نحوه تولید ورق آهن
آهن یک عنصر فلزی با نقطه ذوب 1110 درجه سانتیگراد است .که به صورت سنگ آهن در محیط اطراف ما یافت میشود . امروزه زندگی اکثر مردم به طور مستقیم و یا غیر مستقیم به صنعت آهن یا همان فولاد بستگی دارد و ورق آهنی به عنوان یک محصول مادر در بین دیگر مقاطع فولادی است که اگر تولید این محصول با مشکل مواجه شود در ضمینه تولید دیگر محصولات فولادی از جمله لوله، نبشی، پروفیل و دیگر مقاطع به مشکل جدی برمیخوریم از این رو ما سعی داریم در این مقاله اطلاعاتی درباره سنگ آهن و نحوه تولید ورق آهنی از ابتدا تا الان را با شما در میان بگذاریم .
سنگ آهن چیست؟
سنگ آهن با نماد انگلیسی iron oer یکی از فراوان ترین سنگ های موجود در روی کره زمین است. این سنگ گران بها و ارزشمند حدود 5 درصد از هسته کره زمین را تشکیل میدهد. رنگ این سنگها از خاکستری تیره تا بنفش تیره، قرمز زنگ زده و زرد روشن متفاوت است. این عنصر به تنهایی خیلی محکم نیست و برای افزایش استحکام باید با عناصر دیگری ترکیب شود. امروزه با پیشرفت علم و فناوری برای خلق محصولاتی با جنس خاص و آلیاژ برتر سنگ آهن را با عناصر متعددی ترکیب میکنند اما متداول ترین آن ها نیکل و کروم است .
کاربرد های سنگ آهن
سنگ آهن ماده اولیه تولید فولاد است و حدود 98 درصد سنگ آهن استخراج شده در جهان برای تولید فولاد استفاده میشود. از این رو در صنایع ساختمان سازی ، خودرو سازی ، تولید و ساخت ابزار آلات و…. به طور غیر مستقیم از سنگ آهن به میزان فراوان استفاده میشود. از سنگ آهن به غیر از تولید فولاد در ضمینه های دیگری هم مورد استفاده قرار میگیرد، از جمله:
- از پر کاربردترین مدل های سنگ آهن، آهن پودر شده میباشد که استفاده های خاصی مانند ساخت کاتالیست خودرو، ساخت آهن رباها و برخی قطعات و ابزار ها مورد استفاده قرار میگیرد.
- مدل دوم، آهن رادیواکتیو میباشد که همانگونه که از اسمش مشخص است، در صنعت دارویی و بیوشیمی مورد استفاده قرار میگیرد.
- مدل سوم، اکسید آهن میباشد. اکسید آهن نوعی ترکیب شیمیایی است که از ترکیب آهن و اکسیژن تولید میشود. این مدل از آهن در داروسازی، فلزسازی، ساخت رنگدانه ها و… مورد استفاده قرار میگیرد.
- در نهایت مدل چهارم که با نام آهن قرمز شناخته میشود. این مدل در صنعت نقاشی و همچنین لوازم آرایشی بیشتر به کار میرود. آهن قرمز، در ساخت رنگ های هنری، سایه چشم و ساخت پلاستیک ها مورد استفاده قرار میگیرد.
منابع اصلی سنگ آهن در جهان
براساس اطلاعات سازمان زمین‌‌‌شناسی آمریکا، میزان تولید سنگ‌آهن جهان در سال ۲۰۲۱ بالغ بر ۲میلیارد و ۵۰۰ میلیون تن گزارش شده که استرالیا با تولید ۹۰۰میلیون تن سنگ‌آهن، بزرگ‌ترین تولیدکننده این ماده معدنی استراتژیک در جهان است. بعد از استرالیا، برزیل با تولید ۳۸۰میلیون تن در رده دوم قرار گرفته است. چین نیز با تولید ۳۶۰میلیون تن سنگ‌آهن جایگاه سوم را از آن خود کرده است. ایران در سال ۲۰۲۱ با تولید ۵۰میلیون تن سنگ‌آهن توانست رتبه دهم جهانی تولید این ماده معدنی استراتژیک را در جهان به خود اختصاص دهد.
تولید سنگ‌آهن در جهان از سال ۲۰۱۹ روند صعودی داشته است، به‌طوری‌که در سال ۲۰۲۱ نسبت به سال ۲۰۲۰ افزایش ۳درصدی در تولید سنگ‌آهن را شاهد هستیم. روند تولیدات سنگ‌آهن در ایران نیز همسو با جهان افزایشی بوده است.
نحوه تولید ورق آهنی
وقتی به کالاها یا سازه های فولادی نگاه می کنیم، به ندرت به این فکر می کنیم که چگونه فلز برای آنها ساخته شده است. مانند هر مرحله دیگر از تولید فولاد، فرآیند نورد شامل روش های مختلفی برای تولید فولاد نورد است. در سطح جهانی، فولاد نورد شده می تواند نورد گرم و نورد سرد باشد. تصور می شود که فولاد نورد گرم تا 80 درصد از تولید تجاری جهانی فولاد نورد را تشکیل می دهد. در مورد آن صحبت خواهیم کرد.
متالورژی از مواد خام مانند سنگ آهن و کک شروع می شود. هنگامی که صحبت از فناوری معمولی می شود، از آنها برای تولید آهن در کوره بلند (BF) استفاده می شود. سپس از آهن برای ساختن محصولات فولادی و نیمه تمام فولادی مانند بلوم ها، بیلت های گرد یا مربعی استفاده می شود. در برخی موارد، این تولید یک فرآیند BF را مستثنی می کند. برای این منظور از کوره های قوس الکتریکی ( EAF) استفاده می شود که در آن از ضایعات آهنی و آهن احیای مستقیم (DRI) به عنوان خوراک استفاده می شود.
اگرچه بسیاری از تولیدکنندگان جهانی اسلب و بیلت های مربعی را می فروشند، اما این محصولات نمی توانند مستقیماً برای تولید اتومبیل، ماشین آلات، کالاها یا سازه های فولادی استفاده شوند. محصولات نیمه تمام باید بیشتر در کارخانه های نورد پردازش شوند، جایی که فولاد نورد شده با شکل، هندسه و خواص فیزیکی و مکانیکی هدف تولید می شود.
تمام محصولات فولادی نیمه تمام ابتدا تحت نورد گرم قرار می گیرند. در کارخانه های نورد گرم انجام می شود که در آن یک محصول نیمه تمام با عبور از بین دو رول در معرض تغییر شکل پلاستیک قرار می گیرد که در نتیجه شکل اولیه آن تغییر می کند. گفته می شود، دمای مواد باید بالاتر از دمای تبلور مجدد فولاد باشد. به طور کلی، باید نسبتاً نرم باشد تا با رول تغییر شکل دهد، مانند خمیر زیر وردنه. علاوه بر این، فلز بسیار داغ است – در اغلب موارد دمای آن در ابتدای نورد بالاتر از 1100 درجه سانتیگراد و دمای نهایی آن حداقل 900 درجه سانتیگراد است. به همین دلیل است که به این نوع فولاد نورد گرم گفته می شود.
در واقع، از نورد گرم برای تولید ورق آهنی تخت و بلند استفاده می شود. از جمله ورق هایی که به صورت نورد گرم تولید میشوند میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ورق های سنگین با ضخامت 4 تا 350 میلی متر
- ورق هایی با ضخامت 1.2 تا 4 میلی متر
- کویل تا ضخامت 25 میلی متر
فولاد نورد گرم عمدتاً در کارخانه های نورد متشکل از غرفه تولید می شود. به عنوان مثال، آسیاب های نوار داغ می توانند حداکثر از 15 پایه “کوارتو” (یعنی هر پایه با دو جفت رول کامل شده است) و لبه هایی برای تشکیل لبه های نوار تشکیل شوند.
مراحل تولید ورق آهنی به شکل نورد گرم
تولیدورق آهنی به شکل نورد گرم با استفاده از اسلب شامل مراحل زیر است:
- تغذیه اسلب ها در کوره های گرمایش مجدد
- گرم کردن مجدد
- تغذیه به پایه های آسیاب و نورد در چند پاس
- تسطیح در یک تسطیح
- سرمایش در بسترهای خنک کننده
- تست درون خطی و غیر مخرب
- لبه های طولی و انتهای آن را کوتاه شده و به طول برش داده میشود
- اتمام، بررسی تست، پذیرش و علامت گذاری
مزایای تولید ورق نورد گرم چیست؟
اگر بخواهیم یک دال فولادی سرد را به یک محصول مسطح تبدیل کنیم، به سختی میتوانیم در آن موفق شویم – چنین دالی حتی برای تجهیزات نورد تخصصی بسیار سخت، محکم و ضخیم است. بنابراین، محصولات نیمه تمام باید ابتدا گرم شوند. فولاد داغ پلاستیکی می شود و پردازش آن آسان تر می شود. در نتیجه، کارخانه های نورد به صرفه جویی در زمان و تلاش برای تولید ورق های آهنی و نوارهای فولادی کمک می کنند.
مزیت اصلی فولاد نورد گرم این است که هزینه کمتری نسبت به فولاد نورد سرد دارد. بنابراین، در کاربردهایی که کمتر به کیفیت سطح و دقت فوق العاده بالا توجه می شود، به طور گسترده استفاده می شود، به عنوان مثال، برای ساخت سازه های فولادی پشتیبانی برای پروژه های ساختمانی بزرگ یا در صنعت مهندسی از ورق هایی مانند ورق st52 و ورق سیاه که به روش نورد گرم تولید شده اند استفاده میشوند.
تولید ورق آهنی به شکل نورد سرد
برای انجام نورد سرد بر روی ورق های فولادی باید مقداری ضخامت آن ها کاهش پیدا کند پس باید اول مرحله نورد گرم را گذرانده باشند در نورد سرد باید سطح ورق ها اسید شور شود تا سطح آن کاملا تمیز شود و با انجام نورد سرد و عبور از بین غلتک ها ضخامت آن ها تا حد قابل توجهی کاهش داد . در بحث تولید ورق آهنی به روش نرود سر میتوانیم ورق هایی با سطح صاف سیقلی و کیفیت بالا تولید کرد که سطح آن آری از پستی و بلندی است که علت آن انجام این فرآیند در دمای اتاق میباشد .
برای تولید ورق های فولادی همچون ورق گالوانیزه ،اسید شور و ورق روغنی حتما باید از روش نورد سرد استفاده کنیم. شما عزیزان میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه تولید و تفاوت های این دو ورق، به مقاله بررسی تفاوت های ورق فولادی نورد گرم و نورد سرد مراجعه کنید.
بدون دیدگاه