. سطح مقطع آن دایره یا مربع است. عرض آن 15 و سطح مقطع 230 سانتیمتر است.
بلوم یا شمشه (Bloom): در واقع همان بیلت است که عرض آن از 15 و سطح مقطع نیز از 230 سانتیمتر بیشتر است. هنگام دسته بندی در این گروه قرار می گیرد.
اسلب یا تختال (Slab): سطح آن به شکل مستطیل است. در طول 12 و عرض 1.25 متر ساخته می شود. با ضخامت 230 میلیمتر طراحی می شود. به عنوان مواد اولیه برای ساخت ورق فولاد استفاده می شود.
نورد گرم چیست؟
نورد (Rolling) فرآیندی در صنعت فولاد است که ضخامت قطعه توسط نیروی فشار کاهش می یابد. این اعمال نیرو توسط غلتک انجام می شود. قطعات در شکل و ضخامت های مختلف تولید می شوند.
در نورد گرم مقاطع فلزی بیلت، بلوم و اسلب در دمای 900 الی 1200 درجه سانتیگراد گداخته می شوند. برای پردازش فولاد در روش نورد گرم تولیدکنندگان باید از یک فلز بزرگ به نام بیلت استفاده می کنند. بیلت حرارت داده می شود و سپس به صورت رول های بزرگ پهن می شوند. در دمای بالا نگه داشته می شوند. سپس این قطعات از بین چندین غلتک عبور داده می شوند. این غلتک ها در جهت یکدیگر حرکت می کنند که دارای سرعت برابری هستند.
سرعت چرخشی این غلتک ها از ریل که قطعات فلزی گداخته شده را حرکت میدهند بیشتر هستند. با اصطکاک ایجاد شده بین فلز و غلتک، فلز رو به جلو حرکت می کند. با عبور ورق از بین غلتک ها ضخامت کم می شود اما در عین حال طول قطعه افزایش می یابد.
اگر می خواهید ضخامت قطعه کم باشد میزان اصطکاک به دو فاکتور غلتک و فلز داغ وابسته است. نیرویی که باعث فشردگی بافت فلز می شود ساختار را تغییر داده و حفره های بین آن ها را از بین می برند. البته نکته مهم این است که در برخی موارد چندین بار فلز از بین غلتک ها عبور می کند تا به ضخامت مورد نظر برسد. نکته دیگر اینکه میزان ضخامت نهایی به فاصله بین غلتک ها وابسته است. هر چه فاصله کمتر باشد محصول نهایی ضخامت کمتری خواهد داشت. یکی از محصولات نورد گرم ورق سیاه است که از تختال تولید می شود.
اهمیت دما در نورد گرم
کنترل دمای قطعه فلزی (تختال، بیلت و…) یک فاکتور بسیار مهم در کیفیت محصول نهایی نورد گرم است. بنابراین باید هر قطعه به صورت یکنواخت حرارت ببیند (سطح بیرونی تا سطوح داخلی فلز). به این شکل که در همه قسمت ها (مثل تختال) باید حرارت حداقل تا ۹۲۵ درجه سانتیگراد ثابت باشد.
این حرارت باید در یک نقطه ثابت نگه داشته شود. اگر دما یکنواخت نباشد محصول نهایی ناهمگن خواهد بود و دچار ترک خوردگی در سطح بیرونی نیز می شود. عملیات حرارت دادن به قطعات فلزی در کوره های پیش گرم انجام می شود. این کوره ها گاز سوز یا نفت سوز می باشند. میزان حرارت تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد (۲۲00 درجه فارنهایت) با توجه به نوع فولاد (میزان آلیاژ های مختلف و کربن فولاد) تغییر می کند.
مراحل تولید نورد گرم
هر کارخانه ای که در زمینه تولید نورد گرم فعالیت دارد شامل بخش های زیر است:
کوره پیش گرم: در اولین مرحله از نورد گرم قطعات فولادی درون کوره های پیش گرم حرارت داده می شوند. دمای کوره تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد می رسد. این میزان حرارت به منظور نرم شدن برای شکل دادن به آن و حل شدن عناصر آلیاژی دیگر مناسب است. دما نباید خیلی بالا باشد تا عناصر به شکل جامد دربیاید. همچنین دمای خیلی پایین باعث می شود عناصر حل نشوند. بنابراین دمای ایده آل باعث ایجاد یک پوسته اکسیدی نازک در سطح تختال یا شمش نورد گرم می شود.
اجکتور مرحله دوم نورد گرم: این قسمت قطعاتی را که به دمای مورد نظر رسیده اند را خارج می کند.
پوسته زدا مرحله سوم نورد گرم: گفتیم که درون کوره بر اثر حرارت بر روی عناصر آلیاژی یک پوسته اکسیدی شکل می گیرد. این وسیله برای جداسازی پوسته ها ناشی از ریخته گری و گرمکردن درون کوره می باشد.
دو نوع پوسته اکسیدی تشکیل می شود: اکسیدی چسبنده، اکسیدی شکننده. با استفاده از فشار آب و اسید پاشی می توان پوسته زدایی را انجام داد.
استند نورد مرحله چهارم در نورد گرم: این بخش مسئول کم کردن ضخامت قطعه است که غلتک های افقی مسئولیت این بخش را به عهده دارند.
استند آجر مرحله پنجم نورد گرم: این وسیله ابعاد دقیق عرض و یکدست کردن لبه های ورق فولادی را اندازه گیری می کند. غلتک های عمودی این کار را انجام می دهند.
مرحله ششم نورد گرم ضخامت سنج: به صورت خودکار ضخامت همه بخش ها را به صورت کامل و دقیق کنترل می کند.
مرحله ششم نرود گرم تابگیری: از چند غلتک در اندازه های کوچک تشکیل می شود که تاب گیری ورق را انجام می دهند. به چند روش تاب گیری انجام می شود.
مرحله هفتم خط خنک کاری: قطعات فولادی را خنک می کنند.
قیچی (برش) مرحله هشتم نورد گرم: اندازه کردن و بریدن ابتدا و انتهای ورق ها را انجام می دهد.
مرحله آخر نورد گرم دستگاه بسته بندی: این دستگاه به صورت کاملا خودکار ورق ها را بسته بندی می کند. همچنین وزن آن ها را نیز اندازه می گیرد.
کاربرد نورد گرم
کاربرد نورد گرم در صنایع مختلف به شرح زیر می باشد:
- در بخش صنایع ماشین آلات سنگین
- دستگاه ها و تجهیزات کشاورزی
- صنعت ساختمان سازی
- صنعت ماشین سازی و تولید قطعات خودرو
- استفاده در سازه های بزرگ مانند پل سازی
- صنایع ساخت پالایشگاه و پتروشیمی
- تانکر سازی و کپسول سازی
- استفاده در حمل و نقل های ریلی دریایی مانند ساخت ریل قطار و کشتی
مجموعه بزرگ و صنعتی بجین پارس ورق سیاه با روش نورد گرم را تولید می کند. صنایع مختلف می توانند از این ورق ها برای تولید محصولات خود استفاده کنند. شرکت بجین پارس ورق گالوانیزه با کیفیت بالایی را تولید می کنند. درجه مقاومت این ورق ها در برابر رطوبت و خوردگی بسیار بالا است.