ورق سیاه چگونه تولید میشود؟

ورق سیاه از متداول ترین محصولات فولادی است که در ابعاد و اندازه و میزان ضخامت بسیار متنوع بوده و کاربرد گسترده ای در سازه های متنوع و به خصوص تجهیزات صنعتی دارد. ورق سیاه بدون صرف وقت زیاد و هزینه اضافی، در میزان بالا تولید میشود.

اما روش تولید ورق سیاه چگونه است؟ دارای چه مراحلی است؟ رعایت چه مواردی باعث افزایش کیفیت ورق سیاه میشود؟ و کدام مرحله تولید از اهمیت بیشتری برخوردار است؟

اگر از افراد فعال در حوزه صنعت و یا خرید و فروش مقاطع فولادی باشید، قطعا در مورد چگونگی ساخت ورق سیاه و مراحل تولید آن کنجکاو هستید. دانستن شیوه دقیق تولید این ورق فولادی برای افرادی  که در این بازار حضور پررنگی دارند دارای اهمیت زیادی میباشد. قطعا سوالات زیادی پیرامون خطوط تولید ورق سیاه و روش های تولید آن در سر دارید مثل معیار سنجش کیفیت ورق سیاه چیست؟ کدام مرحله از تولید ورق سیاه بیشترین تاثیر را روی کیفیت آن میگذارد؟ یا این که فرآیند نورد گرم در شکل دهی و انعطاف پذیری ورق سیاه چه نقشی دارد؟ و بسیاری موارد دیگر ...

در این مقاله نه تنها جواب سوالات خود را خواهید گرفت بلکه اطلاعات ارزشمند دیگری هم درباره ورق سیاه به دست خواهید آورد. در ادامه مقاله با سفیران آهن همراه باشید.

در تولید ورق، از دو فرآیند نورد کردن سرد و گرم استفاده میشود که با نام  فرآیند نوردسرد و فرآیند نوردگرم شناخته میشوند. از آنجا که در تولید ورق سیاه، از فرآیند نورد گرم استفاده میشود، پس برای اطلاع از شیوه تولید ورق سیاه بهتر است در ابتدا نگاهی کلی به فرآیند نورد گرم در تولیدات مقاطع فولادی و به خصوص ورق سیاه بپردازیم. جالب است بدانید تاثیر فرآیند نورد گرم در تولید ورق سیاه به حدی است که به آن ورق نورد گرم هم میگویند.

نگاهی به فرآیند نورد گرم در تولید ورق سیاه

نورد گرم تشکیل شده از دو کلمه نورد و گرم است. اما نورد چیست؟ به عملیات فشرده کردن سطح فلز ورودی توسط غلتک‌های تحت فشار بر روی سطوح پایین و بالای ورق فولادی، عملیات نورد کردن می‌گویند و کلمه گرم هم به دلیل دمای بالایی است که ورق فلزی در عملیات نورد کردن دارد. پس به بیانی دقیق تر، هنگامی که فلز مورد نظر حرارت دیده و سپس توسط غلتک فشرده میشود، فرآیند نوردگرم روی آن انجام شده است.

در نورد کردن فلز، به دلیل اینکه فاصله بین دوغلتکی که ورق فولادی از آن عبور میکند، کمتر از ضخامت فلز وارد شده است، باعث میشود که به همان میزان، ضخامت ورق کمتر شده و در عوض به طول ورق افزوده شود. علت آن که در روش نورد گرم ابتدا دمای فلز مورد نظر را بالا برده و سپس نورد میکنیم، به دلیل افزایش خاصیت حالت پذیری فلزات در دمای بالاتر است. یعنی هر چه فلز مورد نظر حرارت بیشتری داشته باشد، راحت تر شکل میگیرد و بهتر است بدانید وقتی که فلز در دمای بالا تغییر شکل و حالت داده باشد، ساختار منسجم تر و پایدار تری دارد و به بیانی دقیق تر، ذرات آن فلز در هم آمیخته شده اند.

نگاهی کلی به مراحل تولید ورق سیاه

ابتدا فولاد را ذوب میکنند و پس از مرحله ذوب، آلودگی های آن گرفته میشود و درون قالب ریخته میشود. این قالب معمولا شکلی مستطیلی و تقریبا طولانی دارد که علت آن را در ادامه توضیح خواهیم داد. بعد از ریختن مواد ذوب در قالب، پس از مدتی انتظار مواد ذوب درون قالب سرد شده و به شکل قالب ما در می‌آید که به صورت یک شمش فولادی یکنواخت است. حالا نوبت به برش و تعیین اندازه و عملیات نورد میرسد که  اکثرا همراه با گرمادهی مجدد صورت میگیرد تا تعیین اندازه و به خصوص ضخامت ورق سیاه ما با انعطاف و دقت بیشتر انجام شود.

بعد از طی کردن مراحل ذوب و آلودگی زدایی و قالب گیری و فرآیند نوردگرم، ورق سیاه را بسته به شیوه عرضه آن به صورت کلاف (رول شده) و یا شیت (فابریک یا صفحه ای) در‌ می‌آورند. حالا ورق سیاه ما آماده بسته بندی مناسب و سپس ارسال به سمت انبار یا مشتری میباشد. در ادامه به بررسی دقیق هر یک از مراحل تولید ورق سیاه خواهیم پرداخت. با سفیران آهن همراه باشید.

بررسی دقیق مراحل تولید ورق سیاه

تولید ورق سیاه توسط فرآیند نورد گرم، دارای مجموعا 9 مرحله به شرح زیر میباشد:

1. ذوب کردن
2. قالب گیری
3. آلودگی زدایی
4. نورد اولیه
5. گرمادهی
6. نورد نهایی
7. خنک کردن
8. کلاف پیچی یا برش کاری
9. بسته بندی

1. ذوب کردن:

ابتدا فولاد را آنقدر حرارت میدهند تا ذوب شود که معمولا در دمای بالای 1200 درجه توسط کوره پیش گرم انجام میشود. کنترل بر دمای کوره پیش گرم بسیار مهم است زیرا باعث میشود از هزینه های اضافی برای افزایش دمای بیش از حد جلوگیری شود و از تشکیل رسوبات سختی که ناشی از دمای پایین کوره پیش گرم است، تا جای ممکن جلوگیری شود و به حداقل برسد. سپس مواد ذوب اولیه که حاوی ترکیبات فولادی و به طور دقیق تر نسبتی مشخص که از منگنز و کربن و سیلیسیوم و دیگر مواد به کار رفته است، به صورت مایع ذوب شده در می‌آید

توجه داشته باشید در تولید تمامی مقاطع فولادی همیشه مرحله ذوب کردن در ابتدای کار صورت میگیرد و جز اولین و یکی از مهمترین مراحل در تولید مقاطع فولادی است.

2. قالب گیری:

مرحله دوم، قالب گیری یا همان ریخته گری است. وقتی که مرحله ذوب به طور کامل انجام شد، یعنی فولاد به طور کامل ذوب شد، مایع ذوب فولاد را در قالبی عموما مستطیل شکل و تقریبا طولانی میریزند و توجه کنید که فولاد باید کاملا ذوب شده و مایع باشد و قبل از کاهش دما و سخت شدن درون قالب ریخته شود.

پس از این که فولاد ذوب شده درون قالب ریخته شد، مدتی طول میکشد تا مواد ذوب در درون قالب سرد شده و شکل بگیرد. پس از سردشدن، فولاد شکل گرفته را از درون قالب خارج میکنند و به این ترتیب یک شمش فولادی مستطیل شکل به دست می‌آید که در مراحل بعدی تولید ورق سیاه، دست‌خوش تغیراتی میشود تا در نهایت ضخامت ورق سیاه به میزان حدودی 80% کاهش پیدا کند.

علت آن که قالب ما مستطیلی و طولانی است به دلیل ساده تر بودن فرآیند نورد کردن فلزی است که قرار است در نهایت به ورق سیاه تبدیل شود. در مرحله بعدی تولید ورق سیاه، با سفیران آهن همراه باشید.

3. آلودگی زدایی:

مرحله آلودگی زدایی یکی از مهمترین مراحل تولید در اکثر مقاطع فولادی است که باید با دقت بالایی صورت بگیرد زیرا روی کیفیت محصول نهایی تاثیر مستقیم و به سزایی دارد. شمش هایی که در مرحله قبل از قالب خارج شد در واقع ماده اصلی و پایه برای ساخت ورق سیاه هستند پس باید عاری از هر گونه آلودگی و ناخالصی باشند تا ورق سیاه تولید شده در نهایت از کیفیت مطلوب و قابل قبولی برخوردار باشد.

 همانطور که مشخص است در این مرحله باید آلودگی ها و ناخالصی های شمش فولادی ما پاک شود. به این عملیات پوسته زدایی هم میگویند زیرا پس از خروج شمش از قالب یک پوسته اکسیدی بر روی سطح آن تشکیل میشود که در فرآیند آلودگی زدایی یا پوسته زدایی بایستی پاک شود. اما این کار چگونه انجام میشود؟

برای پوسته زدایی از فشار آب استفاده میشود تا پوسته اولیه از رسوبات بر روی شمش جدا شده و پاک شود و برای آلودگی زدایی از یک مخلوط شیمیایی با درصد ترکیب مشخصی استفاده میشود تا شمش های فولادی را تمیز کرده و آماده برای مراحل بعدی شود. این مخلوط شیمیایی حاوی ترکیباتی است که فقط با سطح اکسیدی و رسوب مانند شمش فولادی واکنش نشان می‌دهد.

4. نورد اولیه:

بعد از پاکسازی و پوسته سازی در مرحله قبل، نوبت به مهمترین و اصلی ترین بخش از روش تولید ورق سیاه میرسد. همانطور که پیش تر درباره نورد کردن و فرآیند نوردگرم به طور خلاصه توضیح دادیم، با غلتاندن غلتک هایی که دربرابر هم قرار دارند و فاصله کمتری نسبت به ضخامت شمش ما دارند، باعث میشوند تا ضخامت شمش ما کمتر شده و در نهایت به ضخامت ورقی که مورد انتظار است برسد. اما این کار در یک مرحله نورد و به صورت یک باره صورت نمیگیرد خصوصا اگر ضخامت شمش فولادی ما نسبت به ضخامت ورق سیاه نهایی که مورد نظر ماست خیلی بیشتر بوده یا دارای تفاوت زیادی باشد.

به اولین دفعاتی که عملیات نورد بر روی شمش فولادی صورت میگیرد نورد خشن هم گفته میشود زیرا اولین تغییر ساختاری فشاری و همچنین بیشترین فشار بر یک شمش فولادی برای تبدیل شدن به ورق، در دفعات اول نورد انجام می‌شود که کلمه نورد خشن هم برگرفته از همین منظور است. معمولا عملیات نورد کردن، چندین و چند بار و به دفعات صورت میگیرد تا در نهایت به ضخامت ورق سیاه مورد نظر برسیم. بین هر دفعه که ورق سیاه از میان قفسه های غلتک عبور میکند، اندازه گیری مجدد ضخامت انجام میشود تا هم از صحت انجام دوباره عملیات نورد بر روی ورق سیاه اطمینان حاصل شود و همچنین از توازن ضخامت در تمام طول ورق سیاه مطمئن شویم.

 نکته قابل توجه این است که بعد از هر دفعه عبور از میان این دوغلتک بزرگ، شمش فولادی ما نازک تر اما سخت تر میشود زیرا ذرات ورق سیاه تحت این فشار در هم تنیده می‌شود. همچنین این فرآیند باعث افزایش طول و عرض ورق سیاه میگردد که میزان طویل شدن آن بستگی به میزان کاهش ضخامت مورد نظر ما از ورق دارد و میزان عریض شدن آن توسط غلتک های عمودی کنترل می‌شود. در اولین دفعات نورد کردن یا همان نورد خشن، ضخامت مقطع فولادی بین 20 تا 30% کاهش پیدا میکند و برای کاهش ضخامت تا اندازه موردنظر، باید مراحل بعدی را طی کند. نورد خشن برای اعمال کاهش ضخامت از 3 قفسه غلتک متوالی استفاده میکند.

5. گرما دهی:

هنگامی که ورق سیاه از فرآیند نورد خشن خارج شد، در صورت لزوم برای عملیات نورد نهایی باید فرایند بازپخت بر روی ورق انجام شود که در این مرحله دمای فولاد را تا حدی بالا می‌برند که تنها گرم شود ولی نباید ذوب شود که علت آن هم افزایش حالت پذیری فلز می‌باشد. وقتی که ورق سیاه به دمای مورد نظر رسید، برای ورود به اولین قفسه غلتک نورد نهایی آماده میشود. کنترل بر روی دمای ورق سیاه دقیقا قبل از ورود به قفسه نورد نهایی بسیار اهمیت دارد زیرا میزان دمای ورق سیاه قبل از نورد نهایی فاکتور خیلی مهمی در شکل پذیری این مقطع فولادی است. عوامل مهم دیگری نیز وجود دارد مثل فاصله غلتک های قفسه نسبت به هم و فشار وارده از طریق غلتک ها و سرعت غلتیدن ورق سیاه از میان قفسه غلتک ها که تمامی این موارد در شکل دهی و کیفیت ورق سیاه نهایی اثر گذارند به همین دلیل کنترل این عوامل در تولید ورق سیاه بسیار حائز اهمیت است.

6. نورد نهایی:

پس از آن که حرارت ورق ما به میزان مطلوب برای نورد نهایی رسید، وارد قفسه های غلتک نورد نهایی میشود البته همنطور که گفته شد کنترل و نظارت بر دمای ورق، دقیقا قبل از ورود به اولین قفسه نورد نهایی، از اهمیت بالایی در نورد کردن صحیح و مناسب برخوردار می‌باشد. نورد نهایی برای اعمال کاهش ضخامت بین 75 تا 85% از 7 قفسه غلتک نورد به صورت پشت سر هم استفاده میکند. همچنین بین هر سری عبور ورق سیاه از میان قفسه های غلتک، اندازه گیری مجدد ضخامت صورت میگیرد تا از صحت انجام دوباره عملیات نوردنهایی اطمینان حاصل شود.

 نکته قابل توجه درباره نورد نهایی ورق سیاه، سرعت عبور ورق از میان قفسه غلتک ها می‌باشد که به مراتب بیشتر از سرعت ورق در نورد اولیه است و همچنین دقت انجام نورد نهایی اهمیت بیشتری دارد زیرا ورق نهایی که از مجموع فرآیند نورد خارج میشود باید تا جای ممکن دارای سطحی متوازن و صاف و یکنواخت باشد که قطعا یکی از معیار های سنجش کیفت نورد و محصول نهایی است.

7. خنک کردن:

در این مرحله محصول را با روش‌های مشخص در مدت ‌زمان معین و تحت شرایط کنترل شده خنک می‌کنند. عملیات خنک کردن عموما بر روی میز خنک کننده انجام میشود تا کنترل دقیق تری بر روی میزان خنک شدن ورق سیاه باشد. علت این که این عملیات از اهمیت زیادی برخوردار است به دلیل آن است که تفاوت در نحوه اجرای خنک سازی می‌تواند باعث تغییر در ویژگی‌ها و کیفیت نهایی ورق سیاه شود.

از آنجا که پس از خنک سازی معمولا ورق سیاه را به صورت کلاف پیچیده شده در می‌آورند، توجه به این که نمیتوان در دمای پایین تر از حدود 400 درجه ورق سیاه را به راحتی آنقدر خمیده کرد تا به صورت کلاف پیچیده شود و کلاف مانند درآید حائز اهمیت است. بنابراین بر روی میز خنک کننده دمای ورق سیاه نباید خیلی زیاد کاهش پیدا کند که قابل کلاف شدن نباشد پس دمای ورق سیاه را از حدود 900 درجه که از عملیات نورد نهایی خارج شده است، به دمای بین 560 تا حدود 600 درجه کاهش میدهیم تا آماده برای مرحله بعدی یعنی پیچیده شدن به صورت کلاف شود.

8. برش کاری یا کلاف پیچی:

در این مرحله قرار است ورق سیاه تولید شده به‌ صورت کلاف بسته‌بندی شود که در این صورت حمل ‌و نقل آن آسان‌تر خواهد بود و یا آن که به صورت شیت و ورق های روی هم درآید. در صورت عرضه به صورت شیت باید برشکاری طبق اندازه استاندارد بر روی ورق خنک شده انجام شود مگر آن که قصد سفارشی سازی ورق سیاه را بر اساس خواسته و نیاز مشتری طبق اندازه اعلام شده داشته باشیم.

توجه کنید که ورق سیاه به دو شکل عرضه می‌شود. یا به صورت کلاف و یا به صورت شیت که معمولا شیوه عرضه ورق سیاه به صورت کلاف است زیرا همانطور که گفته شد هم حمل و نقل به مراتب آسان تری دارد و هم در مراحل بسته بندی روند راحت تری دارد. همچنین مشتری طبق نیاز خود میتواند تصمیم بگیرد که به چه اندازه هایی از کلاف ورق نیاز داشته و برشکاری مورد نیاز خود را روی ورق سیاه کلاف شده انجام دهد.

در صورت عرضه ورق سیاه به صورت کلاف، ورق را با دمای حدود 580 درجه وارد دستگاه کلاف پیچ میکنند و سپس هنگامی که عملیات کلاف پیچی توسط دستگاه انجام شد، آماده بسته بندی می‌شود.

9. بسته بندی:

پس از تعیین شیوه عرضه ورق سیاه به صورت کلاف شده یا شیت، نوبت به آخرین مرحله از روش تولید ورق سیاه میرسد یعنی بسته بندی نهایی محصول که روش بسته بندی ورق سیاه بستگی به شیوه عرضه آن دارد. ورق سیاه کلاف شده را برای بسته بندی، درون یک کاور یا پوشش بر روی سطح کلاف به همراه مفتول ها یا ورق های کوچکی که در طرفین کلاف بوده و مانع از باز شدن کلاف می‌شود قرار می‌دهند که مناسب برای انتقال کلاف یا نگهداری در انبار نیز میباشد و ظاهر زیبا تری را به کلاف ورق سیاه ما میدهد و همچنین مشخصات ورق سیاه و اطلاعات تکمیلی آن نیز بر روی همین کاور درج میشود.

ورق سیاه شیت شده را برای بسته بندی ابتدا روی هم قرار میدهند و سپس یک فویل یا ورق کوچک را به دور هر تعداد ورق سیاه شیت که لازم باشد می‌پیچند و مشخصات آن را هم بر روی سطح جانبی ورق های بسته بندی شده درج میکنند. این شیوه بسته بندی مانع از جدا شدن شیت های ورق سیاه میشود و باعث سهولت در انتقال و یا نگهداری آن ها در انبار می‌شود.

  سوالات متداول درباره قیمت ورق سیاه

مهمترین مرحله در تولید ورق سیاه کدام است؟

در شرایط ایده آل، ابتدا نورد خشن مهمترین قسمت تولید محسوب میشود و سپس میتوان به نورد نهایی و قالب گیری اشاره کرد. منظور از مهمترین قسمت، بخشی است که در آن محصول ما دچار بیشترین میزان تغییر در ابعاد و اندازه میشود.

کدام بخش تولید بیشترین تاثیر را در کیفیت ورق سیاه نهایی دارد؟

کیفیت نهایی ورق سیاه تولید شده به عوامل متعددی بستگی دارد که بخشی از آن ها از موضوع این مطلب خارج است اما درمورد مراحل تولیدی که بر روی کیفیت نهایی ورق سیاه تاثیر مستقییم میگذارند میتوان به آلودگی زدایی و خنک کاری اشاره کرد. همچنین کیفیت مواد اولیه نظیر سنگ آهن و اسلب نیز تاثیر زیادی بر کیفیت نهایی ورق سیاه دارند.

تفاوت نورد اولیه یا خشن با نورد ثانویه یا نهایی در چیست؟

در نورد خشن سرعت غلتیدن اسلب از میان قفسه ها کم بوده و ضخامت اسلب به میزان 20 تا 30 درصد کاهش پیدا میکند که از میان3 قفسه غلتک عبور میکند اما در نورد نهایی شاهد سرعت بالای غلتیدن اسلب از میان قفسه های غلتک هستیم که با عبور از تقریبا 7 قفسه باعث کاهش ضخامت اسلب به میزان حدود 80 درصد میشود.

بسته بندی ورق سیاه چه اهمیتی دارد؟

بسته بندی صحیح ورق سیاه مانع از باز شدن کلاف شده و موجب سهولت بیشتر برای حمل و نقل و یا حتی نگهداری در آن میشود. همچنین ظاهر زیباتر و منظم تری به محصول ما داده و جایی برای قرار گیری مشخصات ورق سیاه است و اطلاعات تکمیلی محصول بر روی کاور همین بسته بندی درج میشود.

چه مواردی باعث افزایش کیفیت ورق سیاه میشود؟

دقت به دمای محصول و کنترل دقیق دمای ورق در تمامی مراحل تولید به خصوص نورد اولیه و ثانویه و خنک کاری و کنترل سرعت غلتیدن و یکنواختی آن از میان قفسه های غلتک و همچنین  کنترل بر فاصله 2 قفسه غلتک از یکدیگر و فشاری که به ورق وارد میکنند و دقت زیاد درآلودگی زدایی باعث افزایش کیفیت محصول نهایی میشود. همچنین در قسمت خنک کاری بنا بر آلیاژ . محصول خود باید کاهش دما به صورت کنترل شده صورت بگیرد. ناگفته نماند که کیفیت مواد اولیه تاثیر فوق العاده ای در کیفیت نهایی ورق سیاه دارد.

اهمیت قالب گیری در تولید ورق سیاه چیست؟

برای اجرای مراحل نورد اولیه و ثانویه که مهمترین قسمت تولید ورق می‌باشد، نیاز به یک شمش فولادی مستطیلی داریم. به این شکل که شمش مستطیلی خود را از قالب خارج کرده و وارد قفسه غلتک  های نورد گرم میکنیم تا کاهش ضخامت صورت گیرد. پس قبل از هر چیز، فولاد ما باید حالتی داشته باشد که قابل نوردشدن باشد به همین دلیل از قالب گیری یا ریخته گری برای شکل دهی به فولاد خود استفاده میکنیم.

چرا آلودگی زدایی قبل از نورد کردن ورق سیاه دارای اهمیت زیادی است؟

آلودگی زدایی باعث جدایی ناخالصی ها از مواد اصلی محصول شده و نه تنها کیفیت ورق سیاه تولیدی را بالا میبرد بلکه باعث سهولت و راحتی بیشتری در بقیه مراحل تولید میشود. در بخش آلودگی زدایی یا پوسته زدایی، از فشار آب و یک مخلوط شیمیایی استفاده میشود که تنها بر سطح اکسیدی ورق واکنش نشان می‌دهد و باعث خراجی و خوردگی محصول فولادی ما نمی‌شود.

در مراحل تولید ورق سیاه بر روی میز خنک کاری چه مواردی باید رعایت شوند؟

کنترل دقیق و پیوسته‌ی دمای ورق سیاه و کنترل بر کاهش تدریجی دما به صورت منظم از مهم ترین مواردی هستند که باید بر روی میز خنک کاری رعایت شوند. همچنین بر روی میز خنک کاری نباید دمای ورق سیاه به میزان زیادی کاهش پیدا کند تا در کلاف پیچی ورق با مشکلی مواجه نشویم.

جمع بندی

در این مطلب درباره روش تولید ورق سیاه ابتدا روش های مختلف ساخت ورق های فولادی و فرآیند نوردگرم و سرد را بیان کردیم و سپس خلاصه ای از تمامی مراحل و موارد مهم و همچنین توضیحاتی در خصوص فرآیند نوردگرم و تاثیرش بر ساخت ورق سیاه را بررسی کردیم. سپس به بررسی تخصصی هر یک از مراحل تولید ورق سیاه و موارد با اهمیت در مراحل تولید پرداختیم و در انتهای مطلب توضیحاتی جانبی اما مهم درباره ورق سیاه و سوالات متداولی که برای کاربران پیش می‌آید را خدمت شما عزیزان بیان کردیم. شما کاربران گرامی میتوانید برای استعلام قیمت لحظه ای انواع مقاطع فولادی از جمله ورق سیاه و خرید انواع آهن آلات به وب سایت سفیران آهن مراجعه کنید.

همچنین ضمن تشکر از شما که تا این بخش از مقاله با ما همراه بودید، منتظر ارائه نظرات و پیشنهادات سازنده شما کاربران عزیز هستیم. امیدواریم که این مطلب مورد رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد و بتوانیم به اطلاعات و آگاهی شما هر چند به میزان کم افزوده باشیم.

پشتیبانی واتساپ پشتیبانی تلگرام پشتیبانی ایتا