شماره ثبت۱۳۷۳۷

فرآیند تولید ورق سیاه و تولید ورق روغنی

نورد سرد
  • نویسنده ahan
  • 2018-05-26

فرآیند تولید ورق سیاه و تولید ورق روغنی

بطور کلی تمامی ورق های فولادی به ۲ روش تولید می شوند : ۱- فرآیند نورد گرم (تولید ورق سیاه) ۲- فرآیند نورد سرد ( تولید ورق روغنی )

نورد چیست؟

نورد (که در انگلیسی به آن rolled گفته می شود) در مقام اول فرآیندهای شکل دهی فلزات قرار دارد.نورد عبارت است از تغییر شکل و فرم دهی به یک ماده با اعمال فشار ناشی از عبور بین غلتک ها،بسیاری از محصولات فولادی از قبیل تیرآهن ، ناودانی ، نبشی ، سپری و غیره بوسیله این روش تولید می شوند.روش تولیدی نورد معمولا با روش فورجینگ در تقابل و رقابت می باشد.

اختراع روش نورد برمیگرده به قرن هفدهم میلادی که این روش بوجود آمد.در ابتدا فرایند نورد با ساخت ۲ غلتک چدنی آغاز شد که برای شکل دهی به فلزات قلع و سرب مورد استفاده قرار می گرفت .سپس با گذشت زمان سایز غلتک ها بزرگتر شدند اما مشکلی که بوجود آمد نیروی لازم برای فرآیند بود که از نیروی اسب ها و نیروی آب برای به حرکت درآوردن آن ها استفا ده شد.

اما با این وجود بازهم مشکل نیرو به شدت احساس می شد تا دانشمندی سیستمی را طراحی کرد که دارای ۴ غلتک بود و ۲ غلتک بزرگ ۲ غلتک کوچک را به حرکت در می آوردند و به این ترتیب فرآیند نورد ۴ غلتکه وارد چرخه صنعت گشت. اختراع بخار انقلاب بزرگی در تمامی صنایع بوجود آورد و صنعت فولاد نیز از آن بی نصیب نماند، نیروی بخار بسیار بیشتر از نیروی آب و اسب ها بود بنابراین قفسه های نورد ها خیلی بزرگتر شدند و از آنها برای نورد شمش ها نیز دیگر استفاده می شد.

سایر  بخش های کارخانجات نورد همچون کوره های ذوب ماشین های ریخته گری برای آماده سازی شمش های اولیه ، کوره های پیش گرم برای گرم کردن شمش ها ، خطوط جابجایی ،حمام های اسیدشویی ، کوره های عملیات حرارتی ، حمام های آبکاری ماشین های بسته بندی و … نیز همانند صنعت نورد پیوسته تغییر کرده و بهینه شدند.

اجزای تشکیل دهنده فرآیند نورد در کارخانه نورد به شرح زیر است :

۱-کوره پیش گرمایش : در این کوره شمشال ها را تا دمای معینی که قابلیت شکل پذیری بهتری داشته باشد بالا می برند . سیستم این کوره ها بصورت ریلی بوده و شمش ها از یکطرف وارد میشن و بر روی ریل در حین حرکت گرمادیده می شوند و زمان رسیدن به انتهای کوره به دمای مورد نظر رسیده و از کوره خارج می شود .

۲-اجکتور ( ejector) : همان طور که از نام آن بر می آید وظیفه این وسیله این است که شمشال هایی که در کوره گرمادیده شده اند را خارج و به مرحله بعد منتقل می کند .

۳-پوسته زدایی : این قسمت وظیفه پاکسازی سطحی پوسته های بوجود آمده ناشی از ریخته گری و کرم کاری مجدد را به کمک روش های متفاوت در کارخانه های مختلف انجام می دهد .

۴-استند نورد : این قسمت مرحله اول نورد فولاد است که شمشال ها چون قطر بالایی دارند توسط دستگاهها وارد استند نورد شده و به کمک غلتک های افقی ضخامت آن کاهش می یابد .

۵- استد اجر : در این قسمت به کمک غلتک های عمودی عملیات یکنواخت سازی و ایجاد ابعاد دقیق و اصلاح قسمت های ناهموار و رفع کلیه مشکلات ظاهری و غیره است .

۶-دستگاه ضخامت سنج : همان طور که از نام آن برمیاد وظیفه این قسمت اندازه گیری ضخامت ورق تولید شده است .

۷-تاب گیر : به کمک چندین غلتک و طی چند مرحله تمامی تاب های ورق در این فرآیند برطرف می شود .

۸-خنک کاری : در این مرحله ورق نورد شده و آماده خنک شده و آماده رول بندی یا برش می شود .

۹-قیچی : در این قسمت به کمک دستگاه برش ابتدا و انتها ی ورق برش داده میشه و همچنین برش به سایز های پرکاربرد و متعارف بازار نیز در این مرحله انجام  می شود .

۱۰-دستگاه بسته بند : این دستگاه در انتهای خط نورد وظیفه بسته بندی و تعیین وزن ورق تولید شده را دارد .

 

نورد سرد

فرآیند نورد به ۲ صورت نورد گرم و نورد سرد انجام  می شود.

ورق‌های گرم نوردیده به محصولاتی هستند که به وسیله نورد تختال به ضخامت مورد نظر رسیده و به صورت کلاف یا ورقه عرضه می‌شوند.

در نورد گرم شمش فولاد را به درجه حرارت مورد نیاز بر اساس نوع محصول خروجی ( معمولا دمای بالای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد) می رسانند ، سپس تختال حرارت دیده را از بین چندین مجموعه غلتک در حال گردش عبور می دهند و با کاهش پی در پی سطح مقطع کار را تا جایی ادامه می دهند تا به مقطع مورد نظر برسند.

درنورد گرم (تولید ورق سیاه ) قابلیت شکل دهی ماده بیشتر است و نیروی کمتری مورد استفاده قرار می گیرد.بدلیل حرارت بالای ماده تنش تسلیم آن بطور قابل ملاحظه ایی کاهش می یابد به همین جهت نیروی لازم جهت انجام فرآیند نوردکاری خیلی کاهش می یابد.اما در نورد سرد یک سطح خارجی بسیار صاف و یکدست و مطلوبی حاصل می شود که عمدتا از این فرآیند برای تغییر شکل نهایی محصول استفاده می گردد.

در نورد سرد با اعمال فشار بسیار زیاد غلتک ها  سعی می کنند تا ضخامت ورق را کاهش دهند. از ویژگی های بارز نورد سرد که معمولا در دمای بین ۲۰ تا حداکثر ۲۰۰ درجه سانتی گراد انجام می شود ، این است  که سختی و مقاومت ماده افزایش می یابد و بهبود ساختار کریستالی ( با اعمال فشارو فشرده تر شدن اتم ها ساختار منسجم تر و فشرده تری حاصلل میشه) و افزایش تنش تسلیم (Fy) اشاره کرد .

دستگاههای نورد سرد و نورد گرم

دستگاه نورد در واقع شامل تعدادی غلتک است که بر اساس محصول خروجی طراحی و ساخته می شوند.بطورکلی دستگاههای نورد در ۳ مدل عمومی دو غلتکه ، سه غلتکه و چهار غلتکه در حال حاضر موجود می باشند.

مهمترین برتری های نورد سرد

بر خلاف نورد گرم که سطح دارای پوشش اکسیدی است در نورد سرد در نبود اکسیداسیون  و سرما فرآیند پرداخت سطحی بهتر انجام میشه و سطح بهتر و مطلوب تری حاصل میشه به همین دلیل ورق های روغنی سطحی صاف تر و مطلوبترو براق تری نسبت به ورق سیاه دارند.برتری دوم اینه که در نورد سرد قابلیت تولید ورق های نازکتری وجود داره و اینکه روغن کاری راحتتر و بهتر انجام می گیرد.

به علت گرانی و استهلاک بالا و سنگینی دستگاه‌های نورد، محصولات نورد گرم تنها به شکل‌ها و اندازه‌های استاندارد شده (ورق فابریک و رول عرض معین) که به دلیل تقاضای زیاد، تولید آنها اقتصادی است، عرضه می‌شوند.

ورق‌های گرم بیشتر برای مصارف ساختمانی و سازه‌ای، صنعتی(پروفیل)، لوله‌های انتقال نفت و گاز، نورد دوباره و پوشش‌دهی کاربرد دارند که ویژگی های کیفی آنها مانند آنالیز شیمیایی، ویژگی مکانیکی، تلرانس‌های ابعادی براساس درخواست مشتری و استانداردهای ملی و بین‌المللی برای بازارهای داخلی و صادراتی تولید و عرضه می‌شوند.

ورق‌های فولادی گرم اگرچه در فرآیند نورد به وسیله مکانیزم‌های پوسته‌زدایی، بهبود سطح داده می‌شوند اما به دلیل ماهیت دمایی نورد گرم در تماس با اتمسفر هوا (فرآیند اکسیداسیون) سطحی غیر براق دارند و به همین دلیل در بازار مصرف به ورق سیاه معروفند که از این لحاظ با ورقه های نورد سرد ( ورق روغنی) متفاوت هستند.

ورق روغنی پایه تولید ورق گالوانیزه ، ورق رنگی ، ساندویچ پانل ها و غیره می باشد .

ورق‌ گرم معمولا به صورت لبه نوردی یا لبه اصلاح شده تحویل خریدار می‌شوند. فرآیند تولید شامل مراحل : تولید آهن اسفنجی در مدول احیای مستقیم، تولید فولاد مذاب در کوره قوس الکتریکی، تولید تختال در ماشین ریخته‌گری ،تولید مداوم تختال نازک، تولید کلاف در نورد گرم و تولید ورق در خط برش است.

در فرآیند تولید ذوب و تختال و ریخته‌گری کنترل‌های لازم بر روی آنالیز شیمیایی و ناخالصی‌ها انجام می‌شود و در فرآیند تولید ورق در نورد گرم (ورق سیاه ) شاخص‌های کیفی مانند ضخامت، عرض، شرایط سطح، لبه، بسته‌بندی کنترل و ارزیابی می‌شوند و درنهایت ویژگی مکانیکی ورق ( تنش تسلیم و تنش نهایی ورق ) در آزمایشگاه آزمایش شده و تایید می‌شود.

 

فورجینگ چیست ؟؟؟

فورج ولدینگ ( forge weding) همان طور که از نام انگلیسی آن پیداست یک روش جوشکاری است.در روش جوشکاری فورجینگ ۲ بخشی که قرار است به هم متصل شوند را تا دمای بسیار زیاد حرارت می دهند و سپس ۲ قطعه رو بهم متصل کرده و بوسیله چکش کاری و یا پرس کردن دو قطعه را بهم می چسبانند که در اصطلاح به آن فورج می گویند.این تکنولوژی در اواسط دهه ی نود میلادی بسیار در ساختمان سازی پرکاربرد بود و در صنعت راه آهن نیز مورد استفاده قرار می گرفت.از تکنولوژی فورجینگ در ساخت خط راه آهن نیز در سال های دهه ۵۰ استفاده شده است. اما امروزه مهترین کاربرد آن برای اتصال سربه سر میلگرد ها در نقطه ی تلاقی است .

 

نورد سرد

اینفوگراف نورد سرد

در فرآیند نورد سرد که ورق حاصله از آنرا ورق روغنی ی نامند ، ابتدا ورق‌ها اسیدشویی شده ( یعنی سطح ورق پاکسازی میشه)  و یک لایه اکسیدی از سطح ورق برداشته می‌شود ، سپس ورق سرد می‌شود و  پس از عبور از میان غلتک ها و اعمال فشار حدود ۸۰ یا ۸۵ درصد  ضخامت ورق کاهش می یابد .

در تولید ورق نورد سرد فرآیند آنیل یا بازپخت وجود دارد که در دنیا به دو روش جعبه‌ای یا پیوسته انجام می‌شود .

شرکت فولاد مبارکه اصفهان بزرگترین تولید کننده ورق روغنی ایران از روش جعبه‌ای استفاده می‌کند . در واقع فرآیند آنیل باعث می شود که ساختار کریستالی و اتمی ورق که طی فرآیند نورد بهم ریخته است به حالت اصلی و اولیه خود برگردد.

پس از فرآیند آنیل ورق های روغنی وارد رحله نورد پوسته ایی می شوند که در این مرحله ورق ها از لحاظ کیفیت ظاهری سطح و موج های سطحی و خواص مکانیکی مورد بررسی قرار می گیرند و عیب و ایرادهای آن برطرف می شود .

ورق روغنی عمدتا در صنایع خودرو و لوازم خانگی مورد مصرف قرار می گیرد .ورق سرد را عموما ورق روغنی می نامند و دلیل نامگذاری آن به این دلیل است که برای جلوگیری از زنگ زدگی سطح  آن ها را روغن کاری می کنند تا زمانیکه ورق برای مصرف بکار می رود سطحی سالم و عاری از زنگ زدگی داشته باشد .

ورق سیاه برخلاف ورق روغنی کیفیت ظاهری و سطحی مطلوبی ندارد چون مشتریان ورق سیاه بیشتر بدنبال ویژگی های مکانیکی  و استحکام و مقاوت بالای این ورق هستند نه ظاهر آن بر خلاف مشتریان ورق روغنی که ظاهر ورق برای ان ها بسیار حائز اهمیت است بدلیل اینکه استفاده ورق روغنی برای قست های بیرونی و ظاهری محصولات فلزی است اما ورق سیاه تقریبا همیشه در قسمت های داخلی محصولات فلزی و خارج از دید بکار می روند.

 

کارشناسان فروش

زهرا فراهانی زنگارکی

مدیر فروش _ داخلی ۳

سحر عطار

کارشناس فروش _ داخلی ۴

امین اینانلو

کارشناس فروش _ داخلی ۵