انواع شمش فولادی
شمش های فولادی در ابعاد و اندازه های مختلف به شرح زیر می باشند:- شمش (ingot)
- اسلب یا تختال (slab)
- بیلت (billet)
- بلوم (bloom)
اسلب یا تختال:
منظور از تختال شمش های فولادی هستند که دارای سطح مقطع مستطیل شکل بوده و در ابعاد ۱۲۰۰*۲۰۰ mm و یا ۱۲۰۰*۲۵۰ mm به طول های مختلف و تا حداکثر ۱۲۰۰۰ mm تولید می گردند. از این نوع شمش های فولادی یا تختال جهت تولید انواع ورق های فولادی استفاده می گردد و هم اکنون فولاد خوزستان این نوع تختال را تولید می کند. البته در فولاد اکسین پروژه تولید و نورد ورق عریض در حال اجراست که در این صورت تختال های تولیدی آن تا عرض ۴۵۰۰ mm نیز افزایش می یابد.
بیلت:
اگر سطح مقطع شمش تولیدی ۱۰۰*۱۰۰ mm یا ۱۳۰*۱۳۰ mm باشد به آن بیلت گفته می شود. در واقع اگر شمش مستقیماً از تولید ccm به مصرف نورد برسد به آن شمش ccm یا بیلت گفته مى شود. به طور کلی شمش ۱۰۰,۱۲۰,۱۲۵,۱۳۰,۱۵۰,۱۶۰ را بیلت تعریف می کنند و شمش با ابعاد بالاتر مثل ۱۸۰*۱۸۰، ۲۰۰*۲۰۰، ۲۵۰*۲۵۰ را بلوم تعریف می کنند که بیشتر برای تولید میلگردهای صنعتی استفاده می شود.بلوم:
هنگامی که سطح مقطع شمش های فولادی به شکل مربع باشد و ابعاد آن ۱۵۰*۱۵۰ mm، ۲۰۰*۲۰۰ mm و یا ۲۶۰*۲۶۰ mm باشد در این صورت به این شمش های فولادی که حداکثر طول آن ها ۱۲۰۰۰ mm است بلوم گویند. چون سایز شمش هاى مورد استفاده از اسلب در سایزهاى بیش از ١۵٠ بوده است به اشتباه به سایزهاى بالاى ١۵٠ بلوم اتلاق می شود. در صورتى که روش تولید همه شمش ها به یک صورت است و تفاوتى بین فرآیند آن ها و نامهایشان وجود ندارد. چنانچه شمش در سایزهاى بالاتر تولید شده و پس از گذراندن فرآیند نورد به سایز مورد نظر جهت استفاده در نوردهاى مقاطع تولید شود آن شمش در اصطلاح فابریک گفته مى شود. البته به این نوع شمش در گذشته بلوم اتلاق می شد که در گذر زمان و با تغییر ادبیات بازرگانان به شمش فابریک تغییر نام داد.بیشتر بخوانید: آزمون کشش میلگرد چیست؟
آنالیز شمش فولادی برای تولید میلگرد
برای تولید میلگرد سایز پایین و سایز بالا مهمتر از سایز شمش، میزان کربن موجود در شمش و آنالیز آن است. البته این مورد تنها برای استاندارد میلگرد آجدار است. قیمت فولاد آلیاژی استانداردهای خاص خود را دارند. برای میلگرد سایز ۱۴ تا ۴۰ از شمش با کربن ۳۰ تا ۳۵ استفاده می شود. برای سایزهای پایین تر به خاطر نیاز به نرمی و کشش بیشتر از شمش کم کربن استفاده می شود. شمش ۱۵۰ و ۱۲۵ و یا ۱۳۰ برای تولید میلگرد با یکدیگر تفاوتی ندارند و بعضی کارخانه ها با توجه به خط نورد از شمش ۱۵۰ استفاده و شارژ می کنند و بعضی دیگر از کارخانه ها هم با شمش ۱۲۵ بعضی ها هم مدرن تر هستند از هر دو استفاده می کنند. به این معنا که از شمش بلوم نیز برای تولید میلگرد استفاده می شود و بستگی به طراحی خط نورد دارد. خط جدید با تکنولوژی بالا در تولیدی های بزرگ تر و مدرن تر که از هر دو شمش استفاده می کنند ممکن است برای میگردهای ریز از شمش ۱۲۰ و یا ۱۳۰ و برای میگرد درشت از شمش ۱۵۰ استفاده نمایند. در ایران خط های نورد که قدیمی هستند تنها از شمش ۱۲۰ و یا حداکثر ۱۳۰ جهت تولید میلگرد استفاده می کنند و قابلیت تولید میلگرد از شمش ۱۵۰ را ندارند. در حال حاضر بیش از ۱۰ واحد تولیدی میلگرد قادر به استفاده از هر دو نوع شمش بوده و از شمش ۱۵۰ هم استفاده می نمایند.تفاوت شمش ۳sp و ۵sp
شمش های فولادی در دو گرید معروف ۳sp و ۵sp تولید شده که این دو محصول در آنالیز و کاربرد با یکدیگر تفاوت هایی دارند. این دو گرید براساس استاندارد شمش فولادی روسی GOST380 تولید شده و دارای مشخصات منحصر به فردی می باشند. در ادامه به بررسی آنالیز شمش ۳SP و ۵SP خواهیم پرداخت.آنالیز شمش ۳SP:
شمش های ۳sp انعطاف پذیری بیشتری نسبت به گرید دیگر داشته و به جهت خواص مطلوب از قیمت بالاتری نیز برخوردار می باشد. شمش ۳sp یا st44-2 بار کربن حداکثر ۲۲، اصولا بیشتر در تولید نبشی و ناودانی و یا در بعضی موردها در سایز های میلگرد های ریز استفاده می شود. همچنین در شمش های این گرید میزان عناصر آلیاژی کمتری نسبت به شمش ۵SP به کار رفته است.آنالیز شمش ۵SP:
اصولا شمش ۵sp بیشتر برای تولید میلگرد تا سایز ۲۵ مورد استفاده می شود و دارای انعطاف پذیری کمتری می باشد. برای تولید میلگرد سایز ۲۵ به بالا از شمش با گرید Gr60 استفاده می شود. برای تولید کلاف نیز از شمش با گرید ۵sp، Rst34، ۱۰۰۶، ۱۰۰۸ استفاده می گردد.روش های تولید شمش فولاد
شمش های فولادی با دو روش استفاده از کوره القایی و قوس الکتریکی تولید و به بازار ارائه می شوند. هریک از روش های تولیدی دارای مزایا و معایبی بوده و شمش های تولیدی با هریک از روش ها خصوصیات خاصی خواهند داشت. در ادامه به بررسی روش های تولید شمش فولاد از آهن قراضه خواهیم پرداخت. در ابتدا بهتر است بدانیم که سنگ آهن ماده اولیه تولید فولاد است. برای تولید فولاد باید فرآیند طولانی و سختی را از سر گذراند. بیشتر سنگ آهنی که در جهان استخراج می شود در کوره های بلندی مورد استفاده قرار می گیرند. در این کوره ها و طی فرآیندی، پس از مرحله پیش پخت و کلوخه سازی، کک و آهک را به کوره اضافه می‌کنند تا آهن و چدن را از سنگ آهن جدا کنند. بعد از آن، آهن خام به فولاد مذاب تبدیل می شود. سپس ناخالصی های فولاد خام مانند کربن به وسیله اکسیژن را از آن جدا می‌کنند تا فولاد خام به دست آید. فولاد مذاب پس از جداسازی ناخالصی به واحد ریخته گری برده می شود تا مواد مذاب را در واحد ریخته گری داخل قالب ها ریخته و بر روی غلطکی قرار داده و با پاشیدن آب به خنک کردن آن اقدام می کنند. پس از خنک شدن شمش فولادی را به طول دلخواه برش می دهند. روش کوره الکتریکی و کوره القایی هم از دیگر روش های تبدیل سنگ آهن به فولاد است. بیشتر فولاد جهان به روش کوره بلند تهیه می شود اما در ایران از روش کوره الکتریکی استفاده می شود. در روش کوره الکتریکی ابتدا آهن قراضه را با کمک سبدهای مخصوص، داخل کوره می ریزند و هم زمان با ذوب قراضه ها، ترکیبی از آهن اسفنجی و مواد سرباره ساز مثل کک، بنتونیت، آهک، سایر مواد افزودنی از قسمت بالای کوره به ذوب افزوده می شود. بعد از نمونه گیری، دمش اکسیژن (که باعث اکسیداسیون ناخالصی ها به ویژه کربن در مذاب می شود) صورت می گیرد و بعد از آن همگن سازی است که به فولاد مذاب تبدیل می شود. در واحد ریخته گری، ظروفی به نام تاندیش مذاب را به داخل قالب مسی آب گرد ریخته و سپس در طول مسیر غلطکی با پاشش آب خنک به شمش فولادی منجمد تبدیل می کند. در نهایت تختال های تولید شده به طول های مورد نظر برش داده می شوند. آهن اسفنجی، که در تولید شمش فولادی مورد استفاده قرار می گیرد از طریق احیای مستقیم گندله تولید می شود. شمش سطحی ذوزنقه ای شکل است که طول هر شاخه آن حداکثر ۲ متر است و تفاوت در شکل مقطع و ابعاد آن، نوع هایی را به وجود می آورد. ظرفیت کوره های قوس الکتریکی از یک کیلوگرم تا بیست تن متغیر است. به طور مثال فولاد کویر کاشان از روش قوس الکتریکی استفاده می‌کند که تفاوت قیمتی و کیفیتی زیادی با محصولات شمش کوره القایی دارد.بیشتر بخوانید: انواع سیم مفتول
تولید شمش با استفاده از کوره قوس الکتریکی:
شمش حاصل از این روش از کیفیت بالاتری نسبت به کوره الکتریکی برخوردار است زیرا در آن یک مرحله آنالیز بیشتر انجام می شود. برخی از تولیدکنندگان بزرگتری مثل فولاد کویر کاشان که میلگرد آنها هم در بازار همان طوری که شاهد هستید از فاصله قیمتی بیشتری با بقیه تولیدی ها برخوردار می باشد از شمش کوره قوس الکتریکی برای تولید میلگرد استفاده می نمایند. در ادامه به بررسی تفاوت شمش قوس و القایی خواهیم پرداخت. ظرفیت کورهای قوس از یک کیلوگرم تا بیست تن متغیر است. این کوره ها برای فولاد ریخته گری (ذوب کردن) کاربرد فراوان دارد. اما در خصوص شمش تولیدی به این روش با توجه ظرفیت اعلام شده و عدم امکان تصفیه مذاب، در این روش شمش های تولیدی از نظر آنالیز دارای پراکندگی زیاد در رنج استاندارد در یک محموله می باشند. همچنین برخلاف کوره های القایی، کوره های قوس امکان تصفیه مذاب دارند که منجر به نتایج زیر می شود:- امکان تولید شمش کم کربن
- رنج عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد در شمش را به حداقل می رساند
- پراکندگی رنج آنالیز استاندارد را در یک محموله به حداقل می رساند
تفاوت شمش قوس و القایی
کوره القایی به خوبی نمی تواند اکسیژن را کنترل کند و همین امر باعث عیوبی در محصول می شود. به دلیل غلیان اکسیژن محلول در مذاب اکسید شدن فروآلیاژ پیش می آید. از دیگر مشکلات کوره القایی فسفر زدایی و گوگرد زدایی است. این دو عمل در دو شرایط مختلف (دمای بالا و پایین مذاب) انجام می شوند، که در صورتی که هم فسفر و هم گوگرد بالا باشد، پایین آوردن میزان آن ها کاری دشوار است. برای برطرف کردن این مشکل می توان از کوره تصفیه پاتیلی استفاده کرد که کیفیت بالایی دارد ولی به دلیل اینکه این کوره ها برق، نسوز، الکترود و مواد افزودنی مصرف می کنند در فولادسازی ایران مورد استفاده قرار نمی گیرد. به این علت که هزینه زیادی در پی دارد. بیشتر ماشین های ریخته گری در کشور ساخت چین، هند و یا داخل هستند که تکنولوژی آنها قدیمی و بیش از سی سال دارد. تکنولوژی پایین، اتوماسیون ضعیف، طراحی ساده و… ایراداتی را به ریخته گری اضافه می کند که با عیوب ناشی از آنالیز سازی در کوره القایی ترکیب می شود و برای همین امر است که کیفیت شمش در کوره القایی پایین است. همانطور که در ابتدای مطلب از کوره قوس الکتریکی صحبت شد، باید این نکته را عنوان کرد که این کوره به خاطر امکان تصفیه مذاب، نتایج مطلوبی به وجود می آورد. از جمله ویژگی های مثبت این کوره امکان تولید شمش کم کربن، عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد در شمش را به کمترین حد ممکن می رساند و پراکندگی میزان آنالیز استاندارد را در یک محموله به حداقل می رساند. جمع بندی در این مقاله به اهمیت انواع شمش فولادی و تاثیر این محصول بر قیمت سایر مقاطع پرداختیم. شمش های فولادی پایه و اساس تولید مقاطعی همچون میلگرد و تیرآهن بوده و از این رو کیفیت این محصولات بر کیفیت فرآورده نهایی تاثیر بسزایی دارد. براساس روش تولید شمش فولاد، آنالیز و استاندارد محصول، کیفیت نهایی آن نیز تعیین می گردد. شما می توانید برای اطلاع از قیمت شمش آهن و عوامل موثر بر نرخ آن از کارشناسان مرکزآهن راهنمایی بخواهید.چند نوع شمش در صنعت وجود دارد؟
سه نوع شمش فابریک، بلوم و سی سی ام وجود دارد.
در تولید میلگرد چه نوع شمشی مورد استفاده قرار می گیرد؟
در ساخت میلگرد ۱۴ تا ۴۰ شمش با ۳۰ تا ۳۵ درصد کربن و برای ساخت مقاطع با سایزهای پایین تر از شمش های با کربن کمتر استفاده می شود
تفاوت بین شمش کوره القایی و قوس الکتریکی در چیست؟
شمش حاصل از کوره به روش قوس الکتریکی از کیفیت بهتری نسبت به کوره الکتریکی برخوردار است زیرا در آن یک مرحله آنالیز بیشتر انجام می شود.