انواع روش تولید شمش فولادی
کاربرد شمش آهن آنقدر متنوع و مختلف می باشد که می توان آن را تحولی شگرف در صنعت تولید صنایع فولادی دانست.از جمله موارد کاربرد آن تولید تیرآهن، مفتول، میلگرد (ساده و آجدار )، نبشی و ناودانی،سپری، لوله درزدارو … می باشد.
روش های تولید شمش آهن
به طور کلی روش های تولید انواع شمش به سه صورت می باشد .
- روش کوره بلند (BF)
- روش کوره قوس الکتریکی (EAF)
- روش کوره القایی (IMF)
تولید شمش فولادی با استفاده از کوره بلند
بیش از نود درصد سنگ آهن موجود در جهان در کوره بلند (BF) مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش ابتدا سنگ آهن فرآوری شده و سپس به همراه آهک و کک وارد کوره بلند می شود و به این ترتیب آهن خام یا چدن به دست می آید. بعد از تبدیل شدن آهن خام به فولاد مذاب و حذف کربن و ناخالصی های دیگر به کمک اکسیژن آن را به واحد ریخته گری منتقل می کنند و بعد از ریخته شدن در قالب منجمد شود.
کوره قوس الکتریکی
در روش کوره قوس الکتریکی جهت تولید شمش فولادی از ضایعات فولادی استفاده می شود. این ضایعات به وسیله جرثقیل داخل کوره قرار می گیرند که به سه دسته تقسیم می شوند:
- قراضه های خانگی
- قراضه های صنعتی
- قراضه های کهنه
جهت ذوب فلزات در این روش، ابتدا پس از ورود قراضه ها و آهک به داخل کوره، الکترودها به سمت پایین حرکت کرده و موجب برقراری جریان الکتریکی و سپس ذوب فلزات می شود.
روش کوره القایی
در روش کوره القایی از یک میدان مغناطیسی برای ذوب قراضه ها استفاده می کنند. به دور این کوره یک سیم پیچی القایی بسته شده که با کمک جریان الکتریسیته یا فرکانس بالا, میدان مغناطیسی به همراه گرما تولید می کند و باعث ذوب قراضه ها می شود. در عملیات ذوب توسط کوره القایی آلودگی صوتی وجود ندارد .
عوامل تاثیر گذار بر قیمت شمش
قیمت شمش در بازار جهانی همیشه بر روی بازارهای داخلی تاثیر گذار بوده است، این تاثیر گذاری شامل مواردی مثل قیمت سنگ آهن، قیمت ضایعات آهن یا آهن قراضه، قیمت نرخ ارز، هزینه حمل ونقل و … می باشد. یکی از مهم ترین محصولات موجود در صنعت فولاد، شمش فولادی می باشد که پایه و اساس تولید سایر مقاطع فولادی است. در واقع می توان گفت رکن اصلی تولید تمام مقاطع فولادی شمش می باشد.
شمش های فولادی دارای سطح ذوزنقه شکل بوده و جهت تبدیل شدن به محصول نهایی بایستی طی چند مرحله فرآوری شود، همچنین این محصول به چند دسته کلی تقسیم می شود که از جمله آن میتوان به شمش بیلت، اسلب و بلوم اشاره کرد که هر کدام کاربرد جدایی در صنعت فولاد دارند .
انواع شمش فولادی
بیلت : شمش بیلت در بازار آهن آلات بسیار پرطرفدار می باشد. این محصول سطح مقطع دایره ای یا مربعی شکل دارد. از جنس فولاد کربن ناهموار می باشد و ممکن است انتهایی آن با برش تغییر شکل پیدا کند. مساحت سطح مقطع بیلت 230 سانتی مترمربع است و بیلت ها به طورمعمول به عنوان پایه ترین محصول برای تولید محصولاتی مانند میلگرد، مفتول و تسمه استفاده می شود.
اسلب : اسلب به عنوان یک محصول نیمه نهایی فولادی در ساخت ورق های فولادی و صفحه کاربردی بسیار حائز اهمیت است. سطح مقطع اسلب به صورت مستطیل بوده و به عنوان ماده اولیه در صنعت ماشین آلات سنگین استفاده می شود که با طول معمولی 12 متر و عرض 25/1متر و ضخامت 230میلی متر می باشد.
بلوم : شمش بلوم بسته به نوع کارخانه سازنده تولید می شود. پس از انجماد، این شمش ها وارد مرحله خنک سازی و روانه کارخانه های فولاد می شود . سطح مقطع این محصول بزرگتر از بیلت است. از شمش بلوم برای ساخت ریل، سپری، تیرآهن و … کاربرد دارد.
تفاوت شمش بیلت و بلوم در چیست
بیلت و بلوم هر دو از انواع شمش های فولادی هستند و تنها در ابعاد و موارد کاربردی با هم تفاوت دارند. جهت تولید میلگرد و سیم از شمش بیلت استفاده می شود اما از شمش بلوم جهت ساخت ناودانی، سپری، قوطی، ریل و تیرآهن استفاده می شود.
نقش مهم شمش فولادی در ساختمان سازی
آهن آلات ساختمانی جزو مصالح بسیار مهم ساخت و ساز ساختمان می باشند. اهمیت آن زمانی مشخص می شود که بدانید 70درصد یک ساختمان از مواد فلزی تشکیل شده است. آهن آلات ساختمانی را در اندازه ها و شکل های گوناگونی برای ساخت سازساختمان تولید می کنند که از جمله این موارد می توان به میلگرد، تیرآهن، ورق فولادی، قوطی، پروفیل و …اشاره کرد. همان گونه که گفته شد آهن آلات در ساخت و ساز مسکن کاربرد های فراوانی دارند وتنها عیب آن ها مقاومت پایین شان در برابر هوازدگی می باشد.
شمش فولادی که اساس و پایه تولید بسیاری از مقاطع فولادی است؛ انواع مختلفی دارد که از آن ها می توان به بیلت، اسلب و بلوم اشاره کرد. شمش به دلیل اینکه در تولید دیگر مقاطع فولادی نقش دارد، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و قیمت آن بر قیمت دیگر مقاطع نیز تاثیرگذار می باشد. میلگردهای فولادی با شمش تولید می شوند. اما می دانید که برای تولید آن ها از چه نوع شمشی استفاده می شود. در این مطلب شما را با انواع شمش فولادی برای تولید میلگرد آشنا خواهیم کرد.
اهمیت شمش در تولید محصولات فولادی
شما تا چه حد با مراحل تولید مقاطع فولادی نظیر میلگرد آشنا هستید؟ حتما می دانید که از سنگ آهن استخراج شده از معدن نمی توان به صورت مستقیم در تولید مقاطع فولادی استفاده کرد. پس این سنگ آهن ها چه موقع و پس از چه مراحلی مثلا برای تولید میلگرد آماده می شوند؟ در مرحله اول باید این منابع خالص سازی شوند و این کار نیز کار آسانی نیست و روند مخصوص خود را دارد.
فولاد خام در حالت خالص نمی تواند مفید باشد و باید با عملیات خاصی به حالت شمش در آید. در کوره های مخصوص این سنگ ها مذاب می شوند و به یک محصول میانی به نام شمش می رسیم. ما برای تولید میلگرد و دیگر مقاطع فولادی از شمش فولادی استفاده می کنیم؛ به همین دلیل بررسی روند همیشه برای افراد فعال در حوزه فولاد اهمیت زیادی داشته است.
شمش فولادی و روش های تولید آن
یکی از مقاطع فولادی مستحکم و پر کاربرد شمش فولادی است که با استفاده از روش ریخته گری تولید می شود. این محصول معمولاً در خط تولید سایر مقاطع قرار گرفته و کارکنان شرکت های مختلف با استفاده از شمش فولادی مقاطع مختلفی تولید می کنند.
شمش فولادی معمولاً در قطعه های مستطیل شکل بوده و سطح مقطع آن ها به علت قالب گیری دستی، آسان بودن حمل و نقل ذوزنقه شکل بوده و تقریبا طول های مشخصی برای این محصولات تعیین می شود.شمش های فولادی به روش های مختلفی تولید می شوند که خاصیت هر یک از آن ها متفاوت بوده و در تولید مقاطع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. تکنولوژی های ساخت مقاطع فولادی مختلف که پس از به دست آمدن فولاد خام به کار گرفته می شوند، تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. اما مسئله در فناوری تولید فولاد خام است که راه های مختلف و متفاوتی وجود دارد.
از روش های تولید شمش فولادی می توان به کوره بلند، کوره قوس الکتریکی و روش کوره القایی اشاره کرد. هر سه روش در بسیاری از کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد، اما در جهان، روش کوره بلند رایج تر است. این در حالی است که در کشور ایران روش قوس الکتریکی توجیه پذیرتر از بقیه روش ها است و اغلب شمش ها به این روش در کشور ساخته می شوند.
فرآیند تولید این محصول به شرح زیر است:
- در این روش آهن قراضه ها با استفاده از سبدهای مخصوص، به داخل کوره هدایت می شوند تا ذوب شوند. همزمان با ذوب این مواد مواد افزودنی دیگری مانند آهک، کک، بنتونیت و … به مواد مذاب اضافه می شوند.
- در ادامه با دمش اکسیژن و همگن سازی فولاد مذاب به دست می آید و از طریق پاتیل های حمل مذاب به واحد ریخته گری انتقال می یابند.
- در واحد ریخته گری نیز از ظروفی به نام تاندیش استفاده می شود تا مواد مذاب در داخل قالب های خود قرار بگیرند.
- در نهایت با پاشش آب سعی در خنک کردن محصول دارند تا شمش جامد به دست آید. برش شمش ها در مرحله آخر انجام می شود و در نهایت شمش های فولادی آماده می گردند.
شمش فولادی که یکی از کاربردی ترین شمش های موجود در بازار است و انواع گوناگونی دارد که در این بخش از مقاله قصد داریم هر یک از آن ها را به صورت مختصر شرح دهیم.
بیلت
یکی از انواع شمش فولادی به حساب می آید که کاربرد زیادی داشته و از استحکام بسیار بالایی برخوردار است. برای توضیح ساده و روان بیلت می توان گفت، اگر شمش به صورت مستقیم از تولید ccm به مصرف نورد برسد، آن را بیلت می نامند. توجه کنید که برخی مواقع ممکن است بیلت را با نام شمشال مشاهده کنید.
تنها تفاوت جزئی این دو مقطع فولادی، بیشتر بودن طول شمشال در مقایسه با بیلت است. همچنین سطح شمشال در اغلب مواقع به صورت دایره یا مربع شکل است. شمش بیلت معمولاً در تولید میلگرد های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
اسلب
یکی از انواع شمش فولادی، شمش اسلب است که همانند بیلت مقاومت بسیار زیادی از خود نشان می دهد. این شمش فولادی دارای سطح مقطع مستطیل شکل بوده و به همین سبب تفاوت ظاهری زیادی با سایر شمش ها دارد.
در اغلب مواقع این شمش با طول 12 متر، ارزش 1.25 متر و ضخامت 230 میلیمتر در بازار یافت می شود. برخی افراد این محصول را با نام تختال می شناسند. اغلب این نوع شمش ها از جنس فولاد کربنی می باشد اما ناگفته نماند که برخی از آن ها ممکن است از فولاد زنگ نزن نیز تولید شوند. عمده کاربرد شمش اسلب در تولید و ساخت ورق های فولادی است.
بلوم
شمش بلوم یکی دیگر از انواع شمش های فولادی بوده و آخرین مورد از انواع شمش فولادی است. این محصول در انواع مختلفی با کمک فرایند نورد تولید و روانه بازار می شود. یعنی شمش بلوم ابتدا در سایزهای بزرگ تولید شده و سپس با طی کردن از فرایند نورد به قطعه های کوچکتری تبدیل می شوند. تنها تفاوت شمش بلوم با شمش بیلت این است که عرض بلوم کمی بیشتر از بیلت است. اصلی ترین کاربرد شمش بلوم در ساخت انواع ریل، سپری، قوطی آهن، تیر آهن، نبشی و غیره است. ناگفته نماند که این روزها شمش بلوم با نام شمش فابریک نیز شناخته می شود.
از شمش های خاصی در تولید میلگرد استفاده می شود و به همین دلیل تولید این شمش های فولادی در کشور رواج دارد به طور کلی شمش هایی که در روش کوره قوس الکتریکی به دست می آیند برای تولید میلگرد مناسب هستند. توجه داشته باشید که سایز شمش در تولید انواع میلگرد چندان حائز اهمیت نیست ولی در عوض میزان کربن اضافه شده به شمش بسیار حائز اهمیت است.
کربن در شمش جایگاه بسیار مهمی دارد و نسبت به کربن اضافه شده، میلگردهای مختلفی تولید می شود. در تولید میلگردهای سایز 14 تا 40، از شمش های با کربن 30 تا 35 درصد استفاده می کنند. حتماً می دانید که در سایزهای پایین میلگرد کشش و نرمی حائز اهمیت بوده و به همین دلیل باید کربن کمتری استفاده شود . در پاسخ به این سوال که انواع شمش فولادی برای تولید میلگرد چیست، باید بگوییم که بسیاری از کارخانه ها با توجه به خط نورد خود از شمش 150 برای تولید میلگرد استفاده می کنند، این درحالی است که شمش 150 و 125 و یا 130 تفاوتی با یکدیگر ندارند.
کارخانه هایی که مدرن تر هستند از شمش 125، برای تولید میلگرد بهره می برند. به این ترتیب متوجه می شوید که از بلوم نیز برای تولید میلگرد می توان استفاده کرد. استفاده از انواع شمش به تکنولوژی خط نورد کارخانه بستگی دارد و در بسیاری از کارخانه های مدرن از هردو شمش استفاده می کنند. برای تولید میلگردهای ریز می توان از شمش 120 و 130 نیز استفاده کرد. طراحی خط تولید برخی کارخانه ها به شکلی است که حتی از شمش 150 نیز می توان در تولید سایز 8 و 10 و یا حتی میلگرد کلاف استفاده نمود.