از پر استفاده ترین محصولات فولادی که توسط بسیاری از تولید کنندگان فولاد در کشور در حال ساخت می باشد، می توان به ورق گرم اشاره نمود. ورق گرم به دلیل ویژگی هایی مختلفی در ساخت، ظاهر و آلیاژی که در آن استفاده شده است، به انواع متفاوتی تقسیم شده است.
هر کدام از مدل این ورق ها کارایی متفاوتی داشته و در سایزهای مختلفی تولید می شود. در ادامه این مطلب به بررسی انواع ورق گرم و کاربرد آن می پردازیم.
ورق گرم چیست؟
ورق گرم یا ورق سیاه یکی از معروف ترین فولاد هایی است که توسط روش نورد گرم و با عبور از کوره هایی با حرارت بالا ساخته می شود. روش تولید ورق سرد بسیار متفاوت با ورق سرد یا روغنی می باشد.
تولید ورق گرم چگونه است؟
در فلزکاری اصطلاحی به نام نورد Rolling وجود دارد که طی آن میزان ضخامت صفحه را کاهش داده و سطح مقطع ماده را به واسطه نیروهای فشاری اعمال شده از طریق غلتک ها تغییر می دهند.
این گونه محصولات نورد گرم به دلیل تماس با اتمسفر هوا دارای یک سطح غیر براق می باشند. به همین خاطر نام دیگر ورق گرم، ورق سیاه نیز می باشد. ورق های نورد گرم در دمای بالاتر از 926 درجه توسط غلطک های خط نورد تولید و عرضه می شوند.
از روش نورد گرم برای فولادهایی استفاده می شود که تغییر شکل آنها توسط نورد سر امکان پذیر نیست و در برابر کشش و فشار مقاوم می باشند. به همین دلیل بایستی فقط طی مراحل نورد گرم این ورق ها ذوب شده و تغییر شکل دهند.
به همین منظور با رساندن دمای فولاد به بالاتر از دمای تبلور می توان به راحتی شکل و فرم ورق را تغییر داد و سایز های مختلفی از آن را تهیه کرد. نکته ای که هنگام نورد گرم بایستی به آن توجه داشت این است که دما بایستی به طور یکنواخت در تمامی سطوح فولاد پخش شود تا غلتک زدن و تغییر ضخامت در آن به صورت یکنواخت انجام شود. در صورتی که دما در تمامی نقاط به طور یکنواخت پخش نشود، بخش های گرما دیده نسبت به بخش های دیگر زودتر نورد می شود و ورق یکنواختی خود را از دست می دهد. به طور معمول نورد گرم با رسیدن دما به 50 تا 100 درجه سانتی گراد متوقف می شود.
ویژگی های ورق گرم چیست؟
ورق گرم را می توان به دو نوع کلی معمولی و صنعتی تقسیم نمود که هر کدام از این دو ورق دارای آلیاژهای گوناگونی می باشند و به همین علت ویژگی‌های شیمیایی و مکانیکی متفاوتی دارند.
تمامی محصولات فولادی از جمله نورد گرم خاصیت شیمیایی و مکانیکی مخصوص خود را دارند و دارای استاندارد های به خصوصی می باشند. ورق سیاه هنگام تولید خواص مکانیکیش را بهینه می کند. با رسیدن دما به بالاتر از 930 درجه سانتی گراد یعنی نقطه ای که در آن تبلور صورت می گیرد، به دلیل فشردگی فولاد توسط نورد، کریستال های در حال شکل گیری فولاد در ابتدا خرد شده و سپس در یک دیگر قفل می شوند. گاهی نیز محتوای عناصر ناخالصی دارد که به سطح می رسند.
در طول این فرآیند میزان مقاومت فولاد در برابر ضربه افزایش می یابد و شکل پذیری آن نیز بهبود می یابد. از دیگر تاثیراتی که فرآیند تولید ورق سیاه در فولاد به وجود می آورد، قابلیت جوشکاری و مقاومت به خستگی در برابر بارهای متغیر می باشد.
ابعاد ورق گرم چقدر است؟
به دلیل هزینه بسیار زیادی که دستگاه های نورد گرم دارد، تولید کنندگان ورق گرم محصولات خود را در سایز های پرتقاضا و استاندارد تولید می کنند. البته یک سری از تولید کنندگان بر اساس نیاز مشتریان اقدام به تولید ورق های گرم می کنند. البته برای تولید ورق سیاه به صورت سفارشی نیاز به پرداخت هزینه بیشتری می باشد.
ورق گرم چه کاربردهایی دارد؟
نورد گرم به دو صورت در قسمت های مختلف صنعت استفاده می شود که عبارتند از:
روش غیر مستقیم: به منظور ساخت مقاطع فولادی مانند انواع مختلفی از پروفیل ساختمانی و صنعتی
روش مستقیم: به منظور ساخت سایر مقاطع فولادی مانند انواع مختلفی از پروفیل ساختمانی و صنعتی
ورق سیاه یا ورق گرم مصرف بسیار زیادی در تولیدات صنعتی دارد. از جمله مهمترین کاربردهای ورق گرم در صنعت می توان به تامین نمودن مواد اولیه در بخش عظیمی از پروفیل ها اشاره کرد. همچنین صفحات نورد گرم در تولید ماشین و سازه های بزرگ و در ساخت مخزن های ویژه کاربرد بسیار زیادی دارند. به همین دلیل قیمت ورق گرم از دلایل تاثیر گذار بر نرخ تولیدات صنعتی می باشد. از جمله مصارف عمده ورق های گرم می توان به سازه های ساختمانی، لوله‌های انتقال نفت و گاز، صنعتی(پروفیل)، نورد دوباره و پوشش دهی اشاره کرد. ورق های سرد را نیز می توان در صنعت خودرو و لوازم خانگی بکار برد.
از اهداف مهندسی نورد فلزات می توان به تغییر شمش یا ورق، به شکل مورد نظرم باشد. محصول نهایی نورد، ورق یا میلگرد است که بعد از اتمام تغییر شکل، محصول نهایی توسط دستگاه‌های برشی خط مانند: قیچی و اره، به طول دلخواه برش داده می شود و پس از صورت گرفتن عملیات تکمیلی و کنترل بسته‌بندی انجام می شود و به انبار محصول حمل می‌شود.
دو نوع فناوری مختلف که در تولید ورق از آن استفاده می شود نورد سرد و نورد گرم می باشد.
از دیگر مصارف و کاربردهای ورق گرم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سایر مصارف صنعتی و سنگین
- ساخت انواع تانکر متحرک یا تانکر انواع کشتی
- صنایع کشتی‌سازی و ساخت انواع زیردریایی
- صنعت ساختمان‌سازی و برج‌سازی، به صورت مستقیم و غیر مستقیم
- به منظور استحکام قسمت‌های خاصی از خودرو، مانند محافظ شاسی
انواع ورق گرم شامل چه مواردی می‌شود؟
ورق سیاه
ورق سیاه یا نورد گرم که با نام Hot Rolled Sheet نیز شناخته می‌شوند. این روش از تولید ورق فلزی با ضخامت کم می باشد و در نهایت به ورق تولید شده از این روش، ورق سیاه گفته می شود. ورق سیاه نیز دارای انواع مختلفی می باشد:
ST52
ورق ST52 دارای وزن کمتری نسبت به ورق ST37 دارد. همچنین میزان مقاومت و استحکام این ورق در برابر فشارهای کششی و برشی بیشتر از مدل های دیگر می باشد. ورق ST52 دارای درصد کربن بیشتری در مقایسه با ورق ST37 می باشد. در نتیجه میزان جوش‌پذیری آن نیز نسبت به ورق ST37 کمتر می باشد.
آلیاژ ST52 از 0.2 درصد کربن، 55 درصد سیلیسیم و 6 درصد منگنز ساخته می شود. منگنز موجود در این ورق باعث قابلیت ارتجاع، ضد خمش و تحمل بار بیشتر در آن می شود.
ST37
ورق ST37 از آلیاژ با کربن بسیار کم ساخته شده است. ممکن است برای تان سوال شود که فولاد ساخته شده با کربن پایین چه تفاوتی با دیگر فولاد ها دارد؟ در پاسخ به این سوال بایستی بگوییم: درصد وزن کربن استفاده شده در مقاطع فولادی ارتباط مستقیم با قابلیت جوش پذیری و دیگر خواص مکانیکی این مقاطع می گذارد. در واقع می توان گفت هر چقدر درصد کربن در آلیاژ یک مقطع فولادی پایین باشد، میزان جوش پذیری آن بیشتر است. در نتیجه جوش پذیری این ورق ها در مقایسه با دیگر ورق های گرم بهتر است و با وزن بیشتری نیز تولید می شود. البته این موضوع از معایب ورق ST37 نیز محسوب می شود.
ورق اسیدشویی
پس از فرآیند نورد گرم بر روی فولاد سطح آن در معرض اکسیژن قرار می گیرد و به این ترتیب اکسید آهن تشکیل می شود. روش های متفاوتی به منظور از بین بردن اکسید آهن استفاده می شود. اما روش بهتر اسیدشویی فولاد می باشد. در فرآیند اسیدشویی ورق های فولادی توسط اسید شستشو داده می شوند که به آن Pickling نیز می گویند.
در واقع اسیدشویی به برطرف کردن اکسید با غوطه ور نمودن ورق های فولادی در اسید می باشد. پس از اسیدشویی صفحات فولادی برای پاک شدن باقی ناخالصی های ورق اسید شویی شده با آب شستشو داده می شوند. به منظور اسیدشویی از محلولی به نام pickle liquor استفاده می شود که حاوی اسید بوده و برای حذف کردن ناخالصی های سطحی مورد استفاده قرار می گیرد.
سایر انواع ورق‌های گرم
دو گونه از ورق های گرم نام برده شده، جزء پُرکاربردترین انواع ورق‌های فولادی سیاه یا گرم می باشند اما ورق فولادی تنها به این دو نوع ختم نمی شود و انواع دیگری نیز دارد که در ادامه به آنها اشاره می کنیم.
ورق گرم HC:
این ورق در ضخامت‌های 5 و 6 میلی‌متری موجود می باشد. عرض این نوع ورق نیز در چهار گرید 1300، 1350، 1400 و 1450 وجود دارد.
ورق گرم HB:
ورق HB دارای یک سطح فلس‌دار می باشد. در برخی موارد، سردکردن این ورق، موجب تغییر شکل مستطیلی آن خواهد شد. عرض این ورق در دو سایز 1200 و 1250 میلی‌متر و ضخامت آن، حدود 4 میلی‌متر است.
تفاوت ورق گرم و سرد چیست؟
فرایند ساخته شدن ورق گرم با ورق سرد بسیار متفاوت است. ورق گرم فرآیندی وابسته به استخراج و ذوب فلز می باشد که به طور عمده با عنوان ورق یا صفحات فولادی تولید شده و میان مجموعه از رول ها قرار می گیرد. به این ترتیب ورق ها تغییر شکل داده یا به صورت صفحات فولادی برش داده می شوند. درجه حرارت این ورقه ها بیشتر از ۱۰۰۰ درجه می باشد.
نورد سرد یکی از فرآیندهای فلزی می باشد که در دمایی نزدیک به دمای معمولی اتاق قرار دارد و آن را با رد شدن غلتک تغییر می‌دهند. از ورق سرد اغلب به منظور کاهش ضخامت ورق یا صفحات فولادی استفاده می‌شود و مقاومت و سختی عملکرد فلز را افزایش می‌دهد.
به طور کلی قیمت ورق سرد دو برابر ورق گرم می باشد. زیرا فرآیند کار با ورق سرد بسیار پیچیده تر از ورق گرم می باشد.
کاربرد ورق گرم و سرد
ورق گرم همواره به منظور تولید محصولات بزرگ استفاده می شود، زیرا محصولات بزرگ بایستی شکل‌های متمایزی داشته باشند. ورق های گرم رول شده به‌عنوان ماده‌ی اولیه‌ی تولید ورق سرد رول شده و ورق روکشی استفاده می شوند.
محصولات کوچک‌تر باید دوام و انعطاف پذیری بیشتری داشته باشند. به همین دلیل همواره توسط فولاد سرد ساخته می شوند. ورق سرد محصولی است که توسط فولاد تهیه می شود. ورق سرد از فولاد داغ ساخته می شود و بدون حرارت در دستگاه تراش ضخامت آن کم می شود. از کاربردهای ورق سرد می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- حمام
- ساخت و ساز
- قطعات خودرو
- لوازم خانگی
- کالاهای برقی
- مبلمان
- و …
مزایا و معایب ورق گرم در مقایسه با ورق سرد
ورق سرد دارای ابعاد دقیق‌تری نسبت به ورق گرم می باشد که توسط فرآیند ورق گرم ساخته می شود. ورق سرد از طریق فرایند سرد کردن به‌وجود می‌آید. با این وجود اشکال ورق سرد محدود می باشد و به شکل های مربع، مسطح، مدور تغییر شکل می دهند. در صورتی که ابعاد با عرض کم و سطح مقطع یکنواخت باشد، اشکال دیگری نیز در زمره‌ی ورق سرد به‌شمار می رسند.
حین فرایند سرد کردن ورق گرم بار دیگر به شکل‌های مختلف در می‌آید و محصول نهایی غیرقابل انعطاف تولید می‌شود. ورق گرم در مقایسه با ورق سرد، انعطاف پذیری دارد و می توان اشکال مختلفی به آن داد.