فرایند تولید ورق سیاه
فرایند تولید ورق سیاه با عملیات نورد گرم بر روی تختال انجام می‌شود. روش تولید به‌وسیله نورد گرم باعث تغییرات بسیار زیادی در خواص فیزیکی ماده اولیه خواهد شد. خواص فیزیکی ایجاد شده در ورق سیاه طی مراحلی که در ادامه شرح خواهیم داد، باعث محبوبیت بسیار زیاد این محصول در صنایع مختلف از جمله ماشین آلات صنعتی شده است، همین امر عاملی گردیده تا قیمت ورق سیاه مورد توجه زیاددر طراحی پروژه‌ها قرار گرفته است.
فرایند تولید ورق سیاه چگونه است؟
مراحل تولید ورق سیاه با انجام فرایند نورد گرم بر روی اسلب (Slab) یا تختال انجام می‌شود. تختال یک محصول نیم ساخته فلزی به حساب می‌آید که در فرایند تولید ورق سیاه به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود.
روش تولید این محصولات به این صورت است که تختال در ابتدا وارد کوره می‌شود تا به دمایی در حدود ۱۲۸۰ درجه سانتی‌گراد برسد. فولاد حرارت دیده برای انجام عملیات نورد از میان غلتک‌هایی عبور می‌کند که در خلاف جهت یکدیگر حرکت می‌کنند. حال نیرویی که از سمت غلتک‌ها به تختال وارد می‌شود سبب کاهش ضخامت و افزایش طول تختال خواهد شد. به دلیل فشار وارده بر قطعه خواص فیزیکی و مکانیکی محصول خروجی بهبود خواهد یافت.
در مرحله بعد تختالی که عملیات نورد بر روی آن صورت گرفته تا حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود؛ هدف از افزایش دما در فرایند تولید ورق سیاه، برطرف کردن عیوب ریزساختاری است. اما باید در تنظیم دما دقت کافی صورت گیرد زیرا در صورت بی توجهی به این امر هزینه‌های اضافه خواهیم داشت. علاوه بر این مورد، در صورت انتخاب دمای نامناسب ممکن است رسوباتی ناخواسته در ساختار تشکیل شود.
در ادامه تختال‌ها با آب پوسته زدایی می‌شوند و با عبور از قفسه‌هایی ضخامت تختال‌ها ۷۵ درصد کم می‌شود. به دلیل کاهش ضخامت تختال‌ها، عرض ورق‌های تولیدی افزایش می‌یابد. حال بر روی این تختال‌ها عملیات نورد خشن انجام خواهد گرفت، در قفسه‌های تعبیه شده در نورد خشن ۲ الی ۴ غلتک وجود دارد. نکته قابل توجه در این شیوه از نورد دمای بسیار بالا است. تختال‌ها با عبور از مرحله نورد خشن به جعبه‌های کلاف می‌رسند، هدف از قرار دادن جعبه‌های کلاف در این مرحله یکنواخت کردن خواص مکانیکی و دمای ورق است. حال ورق‌ها مجدد با آب پوسته‌زدایی می‌شوند و به مرحله نهایی ارسال می‌شوند. در مرحله نهایی ۵ تا ۷ قفسه به منظور نورد قرار گرفته است با عبور ورق از تمامی این قفس‌ها ضخامت ورق تولید شده بار دیگر کاهش می‌یابد (حدود ۱ تا ۴ میلی‌متر). بعد از خارج شدن ورق از مرحله نهایی، ورق‌ها روی میزهای خنک کننده (میزها طولی بین ۱۵۰ تا ۲۰۰ متر دارند) قرار می‌گیرند، با این کار دمای ورق‌های تولیدی کاهش خواهد یافت. فرایند تولید ورق سیاه به پایان رسیده است و ورق‌ها آماده بارگیری از کارخانه هستند.
به طور کلی کارخانه‌های تولیدکننده ورق سیاه از چهار روش برای ساخت این محصول استفاده می‌کنند که عبارت‌اند از:
- تولید گندله (pellet) به وسیله فرآوری سنگ‌آهن و تبدیل آن به آهن اسفنجی: سنگ‌آهن به همراه ناخالصی‌های خود به گلوله‌‌هایی به نام گندله تبدیل و پخته می‌شود، گندله طی فرآیند احیای مستقیم در واکنش با کربن، آهن خالص را حاصل می‌کند و چون اکسیژن خود را از دست می‌دهد، حالت اسفنجی به خود گرفته و به آن آهن‌اسفنجی نیز می‌گویند که در مراحل بعد استفاده می‌شود.
- تولید فولاد مذاب: آهن‌اسفنجی در این مرحله درون کوره قوس الکتریکی قرار می‌گیرد تا به فولاد مذاب تبدیل شود. گرید ورق آهنی با توجه به ترکیب عناصر شیمیایی که در این مرحله بعد از سرباره‌گیری اضافه می‌شود، تعیین می‌گردد و برای داشتن ترکیب یکنواخت به آن گاز دمیده می‌شود.
- تولید تختال (slab): در این مرحله فولاد مذاب بعد از تصفیه به وسیله پاتیل درون ماشین ریخته‌گری سرازیر می‌شود و این ماشین قالبی دارد که به شکل نوار مستطیلی است و مذاب با قرار گرفتن درون این قالب به شکل آن درآمده و به وسیله جریان آب خنک می‌شود. در این مرحله نوارهای مستطیلی با ضخامت ۲۰ سانتی‌متر خارج می‌شود که همان تختال‌های مورد نظر است.
- نورد گرم: در این مرحله تختال داخل کوره پیش‌گرم با دمای 1200 درجه سانتی‌گراد قرار گرفته و شکل‌پذیر می‌گردد؛ سپس نورد خشن و نورد بیشتر برای گرفتن ضخامت موردنظر با عبور از غلتک انجام شده و نتیجه آن ورق سیاه است که به دو صورت کلاف یا با استفاده از دستگاه‌های برش به صورت صفحات با ابعاد مشخص به عنوان ورق سیاه برش خورده خارج می‌شود.
سخن پایانی
در این مقاله انواع فرآیندی که برای تولید ورق سیاه بکار گرفته می‌شود، شرح داده شده است. هر 4 روش به تفکیک بیان شده و مراحل ارائه شده است. کیفیت هر یک از این روش ها، بر قیمت محصول تولیدی از آن موثر خواهد بود.
