مراحل خط تولید ورق فولادی و انواع ورق آهن

آهن آلات سعادتی فروشنده انواع ورق فولادی ، ورق ST52، ورق ST37، ورق A516، ورق CK45

مراحل خط تولید ورق فولادی | نحوه تولید انواع ورق آهن

تاریخ نوردکاری به مفهوم امروزی آن برای تولید انواع ورق آهن و مقاطع فولادی ، ولی در شکل های بسیار ساده و اندازه های بسیار کوچک به آغاز صده هفدهم میلادی بر می گردد به این صورت که دو غلتک چدنی، در یک چارچوب چوبی قرار داده می شد و فلزهایی مانند قلع و سرب را نورد می کردند.

هرچند پیش از این از غلتک ها برای صاف کردن و فشردن مواد استفاده می شد ولی ایده استفاده از غلتک ها به منظور ایجاد کاهش در سطح مقطع فلز، در این دوره به وجود آمد. پس از آن کوشش شد از غلتک های بزرگ تر و سنگین تر استفاده شود و گشتاور لازم برای به چرخش درآوردن آن ها به وسیله نیروی اسب و یا پره های آبی تامین می شد.

ایده ایجاد شیار روی غلتک ها به منظور شکل دادن به مقاطع میلگرد و تیرآهن نیز به همین دوران برمیگردد.

قفسه های دو غلتکه به سرعت گام های تکامل خود را پیمودند و به زودی افزون بر نورد فلزهای نرم، نورد گرم فولاد نیز عملی شد.

تنگنای نیرو و توان ایده استفاده از غلتک های کوچک تر را مطرح کرد زیرا صنعتگران به تجربه متوجه شده بودند که نورد با غلتک های کوچک تر نیرو و توان کمتری احتیاج دارد. از این رو استفاده از غلتک های کاری کوچک تر که به وسیله غلتک های بزرگ تر پشتیبانی می شدند متداول شد و در اصطلاح قفسه های چهار غلتکه به وجود آمدند.

صنعت فولاد و تولید مقاطع فولادی به دلیل تامین مواد اولیه برای تولیدات نقش مهمی دارد.

مراحل کلی تولید ورق فلزی :

1. فرآوری سنگ آهن از معادن
2. تولید آهن اسفنجی
3. تولید شمش فولادی
4. تبدیل شمش به کلاف گرم از طریق نورد گرم
5. عملیات تکمیلی و عملیات حرارتی
6. تولید محصول نهایی
7. نورد سرد برای تولید ورق سرد
8. عملیات پوشش دهی

  • در مرحله اول سنگ آهن که ترکیبی از اکسید های آهن و ناخالصی های فلزی مانند سولفور، فسفر، سیلیس و … می باشد، از معدن استخراج می شود.

  • بعد از استخراج سنگ آهن طی فرایندی خرد شده و ناخالصی ها از آن جدا می شود.

  • سپس سنگ آهن به شکل گلوله ای (گندله) در آمده و پخته می شود.

  • این گندله در فرایند احیا با کربن آهن تولید می کند. در فرایند احیا گندله اکسیژن خود را از دست می دهد و به همین دلیل آهن تولید شده به صورت اسفنجی و با تخلخل های بسیار بالا تولید می شود.
  • این آهن های اسفنجی در مخازن مخصوصی انباشته و نگهداری می شود تا برای تولید فولاد مورد استفاده قرار گیرد.

  • در مرحله بعدی آهن تولید شده تحت حرارت قرار می گیرد و مذاب می شود.
  • نوع فولاد و گرید تولیدی در این مرحله شکل می گیرد و با توجه به ترکیبات شیمیایی و خواص شیمیایی متفاوت نوع گرید نیز تغییر می کند.
  • فرایند های گفته شده در کوره قوس الکتریک انجام می گیرد و بعد از سرباره گیری، افزودنی به مذاب اضافه می شود و با دمش گاز پخش شده و با مذاب ترکیب می شود.
  • در مرحله سوم، مذاب داخل پاتیل های حجیمی تخلیه می شود و عملیات حرارتی روی آن ها انجام می شود.
  • در آخر نیز نمونه آزمایشگاهی از فولاد تولید شده گرفته می شود و عملیات تصفیه انجام شده و فولاد آماده برای ریخته گری می شود.
  • دمای مذاب فولاد تولید شده حدود 1650 درجه سانتی گراد می باشد و دمایی که بر روی مذاب ریخته گری انجام می شود دمای 1580 می باشد.
  • درنتیجه بعد از این که مذاب داخل پاتیل ها ریخته شد، سریعا باید فرایند ریخته گری انجام شود.
  • اگر امکان فرایند ریخته گری وجود نداشته باشد یا به هر دلیلی فرایند ریخته گری به تاخیر منجر شود، باید مذاب در دمای 1580 نگه داری شود که این موضوع هزینه ی بالایی خواهد داشت.
  • در مرحله ریخته گری مذاب به صورت شمش های فولاد و توسط ماشین های ریخته گری تولید می شود.
  • برج های ریخته گری 2 مکان برای قرار گیری دارند. در یکی از مکان ها یک پاتیل قرار می گیرد و مکان دیگر آماده برای تولید و انجام کار می باشد. این 2 مکان برای سرعت بخشیدن به عملیات ریخته گری می باشد. مذاب بعد از تخلیه در قالب با جریان آب اطراف قالب آرام آرام خنک می شود.
  •  در مرحله چهارم شمش های تولید شده وارد فرایند نورد گرم می شود و تا دمای 1200 درجه سانتی گراد گرم می شود سپس ئر این دما در سرخ شده و به نقطه شکل پذیری میرسد و شوش از بین غلتک ها عبور می کند.
  • در این مرحله ضخامت کاهش پیدا می کند.
  • و در نهایت بسته به تکنولوژی استفاده شده برای تولید آنها تبدیل به انواع مختلفی از ورق های فولادی میشوند .

مراحل تولید ورق آهن

پس از پیدایش ماشین بخار و از بین رفتن تنگنای نیرو و توان، قفسه های نورد دوباره بزرگ تر شدند و موتورهای با توان بسیار بالا، در اندازه 1500 اسب برای نوردهای سنگین شمش های فولادی به کار گرفته شدند. موتور و قفسه های نورد به تندی گام های تکامل خود را پیمودند به گونه ای که فرآورده های نورد، به ویژه فولادها، به مهمترین فرآورده های جهان تبدیل شدند. برای بسیاری از فرآورده ها، روش های نورد، جایگزین دیگر روش های شکل دادن فلزها، همانند آهنگری و ریخته گری شدند.

همراه و در کنار قفسه های نورد، دیگر 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، خطوط جابجایی، حمام های اسیدشویی، کوره های عملیات حرارتی، حمام های آبکاری، ماشین های بسته بندی و غیره نیز گام های تکاملی خود را پیمودند.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، انواع فرآورده های فلزی به ویژه فرآورده های فولادی را به روش نورد تولید می کنند.

مهم ترین ویژگی فرآیندهای نورد، سرعت تولید آن هاست به گونه ای که حجم زیادی از فرآورده های فلزی از این روش تولید می شوند. نخستین هدف فرآیندهای نورد کاهش در سطح مقطع و یا ضخامت قطعه کار است. این کار ممکن است به صورت نورد گرم، نورد سرد یا تلفیقی از این دو انجام پذیرد.

برگزیدن روش به نوع، اندازه، ویژگی های ماده و شکل پایانی فرآورده بستگی دارد. گوناگونی شکل و اندازه فرآورده های نورد ایجاب می کند که فرآیندهای نورد به صورت های مختلف به کار گرفته شوند برای نمونه نورد طولی، نورد عرضی، نورد مقاطع و غیره را می توان نام برد.

امروزه تولید ورق های فولادی در سه مرحله انجام می گیرد. تولید تختال اولیه در واحد ریخته گری مداوم، کاهش ضخامت و عرض تختال به میزان زیاد در واحد نورد گرم و تبدیل تختال به ورق با ضخامت 1 تا 7 میلی متر و در صورت لزوم در مرحله سوم نورد سرد ورق های تولید شده در نورد گرم به منظور رسیدن به ورق های با ضخامت بسیار کم تر و با کیفیت سطحی بالاتر.

فراهم کردن تختال های اولیه، نخستین گام از تولیدات نورد می باشد. استفاده از روش ریخته گری مداوم یک پدیده بسیار مهم و پیشرفته متالوژیکی است که در آن سرعت تولید تختال بسیار افزایش می یابد و کیفیت متالوژیکی آن نیز به دلیل یکنواختی و همگونی تولید بهبود می یابد.

یکنواختی و بی عیب بودن تختال ها سبب می شود که ضایعات تولید در هنگام نورد کمتر و تولید اقتصادی تر شود.

با این روش بیشتر فلزات غیر آهنی، فولادهای کربنی و آلیاژی را می توان ریخته گری کرد. از زمان به کارگیری این روش تاکنون، پیشرفت های شایانی در تکنیک های اجرایی روش ایجاد شده است.

  1. امروزه ماشین های ریخته گری پیوسته عمدتا به سه روش به کار گرفته می شوند. این روش ها عبارتند از
  2.  ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی و برش تختال در وضعیت عمودی
  3. ریخته گری پیوسته عمودی با ناحیه انجماد ثانویه عمودی، خمش تختال به جایگاه افقی و برش آن در وضعیت افقی
  4.  ریخته گری پیوسته خمیده با ناحیه انجماد ثانویه خمیده با شعاع خمیدگی ثابت و یا متغیر و برش تختال در وضعیت افقی

تختال تولید شده در ریخته گری مداوم معمولا ضخامتی بین 160 تا 300 میلی متر، عرضی بین 600 تا 2200 میلی متر و طولی بین 5 تا 16 متر دارد که این ابعاد بستگی به ابعاد ورق تولیدی نهایی دارد. به دلیل اینکه تغییر شکل گرم در دمایی در حدود 1070 تا 1360 درجه سانتی گراد امکان پذیر است برای این که تختال های تولید شده را بتوان به خط نورد گرم تزریق کرد، لازم است تختال ها پیش گرم شوند که این کار در کوره های پیش گرم که در ابتدای خط نورد گرم قرار دارند انجام می پذیرد.

تختال اولیه معمولا در دمای محیط (20 درجه سانتی گراد) یا به صورت گرم (800-600 درجه سانتی گراد) وارد کوره می گردد و به دمای مورد نیاز برای ورود به خط نورد گرم می رسد.

خطوط نورد گرم امروزی معمولا شامل چند فرآیند به شرح زیر می باشند:

  • کوره های پیش گرم
  • پوسته شکن
  • نورد خشن کار (مانند ایستگاه معکوس شونده 4 تایی، ایستگاه های دوتایی، نورد عمودی یا پرس)
  • میز انتقال تختال
  • دستگاه برش و پوسته شکن ثانویه
  • نورد پایانی
  • خنک کن های آبی
  • دستگاه های بسته بندی

در خطوط نورد گرم مدرن تختال پس از عملیات پیش گرم و رسیدن به دمای مورد نیاز وارد ایستگاه پوسته شکن شده و پوسته اکسیدی ایجاد شده بر روی تختال توسط فشار بالای آب از روی آن جدا می شود.

این فرآیند در خطوط نورد قدیمی تر توسط سیستم نورد عمودی انجام می گیرد. نورد عمودی در این جایگاه علاوه بر وظیفه پوسته شکنی نقش مهم کاهش عرض تختال را به عهده دارد.

در خطوط نورد مدرن نقش کاهش عرض به سیستم جدیدی داده شده که به پرس سایزینگ معروف است. پس از فرآیند کاهش عرض تختال وارد ایستگاه های خشن کار نورد سنگین دو غلتکه و چهار غلتکه می شود و ضخامت آن به 20 تا 60 میلی متر کاهش می یابد در عین حال عرض تختال توسط غلتک های عمودی نصب شده در این دو ایستگاه و با حرکت رفت و برگشتی مداوم تختال با عرض ورق نهایی مورد نظر هماهنگ می گردد.

پس از آن تختال خارج شده از واحد خشن کار وارد ایستگاه برش شده و قسمت های ابتدایی و انتهایی آن جدا می گردند و دوباره توسط ایستگاه پرفشار پوسته شکن، پوسته شکنی می شوند. سپس در خط نورد پایانی که معمولا شامل 4 تا 7 ایستگاه نورد افقی چهار غلتکه است ضخامت تختال به 1.5 تا 20 میلی متر کاهش می یابد.

در ادامه ورق تولیدی توسط سیستم خنک کننده لایه ای تا دمای 500 تا 780 درجه سانتی گراد که مناسب برای ایستگاه کویل پیچی است خنک می گردد و در انتها توسط ایستگاه نهایی کویل پیچی شده و از خط نورد گرم خارج می گردد.

مراحل خط تولید ورق فولادی | نحوه تولید انواع ورق آهن

مراحل تولید ورق گالوانیزه

عرض ورق در فرآیند نورد گرم

عرض تختال یا به بیانی عرض ورق از جمله پارامترهایی است که دائما در فرآیند نورد گرم کنترل می گردد و دلیل این امر نیاز به یک تلرانس مشخص در عرض ورق خروجی از واحد نورد گرم است.

عواملی که بر عرض ورق یا تختال در حین نورد گرم تاثیر می گذارند عبارتند از :

تعریض یا افزایش عرض تختال در ایستگاه های نورد افقی
فرآیندهای کاهش عرض که در طول خط خشن کار بر روی تختال اعمال می گردند.

در نورد قطعه ها با سطح مقطع مستطیل شکل مانند شمش، تختال، صفحه و ورق، کاهش در ضخامت نه تنها سبب کشیدگی و افزایش طول می گردد بلکه در شرایطی پهنای قطعه را نیز افزایش می دهد.

این افزایش پهنا به تعریض یا پخش عرض معروف است و میزان آن بستگی به ابعاد سطح مقطع و شرایط نورد از جمله درصد کاهش ضخامت، قطر غلتک، اصطکاک بین قطعه کار و غلتک، سرعت نورد، کیفیت، جنس و دمای قطعه کار دارد.

جریان فلز در جهت عرض ورق بستگی به موقعیت ذره بر روی آن دارد. نقاط مرکزی ورق به دلیل تقارن و همچنین مقاومت ذرات کناری، تمایل به جریان در جهت نورد دارند در مقابل ذرات کناری ورق به دلیل کاهش مقاومت ذرات مجاور آن ها و همچنین نزدیک بودن مقاومت اصطکاکی در هر دو جهت طول و عرض در عین حرکت در جهت طولی؛ به جریان در جهت عرض نیز تمایل دارند که این مساله باعث وقوع پدیده تعریض می گردد.

فرآیند کاهش عرض

یکی از فرآیندهای مهمی که در خطوط نورد گرم بر روی تختال انجام می گیرد کاهش عرض در ایستگاه اول خط نورد می باشد. تختال موردنیاز در واحد نورد گرم توسط ماشین ریخته گری مداوم تامین شده و به صورت مستقیم یا با واسطه وارد خط نورد می شود. وجود نیاز گسترده در بازار ورق فولادی از نظر ضخامت و عرض های متنوع باعث شده که تا آن جا که ممکن باشد ورق های تولیدی در نورد گرم دارای تنوع بالایی از نظر ضخامت و عرض باشند.

به همین دلیل تختال های مورد نیاز این واحد نیز دارای محدوده نسبتا وسیعی از عرض ( از 900 تا 2000 میلی متر) و ضخامت (از 30 تا 300 میلی متر) می باشند.

در مورد ضخامت، ایجاد و تنظیم چنین مقادیری به راحتی توسط ایستگاه های خشن کار و ایستگاه های پایانی انجام می گیرد و ورق مورد نیاز با ضخامت معین در چند فرآیند کاهش ضخامت توسط ایستگاه های نورد افقی و براساس برنامه کاهش ضخامت از پیش تعیین شده برای هر ایستگاه تولید می گردد.

لذا نیازی به تغییر در برنامه تولید واحد ریخته گری مداوم از نظر ضخامت وجود نداشته و این واحد می تواند با ماکزیمم ظرفیت خود از نظر ضخامت فعالیت کند.

به عنوان مثال ضخامت 300 میلی متری تختال تولید شده در واحد ریخته گری مداوم با استفاده از ایستگاه های کاهش ضخامت در خط نورد گرم و با مقداری تغییر در برنامه این ایستگاه ها قابل تبدیل به بازه گسترده ای از ضخامت های ورق ( از 2 تا 20 میلی متر) می باشد.

در مورد عرض نیز نیاز به چنین قابلیتی در نورد گرم وجود دارد. این کار توسط فرآیندهای کاهش عرض که در بخش گذشته به آن اشاره شد انجام می گیرد.

با توجه به اینکه عمده این کاهش در ایستگاه اول به منظور تطبیق عرض تختال های ورودی با عرض مورد نیاز در نورد گرم اعمال می شود از این ایستگاه به عنوان رابط یا همزمان کننده دو واحد نیز نام می برند.

متاسفانه اعمال کاهش عرض های سنگین (بیش از 100 میلی متر) در این ایستگاه امکان پذیر نیست.

محدودیت های فرآیند کاهش عرض نورد عمودی

در ایستگاه های نورد عمودی، میزان کاهش عرض قابل اعمال و در نتیجه شانس سازگار کردن عرض تختال با چهار متغیر اصلی محدود می شود.

  1. زاویه گیرش بین تختال و غلتک
  2. برآمدگی در لبه های تختال
  3. فرم دو انتهای تختال

امتیاز کاربران به این مطلب

3.4/5

ورق فولادی

st37 ، st52 ، ck45 ، a516
قیمت روز ورق فولادی
  • ورق فولادی ST37
  • ورق فولادی ST52
  • ورق فولادی CK45
  • ورق فولادی A516
پایین ترین قیمت

درباره ما

مجموعه آهن آلات سعادتی با تجربه ی 25 ساله خود شروع به فعالیت در حوزه آهن آلات صنعتی و فولادهای آلیاژی کرده است. این مجموعه زیر نظر شرکت سعادت توس پایا می باشد و تحت عنوان وب سایت آهن روز در فضای مجازی فعالیت خود را آغاز کرده است

1
تعداد بادید
اسکرول به بالا