معرفی انواع شمش فولادی برای تولید میلگرد

انواع شمش فولادی، از مهم ترین محصولات اولیه در صنعت فولاد، شامل بیلت (Billet)، بلوم (Bloom) و اسلب (Slab) است. بیلت معمولاً مقطعی مربعی یا دایره ای با ابعاد کوچک دارد و در تولید میلگرد، سیم و سایر مقاطع سبک استفاده می‌شود. بلوم که ابعاد بزرگ‌تری نسبت به بیلت دارد، برای ساخت تیرآهن و ریل به کار می‌رود. اسلب که مقطعی مستطیلی شکل دارد، عمدتاً در تولید ورق‌های فولادی، لوله و محصولات تخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر نوع شمش فولادی بر اساس فرآیند تولید و کاربردی که دارد، برای تولید مقاطع فولادی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

خط تولید میلگرد یکی از حیاتی‌ترین بخش‌های کارخانه های تولید کننده مقاطع فولادی است که در صنعت ساخت ‌و ساز و عمران اهمیت ویژه ای دارد. انواع میلگرد که به عنوان تقویت ‌کننده‌ اصلی در سازه‌های بتنی استفاده می‌شوند می بایست کیفیت مطلوبی داشته باشند و این به مواد اولیه‌ای که در ساخت و تولید میلگرد به کار می رود، بستگی دارد. یکی از مهم‌ترین مواد اولیه مورد استفاده در تولید این محصول فولادی، شمش است. در این مقاله به معرفی انواع شمش فولادی و کاربرد هر یک در تولید میلگرد خواهیم پرداخت. با مدیران آهن همراه شوید.

برای اطلاع از قیمت انواع میلگرد و استعلام موجودی انبار از طریق لینک زیر با ما تماس بگیرید!

تماس با مدیران آهن

آشنایی مختصر با شمش فولادی(Ingot)

شمش فولادی یکی از محصولات میانی صنعت فولاد است که به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات نهایی مانند میلگرد، تیرآهن، نبشی و دیگر مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول در اشکال مختلف تولید می‌شود و بسته به نیازهای هر صنعت، ترکیبات شیمیایی و روش تولید متفاوتی دارد. در ادامه به معرفی انواع شمش فولادی پرداخته ایم.

در صنعت آهن و فولاد منظور از شمش فولادی، انواع بلوم، بیلت و اسلب است. این مقاطع فولادی با آنالیزهای مختلف تولید می شوند و برای کاربردهای متنوعی مناسب اند. برای مثال 3SP یا 5SP و ... از جمله آنالیزهای تولید میلگرد در استانداردهای مختلف است و دارای خواص مکانیکی متفاوت نیز هستند.

معرفی انواع شمش فولادی

پیش تر گفتیم انواع شمش فولادی به‌ عنوان ماده اولیه برای تولید انواع قطعات فلزی به کار می‌رود. این محصول از طریق فرآیند ذوب و ریخته‌گری مواد اولیه نظیر آهن و سایر عناصر آلیاژی تولید می‌شود و در صنایع مختلف همچون خودرو سازی، ساخت ماشین ‌آلات، سازه‌های فولادی و ساختمان ‌سازی کاربرد دارد. شمش فولادی به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند استحکام بالا، قابلیت فرم‌ دهی و جوش ‌پذیری، در ساخت بسیاری از محصولات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شمش‌های فولادی بر اساس شکل، فرآیند تولید و ترکیب شیمیایی آن ها در دسته های مختلف قرار می گیرد که در ادامه به معرفی آن ها پرداخته ایم.

بیلت (Billet)

بیلت (Billet) یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین انواع شمش فولادی است که به ‌طور معمول به شکل مقاطع مربعی یا دایره‌ای کوچک تولید می‌شود. این نوع شمش فولادی دارای ابعاد کوچک تری نسبت به سایر انواع شمش‌ها بوده و عموماً در فرآیندهای تولید محصولات فولادی دیگر استفاده می‌شود. فرآیند تولید بیلت معمولاً از طریق ریخته‌گری مداوم (Continuous Casting) صورت می‌گیرد، که در آن مذاب فولادی داخل قالب‌های مخصوص ریخته می‌شود و به شکل شمش‌های بیلت در می‌آید. پس از آن، بیلت‌ها معمولاً تحت فرآیند نورد گرم قرار می‌گیرند تا به اندازه‌ها و شکل‌های مورد نیاز برای محصولات نهایی تبدیل شوند. بیلت‌ها به‌ طور گسترده‌ برای تولید محصولات فولادی از قبیل میلگرد، مفتول و تسمه‌های فولادی،مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بیلت به ‌دلیل ابعاد کوچک و فرآیند تولید ساده‌اش، به ‌عنوان ماده اولیه ای کارآمد و مقرون به ‌صرفه برای صنایع فولادی به شمار می‌آید. این نوع شمش به ‌راحتی تحت عملیات نورد قرار گرفته و می‌تواند به ‌سرعت به محصولات مختلف تبدیل شود. همچنین، بیلت‌ها دارای استحکام و خواص مکانیکی خوبی هستند که در بسیاری از کاربردهای صنعتی و ساختمانی مورد نیاز است.

بلوم (Bloom)

بلوم (Bloom) یکی دیگر از انواع شمش فولادی است که به ‌طور معمول در مقاطع بزرگ تر تولید می‌شود. بلوم‌ها عمدتاً به‌ عنوان ماده اولیه برای تولید مقاطع فولادی بزرگ‌تر مانند تیرآهن، ریل و سپری استفاده می‌شوند. بلوم‌ها به دلیل ابعاد بزرگ تر و خواص مکانیکی مناسب، گزینه‌ای ایده‌آل برای تولید مقاطع فولادی با استحکام بالا و مقاومت در برابر فشار و تنش‌های سنگین هستند. این نوع شمش فولادی نقش مهمی در تولید محصولات فولادی با کاربردهای تخصصی و مقاومتی دارد.

اسلب (Slab)

اسلب (Slab) نوعی شمش فولادی مسطح و بزرگ است که به ‌عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات مختلف فولادی به کار می‌رود. این مقاطع فولادی معمولاً با ضخامت‌های مشخص و سطح صاف تولید می‌شوند و بیشترین کاربرد آن‌ها در تولید ورق‌های فولادی، صفحات فلزی و برخی لوله‌های صنعتی است. اسلب به دلیل خواصی همچون استحکام بالا، قابلیت شکل‌دهی مطلوب و جوش‌پذیری مناسب، نقش کلیدی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، کشتی‌سازی، تجهیزات سنگین صنعتی و ساختمان‌سازی ایفا می‌کند. این شمش فولادی پایه‌ای برای تولید محصولاتی با کیفیت بالا و ویژگی‌های دقیق است که در پروژه‌های صنعتی و ساخت ‌و ساز کاربرد گسترده‌ای دارد.

فرآیند تولید میلگرد از شمش فولادی

فرآیند تولید میلگرد از شمش فولادی شامل چندین مرحله متوالی است که به کمک تجهیزات پیشرفته و تکنیک‌های حرارتی و مکانیکی انجام می‌شود. این مراحل به شرح زیر است.

مرحله اول: پیش‌گرم کردن شمش فولادی

در ابتدا، شمش فولادی (معمولاً بیلت) وارد کوره پیش‌گرم (Reheating Furnace) می‌شود تا به دمای حدود ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد برسد. این مرحله باعث نرم شدن شمش و آماده ‌سازی آن برای نورد می‌شود. 

مرحله دوم: فرایند نورد گرم

شمش پیش‌گرم ‌شده از کوره خارج شده و از بین مجموعه‌ای از غلتک‌های نورد عبور می‌کند. این غلتک‌ها در چندین مرحله با کاهش متوالی سطح مقطع شمش، آن را به شکل و ابعاد میلگرد نزدیک‌تر می‌کنند. در این فرآیند، شمش به تدریج به مقطع گرد تبدیل می‌شود.

برای انتقال شمش ها به درون کوره از جک های هیدرولیکی استفاده می شود. وقتی شمش درون کوره قرار گرفت دمای آن تا 1100 درجه بالا برده شده و برای انجام عملیات نورد آماده می گردد. پس از آنکه شمش به دمای مورد نظر رسید برای ورود به خط تولید آماده می شود.

در این محله شمش ها روی یکسری رول قرار می گیرند و وارد مرحله رافینگ می شوند. رافینگ در سه مرحله از قطر شمش ها کم می کند و به طول آن اضافه می کند. در حقیقت مرحله رافینگ (Roughing) یکی از مراحل کلیدی در فرآیند نورد گرم برای تولید میلگرد است که در آن شمش فولادی پیش‌گرم‌ شده به تدریج به مقاطع کوچک تر تبدیل می‌شود. این مرحله در واقع اولین مرحله کاهش ابعاد شمش است که با عبور آن از میان غلتک‌های بزرگ دستگاه رافینگ انجام می‌شود.

مرحله سوم: شکل ‌دهی و آج ‌زنی

در مراحل پایانی نورد، با استفاده از غلتک‌های مخصوص طرح‌های آج را روی سطح میلگرد ایجاد می‌کنند. این آج‌ها برای افزایش اصطکاک و چسبندگی میلگرد در بتن طراحی شده‌اند. شکل و نوع آج بسته به استانداردهای محصول ممکن است متفاوت باشد. 

مرحله چهارم: خنک ‌سازی کنترل ‌شده

پس از خروج از خط نورد، میلگرد وارد بخش خنک‌ سازی کنترل ‌شده می‌شود. این فرآیند باعث ایجاد یک ساختار سطحی سخت و در عین حال یک هسته داخلی نرم‌تر می‌شود که به این محصول فولادی خواص مکانیکی بهتری مانند استحکام و انعطاف‌پذیری می‌بخشد. 

مرحله پنجم: برش به طول استاندارد

میلگردها پس از خنک شدن، وارد دستگاه برش می‌شوند تا به طول‌های استاندارد (معمولاً ۱۲متر) بریده شوند. این مرحله با دقت بالا انجام می‌شود تا محصول نهایی آماده بسته ‌بندی و انتقال شود. 

مرحله ششم: بازرسی و بسته ‌بندی

میلگردهای تولید شده از نظر کیفیت، قطر، شکل آج و طول بررسی می‌شوند تا مطابق با استانداردهای مورد نظر باشند. سپس محصولات، دسته‌ بندی شده و برای ارسال به بازار یا انبار آماده می‌شوند. 

این فرآیند، محصولی با خواص مکانیکی عالی، استحکام بالا و دقت در ابعاد را فراهم می‌کند که برای استفاده در سازه‌های بتن‌ آرمه و پروژه‌های ساختمانی ایده‌آل است.

ترکیب شیمیایی شمش فولادی برای تولید میلگرد

ترکیب شیمیایی شمش فولادی مناسب برای تولید میلگرد باید به گونه‌ای باشد که محصول نهایی، از خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوبی مانند استحکام بالا، انعطاف‌پذیری مناسب، مقاومت در برابر خوردگی و جوش‌پذیری برخوردار باشد. ترکیب شیمیایی شمش معمولاً بر اساس استانداردهای ملی و بین‌المللی (مانند ASTM، DIN یا ISIRI) تعیین می‌شود. یک ترکیب شیمیایی معمول برای شمش مورد استفاده در تولید میلگرد به شرح زیر است: 

•       کربن (C):کربن یکی از اصلی‌ترین عناصر موجود در فولاد است که تأثیر مستقیم بر استحکام و سختی آن دارد.
•       منگنز (Mn): منگنز به استحکام کششی فولاد کمک می‌کند و مقاومت آن را در برابر سایش و ضربه را بهبود می‌بخشد. همچنین به حذف گوگرد و اکسیژن از ساختار فولاد کمک می‌کند. 
•       سیلیسیم (Si): سیلیسیم به‌ عنوان یکی از عناصر آلیاژی برای افزایش استحکام فولاد و بهبود خواص مکانیکی آن استفاده می‌شود. 
•       فسفر (P): فسفر نوعی ناخالصی است که در صورت زیاد بودن آلیاژ آن در فولاد، باعث تردی و شکنندگی فولاد می‌شود. بنابراین، مقدار آن نباید زیاد باشد.
•       گوگرد (S): گوگرد نوغی ناخالصی است که در صورت زیاد بودن آن، جوش ‌پذیری و شکل‌ پذیری فولاد را کاهش می‌دهد. 
•       کروم (Cr): کروم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و افزایش سختی فولاد استفاده می‌شود، اما در مقادیر کم. 
•       نیکل (Ni): نیکل باعث بهبود مقاومت فولاد در برابر ضربه و خوردگی می‌شود، به ‌ویژه در شرایط سخت محیطی. 
•       مس (Cu): مس می‌تواند به افزایش مقاومت در برابر خوردگی کمک کند.

استانداردهای شمش فولادی برای تولید میلگرد

شمش‌های فولادی مورد استفاده در تولید میلگرد باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی و ملی باشند. برخی از این استانداردها عبارتند از:

•       استاندارد ASTM A615: مشخصات شیمیایی و مکانیکی میلگردهای فولادی
•       استاندارد BS 4449: الزامات میلگرد فولادی در اروپا
•       استاندارد ملی ایران ISIRI 3132: ویژگی‌های میلگردهای فولادی در ایران

کلام پایانی: معرفی انواع شمش فولادی برای تولید میلگرد

انتخاب نوع مناسب شمش فولادی نقش اساسی در کیفیت و کارایی میلگرد نهایی دارد. بیلت به دلیل ابعاد استاندارد و ویژگی ها و خواص مکانیکی خوبی که دارد، بهترین گزینه برای تولید میلگردهای معمولی است، در حالی که بلوم و شمشال برای میلگردهای خاص و صنعتی کاربرد دارند. بنابراین تولیدکنندگان میلگرد باید با توجه به نوع پروژه و نیازهای مشتری، شمش فولادی مناسب را انتخاب کنند تا محصولی باکیفیت و استاندارد ارائه دهند.

در این مقاله انواع شمش فولادی را معرفی کردیم و شما را با فرایند تولید آن آشنا کردیم. شمش در واقع ماده اولیه بسیاری از صنایع فولادی به شمار می رود و از آن برای ساخت تیرآهن و میلگرد استفاده می شود. در نهایت لازم است به دو نکته ی مهم در ارتباط با این محصولات فولادی اشاره کنیم؛ اولین مساله شکل و اندازه شمش است که برای استفاده در مراحل بعدی باید به آن توجه شود و مساله ی دیگر نحوه شمش ریزی است که تعیین کننده ی بسیاری از خواص مکانیکی و شیمیایی مقاطع فولادی ساخته شده از شمش است.