با ورق سیاه و فرآیند تولید آن آشنا شوید + ویدئو

در تولید ورق از دو نوع تکنولوژی مختلف استفاده می‌شود که نام های نورد سرد و نورد گرم به آنها اطلاق می‌شود. در نورد گرم محصول خروجی ورق سیاه نامیده شده و در نورد سرد محصول خروجی ورق روغنی (در مطلب بعدی در مورد ورق روغنی توضیح خواهیم داد) خواهد بود.

فایل صوتی این مطلب

نورد چیست؟

با انجام فرایند کشش عمیق بر روی ورق‌هایی که از طریق نورد گرم حاصل شده‌اند می‌توان از آن‌ها برای تولید ظروف آشپزخانه استفاده نمود. بزرگ‌ترین مجتمعی که در ایران ورق نورد دیده تولید می‌کند کارخانه فولاد مبارکه اصفهان است.

به طور کلی فرآیند تولید این محصول فولادی را می‌توان بدین صورت شرح داد. ابتدا به کمک فرآیند نورد گرم شمش‌های ریخته‌گری به بیلت و شمش تبدیل می‌گردد. سپس با عملیات شکل دهی محصولاتی مانند مفتول، مقاطع ساختمانی، میلگرد و ورق تولید می‌گردد. فرایند نورد سرد در دمایی پایین‌تر از دمای تبلور مجدد و به منظور تولید تسمه و ورق با کیفیت ابعادی و مشخصات مکانیکی بهتر نسبت به محصولات نورد گرم صورت می‌گیرد.

ویدئو فرایند تولید ورق سیاه را مشاهده کنید:

چرا به ورق نورد گرم ورق سیاه گفته می‌شود؟

تولید ورق با تکنولوژی نورد گرم به این معناست که مواد اولیه تولید ورق در دماهای بسیار بالا ذوب شده و در طی این فرآیند ورق ظاهری مات به خود می‌گیرد و به دلیل رنگ ظاهری آن در بازار از اصطلاح ورق سیاه برای آن استفاده می‌شود.

شکل ورق سیاه:

ورق سیاه آهنی مسطح است که به دو صورت رول و بریده شده (شیت) وجود دارد

مراحل تولید ورق سیاه:

در این روش ابتدا تختال تولید شده در کوره پیش گرم با دمای بالا قرار می‌گیرد پس از خروج تختال از کوره پیش گرم یک پوسته اکسیدی روی سطح تختال تشکیل می‌شود. به منظور برطرف ساختن این پوسته اکسیدی، عملیات پوسته شویی انجام گرفته که تأثیر زیادی بر افت دمای سطح تختال دارد.

نورد خشن مرحله بعد از پوسته شویی است. در این مرحله قطعه کار چندین مرتبه از بین غلتک‌ها عبور می‌کند تا به‌تدریج به ابعاد مورد نظر برسد. در طی این فرایند توزیع دمای بار تحت تأثیر چند عامل از جمله انتقال حرارت به محیط و گرمای ناشی از تغییر شکل پلاستیک قرار می‌گیرد و ضخامت تختال 15 تا 30% کاهش می‌یابد. نورد خشن دارای 2 تا 3 قفسه است. پس از آخرین قفسه نورد خشن، ورق وارد مرحله نورد نهایی می‌گردد.

اجزای اصلی خط نورد گرم عبارت‌اند از:

کوره پیش گرم:

در کوره پیش گرم تختال تا دمای حدود 1250-1200 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. تا عناصر آلیاژی حل شده و عیوب ساختاری حاصل از ریخته گری حذف گردند. انتخاب دمای مناسب پیش گرم بسیار مهم است تا هم از هزینه اضافی برای افزایش دمای بیش از حد جلوگیری شود و هم تشکیل رسوب سختی که ناشی از دمای پیش گرم پایین است به حداقل برسد.

قفسه‌های نورد خشن (نورد اولیه)

تختال‌ها پس از پیش گرم توسط فشار آب پوسته زدایی شده و وارد قفسه‌های خشن کار می‌شوند. تختال‌ها تا چندین مرحله نورد تا حدود 75% از ضخامت اولیه آنها کاسته می‌شود. در هر مرحله کاهش ضخامت موجب افزایش عرض ورق می‌شود که توسط غلتک‌های عمودی کنترل می‌گردد. پس از این مرحله ورق وارد جعبه کلاف شده و یا به‌صورت مستقیم وارد قفسه‌های نورد نهایی می‌شود.

جعبه کلاف:

جعبه کلاف در میز انتقال بین قفسه‌های خشن و نورد نهایی قرار دارد. هدف اصلی جعبه کلاف طول خط نورد است. مزایای دیگر جعبه کلاف عبارت‌اند از: شکستن پوسته‌ها، همگن سازی دمای ورق که موجب ایجاد خواص مکانیکی یکنواخت در ورق می‌شود و همچنین افزایش ظرفیت تولید. در انتهای میز انتقال ورق از حالت کلاف خارج شده و قبل از ورود به قفسه‌های نورد نهایی، پوسته زدایی می‌شود.

قفسه‌های نورد نهایی:

خط نورد نهایی از 5 تا 7 قفسه نورد پشت سر هم تشکیل شده است. هنگامی که ورق به دمای مناسب رسید وارد اولین قفسه نورد نهایی می‌شود و به‌صورت پیوسته از سایر قفسه‌ها عبور می‌کند. سرعت ورق در این قفسه‌ها بین 10 تا 20 متر بر ثانیه است و ضخامت ورق را بین 4 تا 1 میلی متر و یا کمتر کاهش می‌دهند.

همانند قفسه‌های خشن کار این قفسه‌ها هم معمولاً 4 غلتکِ هستند. در ورود به خط نهایی دمای ورق و در خروج از خط دما و ضخامت ورق اندازه گیری می‌شود. در این مرحله ضخامت توسط سیستم خودکار کنترل ضخامت و دما توسط تغییر سرعت نورد کنترل می‌شود.

واحد خنک کاری:

هنگامی که ورق‌ها از قفسه‌های نورد نهایی خارج شد، تحت شرایط کنترل شده بر روی میز خنک کننده، خنک می‌شود. هدف این مرحله کاهش دمای ورق از 850 درجه سانتی‌گراد تا دمای مرحله کلاف پیچ یعنی حدود 580 درجه سانتی‌گراد است. بعد از مرحله خنک کاری، ورق در کلاف پیچ به‌صورت کلاف در می‌آید و اجازه کاهش دما به آن داده می‌شود تا برای بارگیری آماده شود.

کلاف پیچ:

بعد از خروج از واحد خنک کاری دمای ورق اندازه گیری شده و ورق در واحد کلاف پیچ به‌صورت کلاف در می‌آید.

استانداردهای ورق سیاه و انواع ورق سیاه

ورق‌های سیاه، در دو نوع ورق سیاه صنعتی و ورق سیاه معمولی با استانداردهای مختلف تولید می‌شود.

نوع صنعتی آن بانام تجاری ST37 و نوع معمولی آن بانام تجاری A516-GR60,70 و A285-GR C و A283-GR C و ST52 در بازار وجود دارد.

بیشترین کاربرد مصارف صنعتی ورق‌های نورد گرم از نوع ST37 و در صنایع ساختمانی و ساخت سوله‌ها، پروژه‌های مخزن سازی و سد سازی و … است. ضخامت نمونه‌های موجود در بازار تا ضخامت در حدود 60 میلی متر است؛ این ورق‌ها قابل برش به قطعات کوچک‌تری هستند. به طور مثال، ورقی باضخامت 4 میلی متر، 100 سانتی متر عرض و 125 سانتی متر طول دارد.

بیشترین مصرف ورق سیاه صنعتی و معمولی

• پتروشیمی
• سد سازی
• تانکر سازی
• صنعت ساختمان
• صنایع ساخت و ساز سنگین فلزی

کاربردهای ورق سیاه

ورق‌های نورد گرم (ورق سیاه) در صنایع مختلفی از جمله صنعت ساختمان، تانکر سازی، خودروسازی، مخازن خاص، کشتی سازی و صنایع سنگین فلزی و … کاربد دارند.

ورق سیاه به دو شکل کلی رول فرم و فابریک تولید می‌شوند.

ضخامت ورق

ضخامت ورق سیاه از 1/5 میلی متر شروع شده و نهایتاً به 100 میلی متر ختم می‌شود.

ابعاد فیزیکی ورق

در حالت رول فرم عرض ورق‌های سیاه بسته به ضخامت چهار عرض 100 سانتیمتر و 125 سانتیمتر و 150 سانتیمتر و 200 سانتیمتر را دارا خواهند بود. طبعاً در حالت رول فرم محدودیت طولی وجود نخواهد داشت.

در حالت فابریک نیز بسته به مقدار سفارش می‌توان هر اندازه و ابعادی را تولید کرد اما بعضی ابعاد مرسوم و پرکاربرد هستند. این ابعاد مرسوم و طبیعتاً موجود به شرح زیر می‌باشند:

ورق ابعاد 2000*1000 میلی متر
ورق ابعاد 2500*1250 میلی متر
ورق ابعاد 6000*1000 میلی متر
ورق ابعاد 6000*1500 میلی متر
ورق ابعاد 6000*2000 میلی متر
ورق ابعاد 12000*2000 میلی متر