فولاد تنوع بالایی از نظر آلیاژ، خواص و شکل دارد و همین تنوع بالا، باعث شده برای ساخت و تولید طیف گسترده‌ای از ابزار و وسایل مورد استفاده قرار بگیرد. به منظور بهینه سازی خواص فولاد تنها ایجاد تغییرات در ترکیب شیمیایی کافی نیست بلکه فرآوری هم تاثیر زیادی دارد حتی اگه ترکیبات یکسان باشند. ورق روغنی و سیاه دو مثال خوب برای این مورد هستند که در ادامه تفاوت‌های آن‌ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
فهرست مطالب
تفاوت فولاد نورد گرم و سرد چیست؟
حتما باید به این نکته توجه داشت که تفاوت اصلی ورق روغنی و ورق سیاه فرآیند تولید آن‌ها است. نورد گرم همان‌طور که از نامش پیداست، فرآیندی است که در دمای بالا انجام می‌شود در صورتی که نورد سرد در دمای کم و نزدیک به دمای اتاق است. گرچه این فرآیند عملکرد و خواص کلی فولاد را تغییر می‌دهد اما نباید با ویژگی‌ها و رده‌های عادی فولاد اشتباه گرفته شوند که ناشی از تفاوت ترکیب بندی آن‌ها است. نورد گرم و سرد فرآیندهایی هستند که می‌توانند روی گریدهای مختلف فولاد انجام شوند. هر کدام از انواع فولاد برای هدف خاص و تولید محصول خاص مناسب هستند. شناخت خواص آن‌ها کمک بزرگی برای جلوگیری از هدر رفت مواد، وقت و هزینه خواهد بود. درک و شناخت تفاوت فولاد نورد گرم و سرد برای انتخاب بهترین گزینه ضروری است. حجم قابل توجهی از ورق سیاه و روغنی تولیدی در کارخانه‌ها برای تولید لوله و پروفیل مبلی و پروفیل آهن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ورق سیاه و فواید استفاده از آن
ورق سیاه شکلی از فولاد است که در دمای بالاتر از 1700 درجه فارنهایت یعنی بالاتر از دمای تبلور مجدد اغلب انواع فولاد، تولید شده است. این باعث می‌شود شکل پذیری فولاد بهتر شود و در نتیجه کار کردن با آن ساده‌تر باشد. نورد گرم با قطعه‌ای بزرگ، بلند و مستطیل شکل از فولاد به نام بیلت یا تختال شروع می‌شود. در قدم اول به شمش فولاد حرارت داده می‌شود تا زائده‌های سطحی آن از بین برود، در مرحله بعد برای رسیدن به شکل و ابعاد مورد نظر بیلت با حفظ حرارت از بین مجموعه‌ای از غلتک‌ها عبور می‌کند تا ضخامت آن کاهش پیدا کند و فولاد به شکل ورق در بیاید، ورق تولیدی رول شده و به همان حالت باقی می‌ماند تا به دمای اتاق برسد. ابعاد فولاد با سرد شدن کمی کوچک‌تر می‌شود درنتیجه تغییرات آن را نمی‌توان با دقت قابل قبولی تحت کنترل داشت این ویژگی باعث شده برای ساخت محصولاتی که دقت ابعادی بالا نیاز دارد مناسب نباشد.
ابتدا دمای اسلب یا تختال در کوره با استفاده از القاء الکتریکی بالا می‌رود و سپس وارد فرآیند نورد می‌شود. معمولاً بعد از اینکه تختال از کوره خارج شد، دیگر نیازی به بالا بردن دمای آن نیست و تنها باید دمای آن را کنترل کرده و مرحله به مرحله که جلو می‌رود، آن را پایین آورد. برای کنترل دمای تختال و برای اینکه از یک حدی بالاتر نرود، از آب استفاده می‌شود. به این فرآیند کوئنچینگ یا کوئنچ کردن (خنک سازی) نیز می‌گویند.
همچنین ممکن است برای خنک سازی غلتک‌هایی که وظیفه نورد کردن تختال را برعهده دارند نیز از آب استفاده شود. در فرآیند نورد، تختال‌ها تحت فشار زیادی قرار می‌گیرند و این فشار باعث تولید گرما می‌شود. علاوه بر این، غلتک‌ها نیز در تماس مستقیم با تختال‌ها هستند و این تماس نیز باعث انتقال گرما از تختال‌ها به غلتک‌ها می‌شود. در فرآیند نورد، تختال‌ها با عبور از بین غلتک‌ها تغییر شکل می‌دهند. این تغییر شکل باعث ایجاد اصطکاک بین تختال‌ها و غلتک‌ها می‌شود. اصطکاک نیز باعث تولید گرما می‌شود.
به منظور جلوگیری از افزایش بیش از حد دمای غلتک‌ها، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. یکی از این روش‌ها، استفاده از روغن، بین غلتک‌ها و تختال‌ها است. روغن باعث کاهش اصطکاک بین غلتک‌ها و تختال‌ها شده و در نتیجه باعث کاهش تولید گرما می‌شود. روش دیگر، استفاده از سیستم‌های خنک کننده برای خنک کردن غلتک‌ها است. این سیستم‌ها می‌توانند از طریق آب یا هوا غلتک‌ها را خنک کنند.
خنک سازی اسلب‌ها در فرآیند نورد از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا اگر بتوانیم هر چقدر که اسلب مراحل را طی می‌کند، آرام آرام دمای آن را پایین‌تر بیاوریم، در نهایت محصول بهتری تحویل خواهیم گرفت. این در حالی است که اگر این کار به درستی انجام نشود و خنک سازی اسلب در مرحله پایانی و به یکباره صورت بپذیرد، محصولی دفرمه همراه با کیست و با سطحی پوسته پوسته شده و لبه‌های خراب خواهیم داشت.
به‌طور خلاصه ویژگی‌های ورق سیاه را در زیر لیست کرده‌ایم:
- فرآیند تولید ورق سیاه کوتاه‌تر، ساده‌تر و البته ارزان‌تر از ورق روغنی است.
- به دلیل آن که ورق سیاه به تدریج حرات خود را از دست می‌دهد تنش داخلی درون آن ایجاد نمی‌شود.
- ورق سیاه زمانی کاربرد دارد که دقت ابعادی و کیفیت در درجه اول اولویت نباشد اما در مقابل، مقاومت و استحکام بالا اهمیت داشته باشد.
- فرآیند نسبتاً ساده نورد گرم باعث شده قیمت ورق سیاه به نسبت کمتر و مناسب‌تر باشد.
ورق روغنی و فواید استفاده از آن
وقتی ورق سیاه تحت فرآیندهای بیشتری به نام نورد سرد قرار گیرد ورق فولادی دیگری به نام ورق روغنی تولید می‌شود. نورد سرد دقت ابعادی و کیفیت سطحی ورق را بهبود می‌بخشد. مرحله اول در نورد سرد اسید شویی ورق سیاه است. با اسید شویی تمامی زائده‌های سطحی از بین می‌رود. به ورق تولیدی این مرحله، ورق اسیدشوی گفته می‌شود. گرچه کیفیت سطح آن تقریبا مشابه ورق روغنی است اما فرآیند پذیری آن‌ها کاملاً متفاوت است. با توجه به اینکه یک مرحله اسیدشویی در اینجا اضافه می‌شود، قیمت ورق اسیدشویی نسبت به ورق سیاه بیشتر است.
مرحله دوم برای کاهش ضخامت ورق است. در این مرحله ضخامت ورق با عبور از بین دو ردیف غلتک به تدریج چیزی در حدود 40 تا 90 درصد کاهش پیدا می‌کند. فاصله این غلتک‌ها کمتر از ضخامت ورق است و در یک ردیف به سمت جلو کمتر هم می‌شود تا ورق با عبور از بین آن‌ها تحت فشار، نازک و نازک‌تر شود. مرحله بعدی که ایجاد کننده خواص اصلی ورق روغنی است آنیلینگ نام دارد. در این مرحله دوباره به ورق حرارت داده می‌شود اما تا رسیدن به دمایی کمتر از دمای تبلور مجدد فولاد. آنیلینگ شکل پذیری و چکش خواری فولاد را به مقدار قابل توجهی افزایش می‌دهد. در مرحله پایانی آثار کششی سطح پاک شده و سطحی کاملاً صاف و صیقلی ایجاد می‌شود.
به‌طور خلاصه ویژگی‌های ورق روغنی را در زیر لیست کرده‌ایم:
- ورق روغنی سطح با کیفیت‌تر و با دقت ابعادی بهتری دارد.
- طی مراحل نورد سرد، سطح ورق آغشته به روغن می‌شود که تا حدی خاصیت ضد زنگی و لمسی روغنی و براق در آن ایجاد می‌کند.
- .فرآیند پیچیده‌تر و البته هزینه‌بر نورد سرد به علاوه ویژگی‌های بهتر آن باعث شده نهایتا قیمت ورق روغنی بیشتر از ورق سیاه باشد.
جمع‌بندی
ورق‌های فولادی بسیار متنوع هستند و به واسطه همین تنوع بالا، کاربرد بسیار گسترده‌ای نیز دارند. این تنوع گاهی با تغییر عناصر آلیاژی ایجاد می‌شود، گاهی با افزودن یک لایه آبکاری و گاهی نیز با انجام فرآیند تولید متفاوت. به لطف ویژگی‌های متنوع این ورق‌ها، از آن‌ها می‌توان برای تولید انواع محصولات در صنایع گوناگون استفاده کرد. در این مقاله توضیح دادیم که ورق سیاه، ورقی است که تنها از مرحله نورد گرم عبور می‌کند. اما ورق روغنی، ورقی است که نه‌تنها مرحله نورد گرم را پشت سر گذاشته بلکه مرحله دیگری به نام نورد سرد را نیز گذرانده. این مراحل با جزئیات بیشتری در مقاله توضیح داده شده است.
مقالات, ورق در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 22 آذر 1402
