ورق فولادی

ورق فولادی

امروزه از ورق های فولادی در بسیاری از صنایع استفاده می شود. ورق فولادی در حقیقت آلیاژی تهیه شده از آهن و دیگر عنصر هاست که به روش های مختلفی تهیه شده و نام گذاری متفاوتی نیز دارد. در ادامه مطلب برای آشنایی بیشتر با ورقه های فولادی با ما همراه باشید.

ورق فولادی چیست ؟

ورق فولادی در حقیقت یک نوع ورق فلزی با سطح کاملا مسطح است. این ورقه فولادی معمولا از نوردهای گرم و یا پیلت تهیه می شوند.یکی از مزیت های بزرگی که می توان برای ورق های فولادی ذکر کرد، امکان کلاف شدن و رول شدن آن است که به همین صورت نیز به کارخانه ها ارائه می شود و نسبت به ورقه های برشی و تکه ای طرفدار بیشتری دارد.
ورق های فولادی انواع مختلفی دارند که بر اساس روشی که تهیه و تولید می شوند و مواد خامی که برای تولید آن ها مورد استفاده قرار می گیرد، نام گذاری می شوند.

استانداردهای ورق فولادی

ورقه فولادی امروزه بر اساس استاندارد کشورهای آلمان، آمریکا و روسیه تهیه و عرضه می شوند که به آن می پردازیم. نخست استاندارد DIN آلمان است که در واقع متداول ترین استاندارد برای ورق فولادی در کشور ایران به شمار می رود. دوم استاندارد ASTM آمریکا و در نهایت نیز استاندار روسیه که کم تر از دو استاندارد قبلی برای تولید ورقه های فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. ورقه های فولادی درصد کربن متفاوتی دارند که همین امر سبب شده است تا خواص متفاوتی داشته باشند و نام گذاری مخصوصی به آن ها تعلق گیرد.

انواع ورق های فولادی

در این جا به بررسی انواع مختلف ورق های فولادی می پردازیم و با ویژگی های آن ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

ورق های گرم (سیاه)
ورق های سرد (روغنی)
سفید (گالوانیزه)
رنگی
اسید شوئی
ورق کرکره
تین پلیت
ورق قلع اندود

ورق های فولادی گرم و سرد

اصطلاحا نورد سرد یکی از روش‌هایی است که برای ساخت ورق فولادی مورد استفاده قرار می گیرد و فر آیند چندان دشواری ندارد. در این جا شمش آهنی که قرار است به ورقه فولاد مبدل شود، بین دو نورد چرخنده که بالا و پایین آن هستند قرار می گیرد و با اعمال فشار از سوی آن ها و حرکت مداوم دو نورد بالا و پایین شروع به تغییر شکل دادن می کند. لازم به ذکر است که قبل از شروع این فرآیند باید شمش آهنی را اسید شویی کرد تا اگر لایه اکسید شده ای در سطح آن باشد کاملا پاکسازی شود. ورق های فولادی که توسط نورد سرد تولید می شوند معمولا از کیفیت بالاتری نسبت به ورق های فولادی تولید شده به روش نورد گرم برخوردار هستند. ورق فولادی سفید نتیجه این فرآیند می باشد.

ورق های فولادی نورد گرم بر خلاف روش قبلی با استفاده از حرارت حدود ۱۴۰۰ درجه فارنهایت، تغییر شکل داده شده و فرم دهی آن ها صورت می گیرد. در زبان لاتینی به این دسته از ورق های فولادی هات رول پلیت و یا هات رول کویل هم می گویند. ورق فولادی که به این روش تهیه می شود ضخامتی بین ۱٫۱۶ تا ۵٫۱۶ اینچ دارند و اگر ضخامت آن ها از ۶ اینچ بیشتر شود پلیت نامیده می شوند. ورق های سیاه و ورق های گالوانیزه به ورقه فولادی تولید شده از طریق این روش گفته می شود.

ورق های فولادی اسیدشویی، گالوانیزه، رنگی و کرکره

اسیدشویی فرآیندی است که ناخالصی ها و چربی هایی که روی ورق سیاه فولاد که همان طور که گفتیم از طریق روش نورد گرم تولید شده اند، زدوده می شود. ماده ای که در اسیدشویی مورد استفاده قرار می گیرد اسید کلریدریک است. بعد از انجام اسیدشویی سطح فلز تمیز تر و براق تر به نظر می رسد و حتی کمی از لحاظ ظاهری به ورق روغنی شبیه می شود.

ورق گالوانیزه نیز از ورق فولادی تولید شده به روش نورد سرد تهیه می شود. برای تولید ورقه گالوانیزه در مدت زمان طولانی چندین میکرون فلز روی را بر روی آن می پاشند تا مقاومت بیشتری در مقابل زنگ زدگی داشته باشد. لازم است بدانید که طی این فرآیند یک عمل الکتروشیمیایی ما بین آهن و روی اتفاق می افتد، به طوری که آهن به عنوان کاتد و روی به عنوان آند عمل می کند. به همین دلیل حتی اگر روی سطح ورق های فولادی گالوانیزه شده شیار یا خراشی ایجاد شود، باز هم زنگ نمی زند. این دسته از ورق ها را در رنگ های مختلف تولید می کنند و به دلیل استحکام و مقاومت از آن در نمای سالن ها و پوشش کانکس ها استفاده می کنند.

ورق کرکره در واقع همان ورق گالوانیزه شده یا ورق رنگی آن است که طرح متفاوتی دارد. در حقیقت از لحاظ ضخامت و طول و عرض کاملا به یکدیگر شبیه هستند. تنها وجه تمایز را می توان قیمت آن دانست و مشخص است که ورق های رنگی و کرکره ای قیمت بالاتری را نسبت به نوع ساده آن دارند.

ورق های تین پلیت یا قلع اندود

ورق های تین پلیت ضخامتی در حدود ۰٫۱۶ تا ۰٫۴۵میلی متر دارند. و نسبت به انواع قبلی ظریف تر هستند. از این دسته از ورق های فولادی جهت بسته بندی مواد غذایی تاریخ مصرف دار، مانند انواع کنسروها، چای، مواد غذایی و روغن های نباتی استفاده می شود. به جهت محافظت از مواد غذایی یک لایه قلع روی ورق های سرد کشیده شده است.

ورق قلع اندود شباهت زیادی به ورق تین پلیت دارد و از طریق فرآیند نورد گرم یا ورق سیاه تولید می شود. قبل از فرآیند نورد گرم بررای این که به ضخامت دلخواه در این دسته از ورق های فولادی برسند از شیوه نورد سرد استفاده می کنند و سپس با قلع یا کروم روی آن ها پوششی ایجاد کرده تا محافظ برای مواد غذایی یا دیگر مواد خوراکی یا غیر خوراکی باشد.

واحد فولادسازی و ریخته گری مداوم

واحد فولادسازی و ریخته گری مداوم

ناحیه فولاد سازی و ریخته گری 

ناحيه فولادسازي يكي از نواحی مجتمع های توليدي فولاد است . وظيفه اصلي اين ناحيه توليد شمش فولادي جهت تأمين ماده اوليه مورد نياز ناحيه نورد گرم به مقدار و كيفيت توافق شده با آن ناحيه توليدي مي باشد .

ناحيه فولادسازي در شرکت فولاد مبارکه اصفهان شامل واحدهاي توليدي بشرح ذيل مي باشد :

  1. واحد حمل مواد Material handling
  2. واحد كوره هاي قوس الكتريكي Electric arc furnace
  3. واحد متالورژي ثانويه و آماده سازي پاتيل Ladle furnace treatment and Ladle Total service
  4. واحد ريخته گري مداوم تختال Continuous  Casting of slab
  5. واحد آماده سازي شمش Slab cooling and conditioning

واحدحمل مواد

وظيفه واحد حمل مواد تخليه آماده سازي بارگيري ، ذخيره سازي و توزيع كليه مواد اوليه و افزودني فرآيند توليد فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي و متالورژي ثانويه مطابق با مشخصات فني تعيين شده مي باشد .

اهم فعاليتهاي قسمت :

  1. تحويل گيري و ذخيره سازي مواد
  2. بارگيري مواد در سيلوها جهت مصرف در كوره قوس
  3. انتقال و توزيع مواد جهت كوره هاي قوس ومتالورژي ثانويه
  4. بازيافت ضايعات فولادي و آماده سازي آهن قراضه
  5. كنترل قراردادهاي خريد مواد مستقيم

الف) تحويل و توزيع مواد ورودي توسط نوار نقاله از ناحيه آهن سازي 

به منظور در دسترس بودن مواد و تضمين استمرار توليد آهن اسفنجي و افزودني ها همانند آهك ، دولوميت و…. توسط نوار نقاله از ناحيه آهن سازي به ناحيه فولادسازي منتقل و در سيلوهاي كوره قوس الكتريكي ذخيره مي گردند ، كه اين واحد وظيفه كنترل و زمانبندي عمليات شارژ توسط نوار نقاله ها و انجام عمليات اضطراري تجهيزات مربوطه را بعهده دارد .

ب ) توزيع مواد افزودني و مصرفي با سيستم هاي انبارداري 

دريافت ، انبارداري و توزيع حدود ۲۴ نوع مواد در تناژها ، شكل و اندازه هاي مختلف در نقاط مختلف واحد توليد فولاد نيز توسط اين واحد انجام گرفته وهمچنين در كنترل موجودي مواد مذكور همكاري لازم با قسمتهاي مربوطه نمايد .

ج ) آهن قراضه 

آهن قراضه آماده مصرف پس از تائيد كنترل كيفي – ايمني فني از نظر مشخصات فني توسط تأمين كنندگان با كمپرسي به محل حوضچه هاي ناحيه اعزام و جهت ذخيره سازي در ۱۷ حوضچه مربوطه به ظرفيت تقريبي ۴۵۰۰۰ تن تخليه مي گردد . سپس باتوجه به دستورالعملهاي مربوطه توسط جرثقيل در سبدهاي مخصوص بارگيري و توسط ماشين حمل به داخل كارگاه جهت شارژ به كوره هاي قوس الكتريكي انتقال داده مي شود

د ) ضايعات 

با هدف مصرف مجدد ضايعات فولادي ، ضايعات توليد شده در ناحيه با مكانيزمهاي پيش بيني شده به قسمت برش قراضه منتقل و پس از آماده سازي به حوضچه قراضه ها جهت مصرف ارسال مي گردند . 

واحد كوره هاي قوس الكتريك

اين واحد شامل ۸ عد كوره قوس الكتريك با ظرفيت توليدي ۱۸۰ تن فولاد مذاب در هرمرحله توليد باتوان ترانسفورمر ۹۰  MVA مي باشد.در ابتدا قراضه بارگيري شده در سبد توسط جرثقيل هاي موجود در اين واحد به داخل كوره قوس تخليه و سپس سقف كوره بسته مي گردد و  عمليات ذوب شروع مي گردد . در اين مرحله به كمك قوس الكتريكي قراضه ها ذوب مي گردند به اين مرحلة علميات ( سوراخكاري) boaring مي گويند سپس شارژ آهن اسفنجي از سيلوهاي ذخيره كوره به داخل شروع مي شود .ميزان قراضه شارژ شده به كوره توسط سبد حدود ۴۰ الي ۵۰ تن مي باشد و ميزان آهن اسفنجي شارژ شده به داخل كوره حدود ۱۷۰ تن براي هر ذوب مي باشد سرعت شارژ آهن اسفنجي از ۵۰۰ تا  ۳۲۰۰ كيلوگرم در دقيقه با توجه به شرايط ذوب متغير مي باشد . به اين مرحله ذوب (Melting ) مي گويند كه درآن  فعاليتهاي زير بصورت همزمان انجام مي شود :

  1. دمش اكسيژن
  2. دمش گرافيت
  3. شارژ آهك و دولوميت جهت توليد سرباره پفكي
  4. نمونه گيري و اندازه گيري دما

پس از ذوب كامل آهن اسفنجي مورد نياز ، مرحله تصفيه (refining ) صورت مي گيرد و تنظيمات نهايي دما و آناليز با توجه به نتايج آزمايشگاه در اين مرحله صورت مي گيرد و در مواقع لزوم عمليات سرباره گيري از ذوب نيز صورت مي گيرد .

 مرحلة آخر در عمليات كوره هاي قوس عمليات تخليه ( Tapping ) مي باشد در اين مرحله پاتيل خالي مذاب كه دماي پيشگرم  آن مطابق با دستورالعملهاي توليدي مي باشد به زير كوره هدايت شده و مقادير مورد نياز فروآلياژ و مواد افزودني مانند بوكسيت و آهك همزمان با تخليه مذاب از كوره به داخل پاتيل بارگيري شده و ذوب توليدي در پاتيل مذاب آماده تحويل به واحد بعدي  ميگردد. زمان كل ذوب از تخليه ذوب قبلي تا تخليه ذوب بعدي حدود ۱۵۰ دقيقه به طول مي انجامد و اين عمليات بطور مداوم در اين واحد در جريان مي باشد .

واحد كوره هاي پاتيلي

اين واحد شامل ۴ كوره پاتيلي با توان ترانسفورمر ۳۰MVA مي باشد و هر كوره پاتيلي داراي ۶ سيلو (Bin ) با ظرفيت ۹ متر مكعب بوده كه موادي چون فرومنگنز كربن بالا و كربن متوسط ، فروسيليسيم ، آهك و كلسيم آلومينات در آنها ذخيره مي گردد .
اهم فعاليتهايي كه بر روي هر ذوب در LF صورت مي گيرد به صورت زير است :

  1. اكسيژن زدايي
  2. سرباره سازي
  3. تنظيم آناليز شيميائي
  4. تنظيم دما و زمان تحويل به واحد بعدي ( ريخته گري مداوم )
  5. تصفيه يا حذف آخالهاي موجود در ذوب

اكسيژن زدايي

جهت حذف اكسيژن محلول در ذوب پس از اندازه گيري ميزان اكسيژن مقدار مورد نياز آلومينيم به ذوب اضافه ميگردد .

 سرباره سازي به اهداف زير صورت ميگيرد :

افزايش راندمان حرارتي قوس

  1. جذب آخالهاي ذوب توسط سرباره
  2. سولفور زدايي بهتر
  3. كاهش خوردگي نسوز خط سرباره پاتيل
  4. جلوگيري از اكسيداسيون مجدد آلومينيم محلول در ذوب
  5. افزايش بازده و تنظيم راحتتر تنظيم آناليز شيميايي
  6. تميز بودن پاتيل بعد از تخليه ته پاتيل
  7. كاهش آلودگي صوتي

تنظيم آناليز شيميائي ذوب

پس از مراحل بالا و نمونه گيري از مذاب با توجه به آناليز شيميائي دريافت شده مواد مورد نياز به ذوب محاسبه و اضافه مي گردد .

تنظيم دما و زمان تحويل به واحد ريخته گري مداوم

دماي خروج ذوب از LF بر پايه دماي انجماد نوع فولاد توليدي محاسبه و از طريق سيستم اطلاعاتي به اطلاع اپراتور رسانده مي شود اپراتور جهت افزايش دما بايستي ميزان Tap ولتاژ ترانس ، نوع مواد افزوده شده به ذوب ، ميزان وضعيت سرباره پاتيل ، چگونگي دمش آرگون در پاتيل و…. را مدنظر قرار دهد و پاتيل مذاب را در زمان مناسب كه حدود ۲۰ دقيقه قبل از ريخته گري مي باشد ، از اين واحد خارج نمايد . 

تصفيه ذوب

يكي از وظايف مهم قسمت متالورژي ثانويه حذف ناخالصيها در حد امكان مي باشد و انواع ناخالصيها  عبارتند از :

  1. ناخالصيهاي اكسيدي (MgO , SiO2, Al2O3  و…. )
  2. ناخالصيهاي كاربيدي ، نيتريدي ، سولفيدي
  3. ناخالصيهاي فلزي و يا عنصر آلياژي كه بيش از ميزان نياز در ذوب موجود باشد .
  4. گوگرد و فسفر
  5. گاز مضر ( هيدروژن ، نيتروژن ، اكسيژن )

واحد ريخته گري

وظيفه اين واحد تبديل فولاد مذاب به شمش تختال با كيفيت استاندارد ابعاد مورد سفارش مشتري و تحويل آن به واحد خنك سازي و اصلاح شمش مي باشد . اين واحد داراي چهار ماشين ريخته گري دو خطه از نوع قوسي به شعاع ۵/۱۰ متر بوده و مشخصات ابعادي محصول توليدي به شرح زير مي باشد :
عرض تختال توليدي : از ۶۵۰ ميليمتر تا حداكثر ۱۸۸۰ ميليمتر
طول تختال توليدي : در دو نوع تختال بلند ۱۰- ۹٫۵  متر و تختال كوتاه  ۴٫۵الی-۴٫۷۵ متر
ضخامت تختال توليدي : ۲۰۰ ميليمتر

 پاتيل مذاب بعد از تنظيم دما و آناليز شيميائي در بخش متالورژي ثانويه توسط جرثقيلهاي سقفي ۳۰۰ تن به واحد ريخته گري منتقل مي شوند كه هر ذوب داراي يك شمارة ۶ رقمي بوده كه كليه اطلاعات ذوب از جمله آناليز شيميايي ، دماها ، زمانها ، كيفيت و … از طريق اين شماره در سيستم  MIS قابل رديابي مي باشد در واحد ريخته گري مداوم پاتيل مذاب ابتدا بر روي برج پاتيل گردان قرار مي گيرد وپس از اتصال سيلندرهيدروليكي به دريچه كشوئي پاتيل و تنظيم تانديشكار روي خطوط ريخته گري جريان مذاب از پاتيل به تانديش با بازكردن دريچه كشوئي شروع ميگردد و سپس با بازكردن استوپر جريان مذاب به داخل قالب برقرار مي گردد و با توقف چندين ثانيه اي ذوب در قالب جهت تشكيل پوسته منجمد شده اوليه ، استارت ريخته گري مداوم شروع مي شود و با گذر شمش تشكيل يافته در قالب و در ادامه از مابين غلتكهاي  همراه با پاشش آب بر روي سطوح آنها جبهة انجماد در داخل شمش رشد نموده و در نهايت با رسيدن شمش به طول متالورژيكي ، بطور كامل در سطح مقطع تختال انجماد حاصل مي شود و در ادامه با رسيدن

  شمش به قسمت برش طول تختال  و با در نظر گرفتن حداقل ضايعات در انتهاي ريخته گري برش داده مي شود و پس از خروج تختال از ماشين برش بوسيلة ماشين شماره زني يك شماره ۹ رقمي جهت شناسايي و قابل رديابي بودن تختال بر روي آن حك مي گردد .
با پايان ذوب اول ، ذوب دوم كه بر روي بازوي ديگر برج پاتيل گردان قرار دارد گردانده شده و بر روي تانديش قرار ميگيرد و بلافاصله پاتيل باز مي شود تا تداوم و پيوستگي ريخته گري حفظ شود . ذوبهاي متوالي بطور متوسط حدود بيش از ۵ ذوب در يك عمليات به شمش تختال تبديل شده و تختالهاي توليدي جهت خنك سازي واصلاح به واحد بعدي تحويل داده مي شوند .

واحد خنك سازي واصلاح شمش

در اين واحد به دو صورت و براساس نوع تختال توليدي خنك سازي صورت ميگيرد :

  1. خنك سازي با هوا
  2. خنك سازي با آب

تختال هايي كه براساس كيفيت  نياز به خنك سازي با هوا دارند توسط جرثقيل هاي سقفي به قسمت مربوطه منتقل و پس از گذشت ۷۲ ساعت تختال خنك شده به قسمت اصلاح تختال ارسال ميگردد .

 تختال هايي كه نياز به خنك سازي آب دارند توسط ميز غلطكي هاي موجود به دو تانك خنك سازي انتقال داده شده و توسط دو جرثقيل به صورت اتوماتيك به داخل تانك شارژ شده و تختال خنك  شده (پس از حداقل۲۰دقيقه ) از تانك خارج و به قسمت اصلاح تختال ارسال ميگردد .
در قسمت اصلاح تختال ، تختالها توسط بازرسين كنترل كيفي بررسي و در صورت وجود عيوب سطحي آنها را مشخص مي نمايند سپس اپراتورهاي واحد اسكارف توسط مشعلهاي دستي اين عيوب را برطرف مي نمايند و پس از تائيد نهايي واحد كنترل كيفي تختالها به ناحيه نورد گرم انتقال داده مي شوند ولي در صورت عدم تطابق با برنامه پذيرش ناحيه نورد گرم تختالها در انبار نگهداري و به تدريج به ناحيه نوردگرم فرستاده مي شوند .