زنجیره تولید فولاد از سنگ آهن به عنوان ماده اولیه تا پروفیل مبلی به عنوان محصول نهایی شامل چندین و چند مرحله ی گوناگون و پیچیده است. محصول تولید شده در هر مرحله علاوه بر این که به طور جداگانه کاربرد دارد با انجام مرحله ی بعدی تولید، محصول جدیدی هم ایجاد می کند که کاربرد و ویژگی های خاص خود را دارد. در ادامه با ذکر جزئیات به چگونگی انجام این فرآیندها خواهیم پرداخت و توضیح خواهیم داد چگونه این مراحل موجب ایجاد خواص بی نظیر در این مقطع فولادی می شود.
مرحله اول : تولید شمش فولاد
با توجه به این که فولاد آلیاژی از آهن و کربن است و بخش اعظم این ترکیب را هم آهن تشکیل می دهد، شاید بتوان گفت ماده ی اولیه ی تولید فولاد و تمامی محصولات فولادی در حقیقت سنگ آهن است. از چندین روش گوناگون برای تولید شمش فولاد استفاده می شود که معمول ترین آن ها روش کوره بلند است. در این روش سنگ آهن پیش پخت همراه با کک و آهک برای تولید آهن خام درون کوره ریخته می شوند. در این مرحله تمامی ناخالصی های آهن از آن جدا شده و ماده مذاب درون قالب های تولید شمش ریخته می شود. چندین نوع سایز و ابعاد استاندارد برای قالب این شمش ها وجود دارد که با توجه به آن ها هر کدام از این انواع شمش های تولید شده برای ساخت محصول خاصی مناسب است.
مرحله دوم : نورد گرم و تولید ورق سیاه
نورد گرم فرآیندی است که طی آن فولاد تا رسیدن به دمای تبلور مجدد برای ایجاد تغییر در خواص و ابعاد، بدون تغییر حجم، حرارت میبیند. شمش فولاد حرارت دیده از میان دو سری غلتک که در خلاف جهت در حرکت هستند و فاصله ی بین آن ها کمتر از ضخامت قطعه ی ورودی است، عبور می کند. با توجه به این که حجم تغییری ندارد، با کم شدن ضخامت به طول قطعه افزوده می شود. فولاد نورد گرم یا ورق سیاه در صنعت آهن و فولاد محصولی متداول و پر مصرف است که هم به عنوان محصول نهایی و هم ماده اولیه تولید سایر محصولات و مقاطع مثل لوله و پروفیل سنگین کاربرد دارد.
مرحله سوم : نورد سرد و تولید ورق روغنی
نورد سرد تکنیکی است که طی آن ورق سیاه از میان غلتک ها عبور می کند و به تدریج فشرده و فشرده تر می شود. میزان این فشردگی تعیین کننده ی خواص و سختی محصول نهایی است. از نورد سرد برای کاهش بیشتر ضخامت و بهبود خواص استفاده می شود. قدم اول در نورد سرد از بین بردن زائده های سطح است، به این منظور ورق سیاه اسید شویی میشود. اسید شویی در ورق سیاه سطحی مشابه ورق روغنی ایجاد میکند اما خواص ورق اسید شویی با ورق روغنی کاملا متفاوت است. قدم بعدی در این فرآیند که عامل ایجاد خواص ورق روغنی است آنیلینگ نام دارد. در آنیلینگ ورق در مدت زمان مشخصی تا رسیدن به دمای تبلور مجدد حرارت میبیند و سرعت سرد شدن آن بستگی به نوع فلز دارد. این مرحله به شدت انعطاف و فرآیندپذیری ورق را بهبود می بخشد که اصلی ترین دلیل اقبال ورق روغنی در صنعت فولاد است. این فرآیند بیشتر و پیچیده تر نورد سرد، باعث شده قیمت ورق روغنی بیشتر از ورق سیاه باشد.
مرحله چهارم : تولید پروفیل سبک
همان طور که میدانید برای تولید پروفیل سبک از ورق روغنی به عنوان ماده اولیه استفاده میشود. در قدم اول رول ورق روغنی باز شده و با توجه به اندازه ی پروفیل تولیدی به عرض های مختلف برش داده شده و دوباره رول میشود. در مرحله ی بعدی رول نوار ورق روغنی دوباره باز میشود و با عبور از میان مجموعه ای از قالب ها و غلتک ها به شکل پروفیل یا لوله مبلی با درز باز در میاید. با جوشکاری دو لبه، پروفیلی کامل تولید میشود که تنها ایراد آن زائده های ایجاد شده در درز جوش است. در قدم بعدی این زائده های جوشکاری برای حفظ کیفیت سطح پروفیل سبک برداشته میشود.
پروفیل سبک طی این چهار مرحله خواص و ویژگی های بینظیری کسب میکند که دلیل اصلی کاربرد گسترده ی این مقطع فولادی در صنعت هستند. ضخامت کم ورق روغنی باعث شده پروفیل تولیدی آن وزن کمی داشته باشد به همین خاطر با نام پروفیل سبک در صنعت شناخته میشود. پروفیل سبک به لطف آنیلینگ ورق روغنی بسیار انعطاف پذیر و مناسب برای انجام انواع فرآیندها چون خمکاری و کشش است. همان طور که پیش تر هم به آن اشاره کردیم اسید شویی در نوردسرد سطحی با کیفیت ایجاد میکند که مناسب برای انجام انواع آبکاری است. زبری سطح تعیین کننده ی کیفیت آبکاری است. ضخامت دقیق ورق روغنی به علاوه ی دستگاه های پیشرفته تولید پروفیل، امکان تولید محصولاتی با دقت دهم میلی متر را فراهم کرده است. با توجه به این که پروفیل سبک در قطعه سازی بسیار پرکاربرد است این ابعاد دقیق نقطه ی قوت بزرگی برای این مقطع به حساب میاید و اما مهم ترین نکته یعنی قیمت پروفیل سبک. ضخامت کم ورق روغنی باعث شده هر شاخه از پروفیل سبک به نسبت وزن کم تری داشته باشد. گرچه قیمت ورق روغنی به ازای هر کیلو بیشتر از ورق سیاه است اما وزن کم شاخه آن باعث میشود خریدار در نهایت پول کمتری بابت خرید یک شاخه پروفیل سبک پرداخت کند.
: Reference
WHAT IS ANNEALING? A COMPLETE PROCESS GUIDE