ورق سیاه چگونه تولید می‌شود

ورق سیاه چیست

ورق سیاه از طریق نورد گرم تختال‌ها به دست می‌آید. این فرآیند، تغییرات چشمگیری در خواص فیزیکی ماده اولیه ایجاد می‌کند. خواص جدید ورق سیاه، که در مراحل مختلف تولید شکل می‌گیرند، آن را به گزینه‌ای محبوب در صنایع مختلف، از جمله ماشین‌آلات صنعتی، تبدیل کرده است. همین موضوع، قیمت ورق سیاه را به عاملی مهم در طراحی پروژه‌ها بدل کرده است.

فرایند تولید ورق سیاه چگونه است؟

ورق سیاه، نوعی فولاد که از طریق نورد گرم در دماهای بالای ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد شکل می‌گیرد، به دلیل قیمت مناسب و مقاومت بالا، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز، خودروسازی، لوازم خانگی و بسته‌بندی دارد.فرایند تولید این ورق با نورد گرم بر روی تختال (Slab) آغاز می‌شود. تختال که به عنوان ماده اولیه عمل می‌کند، در کوره تا دمای ۱۲۸۰ درجه سانتی‌گراد گرم شده و سپس از میان غلتک‌های متحرک در جهت مخالف عبور می‌کند. این فرآیند همراه با فشار، سبب کاهش ضخامت و افزایش طول تختال، بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آن و در نهایت تولید ورق سیاه می‌شود.

برای تولید ورق سیاه، ابتدا تختال‌ها تا دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند تا عیوب ریزساختاری آنها برطرف شود. سپس با عبور از قفسه‌های نورد، ضخامت آنها به میزان قابل توجهی (تا ۷۵ درصد) کاهش و عرضشان افزایش می‌یابد.در نورد خشن، تختال‌ها با دمای بالا از بین غلتک‌های ۲ تا ۴ تایی عبور می‌کنند و سپس برای یکنواخت شدن خواص مکانیکی و دما، داخل کلاف قرار می‌گیرند. پس از پوسته‌زدایی مجدد با آب، ورق‌ها به نورد نهایی می‌روند که شامل ۵ تا ۷ قفسه است و ضخامت آنها را به ۱ تا ۴ میلی‌متر می‌رساند. در نهایت، ورق‌های خنک شده روی میزهای طویل (۱۵۰ تا ۲۰۰ متر) قرار می‌گیرند و آماده بارگیری و ارسال از کارخانه می‌شوند.

ورق سیاه از سنگ آهن استخراج می‌شود و در چهار مرحله اصلی تولید می‌شود:

1. گندله‌سازی: سنگ آهن به همراه ناخالصی‌ها به گلوله‌هایی به نام گندله تبدیل و پخته می‌شود. سپس گندله‌ها در فرآیند احیای مستقیم با کربن واکنش داده و به آهن اسفنجی تبدیل می‌شوند.

2. فولادسازی: آهن اسفنجی در کوره قوس الکتریکی ذوب شده و به فولاد مذاب تبدیل می‌شود. در این مرحله، با افزودن عناصر شیمیایی، گرید ورق آهنی تعیین می‌شود.

3. تختال‌ریزی: فولاد مذاب تصفیه شده به داخل ماشین ریخته‌گری سرازیر می‌شود و در قالب‌هایی به شکل نوار مستطیلی به نام تختال با ضخامت ۲۰ سانتی‌متر ریخته و خنک می‌شود.

4. نورد گرم: تختال‌ها در کوره پیش‌گرم گرم شده و سپس با عبور از غلتک‌های نورد خشن و نورد نهایی به ورق سیاه با ضخامت مورد نظر تبدیل می‌شوند. ورق سیاه در نهایت به صورت کلاف یا برش‌خورده به ابعاد مشخص بسته‌بندی و عرضه می‌شود.

مراحل تولید ورق آهنی

مرحله اول انتخاب مواد اولیه

مرحله اول تولید ورق سیاه، گامی اساسی در این سفر فولادی است که در آن مواد اولیه با دقت انتخاب و آماده می‌شوند. فولاد، آلومینیوم، مس و عناصری مانند گوگرد، فسفر و منگنز که اغلب به صورت بلیت‌ها یا شمش‌های بزرگ تهیه می‌شوند، نقش اصلی را در این مرحله ایفا می‌کنند. این مواد پس از بررسی دقیق، برای حرارت دیدن آماده می‌شوند. در سوی دیگر، سنگ آهن به همراه ناخالصی‌های خود، سفری جداگانه را آغاز می‌کند و با تبدیل شدن به گلوله‌هایی به نام گندله و پخته شدن، برای پیوستن به دیگر مواد در مراحل بعدی آماده می‌شود.

مرحله دوم کوره بلند

در این مرحله از تولید ورق سیاه، بیلت‌ها یا شمش‌های فولادی به قلب تپنده گرما، کوره‌های بلند پیش‌گرم‌کن، فرستاده می‌شوند. دمای این کوره‌ها به بالاتر از نقطه تبلور مجدد فولاد می‌رسد تا بیلت‌ها انعطاف‌پذیری لازم برای نورد را به دست آورند.

بیلت‌ها پس از ورود به کوره، در مسیر مشخصی حرکت می‌کنند و در طول این مسیر به تدریج گرم شده و به دمای مطلوب می‌رسند. در نهایت، توسط سیستم اجکتور از کوره خارج میشود.

مرحله سوم تصفیه و آلیاژسازی با کنورتور ال‌دی

در مرحله سوم تولید ورق آهنی به روش اکسیژن قلیایی، چدن مذاب به کنورتور ال‌دی منتقل می‌شود. در این کوره، اکسیژن خالص با فشار بالا به صورت عمودی روی مذاب دمیده می‌شود که منجر به واکنش‌های شیمیایی و تشکیل سرباره می‌شود. این فرآیند، تصفیه چدن و آلیاژسازی را به طور همزمان انجام می‌دهد.

مرحله چهارم یخته‌گری

در مرحله چهارم نوبت به ریخته‌گری می‌رسد، جایی که شمش‌های فولادی، پایه‌ و اساس ورق سیاه، شکل می‌گیرند. این شمش‌ها که به آنها تختال نیز گفته می‌شود، با ضخامت حدود ۲۰ سانتی‌متر و طول ۱ متر، از دل کوره‌های مذاب بیرون می‌آیند و آماده ورود به مراحل بعدی نورد گرم می‌شوند.

مرحله پنجم نورد گرم

مرحله پنجم، نورد گرم، قلب تپنده فرایند تولید ورق سیاه است. در این مرحله، تختال‌ها که در مراحل قبل آماده شده‌اند، به کوره پیش گرم می‌روند تا به دمای مناسب برای شکل‌پذیری برسند. سپس، آنها با عبور از قفسه‌های نورد که شامل غلتک‌های قدرتمند هستند، به تدریج نازک‌تر و عریض‌تر می‌شوند تا به ضخامت نهایی مورد نظر (۱ تا ۴ میلی‌متر) برسند. در نهایت، ورق‌های نورد شده برای خنک‌کاری آماده می‌شوند تا از ترک خوردن و تغییر شکل آنها جلوگیری شود.

مرحله ششم خنک‌کاری

در این مرحله، فلز که پس از نورد گرم به شدت داغ شده، با استفاده از روش‌های از پیش تعیین شده، در مدت زمان مشخصی خنک می‌شود. این فرآیند باعث انقباض قطعه و سرد شدن آن می‌شود.
با این حال، به دلیل انقباض نهایی فلز، تعیین دقیق ابعاد نهایی قطعه در این روش دشوار خواهد بود. به همین دلیل، نورد گرم برای تولید قطعاتی که نیاز به ابعاد و اندازه‌های بسیار دقیق دارند، مناسب نیست.