تولید ورق استنلس استیل

تولید ورق استنلس استیل

تولید ورق استنلس استیل در همه صنایع، از جمله صنایع سنگین و معماری گرفته تا خودروسازی، جراحی و حتی دندانپزشکی رایج است. ویژگی‌ها و قابلیت‌های ضد زنگ که بیشتر ناشی از خواص مواد و عناصر تشکیل دهنده این نوع از فولادها هستند، تحت تاثیر مراحل و فرایندهای تولید ورق استنلس استیل نیز هستند. از این رو نحوه تولید ورق استنلس‌استیل می‌تواند بر روی قیمت، قابلیت‌ها، ویژگی‌ها، کاربرد و… این ورق‌ها تاثیرگذار باشد. در ادامه قصد داریم تا مهمترین روش‌های فرایند تولید ورق های استنلس استیل را به شما معرفی کنیم.

استیل چیست؟

استنلس استیل یا فولاد زنگ نزن یک آلیاژ آهن است، اما آلیاژی که علاوه بر میزان کمی کربن حاوی عناصر دیگری نیز است. این عناصر ممکن است شامل کروم، نیکل، سیلیکون، منگنز و نیتروژن باشد. مقادیر مختلف این عناصر برخی از خواص نهایی آلیاژ را تعیین می‌کند. کروم در اینجا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ در واقع بدون آن هیچ فولاد ضد زنگی وجود ندارد. کروم سختی و مقاومت در برابر خوردگی، دو عامل حیاتی برای فولاد ضد زنگ را فراهم می‌نماید. هر چه میزان کروم بیشتر باشد، مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ بیشتر خواهد شد.

وجود کروم باعث ایجاد لایه نازکی از اکسید کروم غیرفعال در سطح استیل می‌گردد. این لایه مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و انواع خوردگی فلزات را افزایش می‌دهد. همین مقاومت بالا در برابر خوردگی موجب شده تا به ورق‌های استیل لقب استنلس‌استیل یا فولاد ضدزنگ داده شود. اما باید بدانید که نحوه تولید ورق استنلس استیل نیز می‌تواند به صورت مستقیم بر روی خواص و ویژگی‌های آن تاثیرگذار باشد.

مواد خام مورد استفاده در مراحل تولید ورق استنلس استیل

برای تولید ورق استنلس استیل، نیاز است در ابتدا مواد خام اولیه تولید شود تا آلیاژ مورد نظر به‌دست آید. آین آلیاژ ممکن است طی فرایندهای بازیافت به‌دست آید یا از ترکیب آهن با عناصر آلیاژی. پس اگر قرار باشد آلیاژ ساخته شود، مواد خام را تا دمای ذوب حرارت داده و با یکدیگر ترکیب می‌کنند. این مواد که از سنگ آهن، نیکل، کروم، مولیبدن، سیلیسیوم، کربن و عناصر دیگری تشکیل می‌شوند، با یکدیگر ترکیب شده و می‌توانند آلیاژهای مختلف استیل را تولید کنند.

میزان نسبت‌ مواد اولیه ترکیب شده و فرایند تولید و فرآوری می‌تواند نوع آلیاژ را مشخص کند. در انتهای این مرحله که فرایندی میانی است، آلیاژ به‌دست آمده به‌صورت شمش و سپس اسلب یا تختال تولید شده تا برای تولید ورق استفاده شود. در ادامه کل فرایند تولید ورق ضد زنگ توضیح داده خواهد شد.

فرایند تولید ورق استنلس استیل

بعد از اینکه مواد اولیه تولید ورق‌های استیل آماده شدند، فرایند تولید آغاز خواهد شد. نحوه تولید ورق استنلس استیل و فرایند تولید به شرح زیر خواهد بود:

ذوب

در این مرحله مواد اولیه در کوره‌های مخصوصی قرار گرفته و تحت دماهای بسیار بالا، ذوب خواهند شد. امروزه برای تولید ورق استیل ضد زنگ از کوره‌های قوس الکتریکی استفاده می‌کنند. این مرحله بین هشت تا 12 ساعت طول می‌کشد تا فلز تبدیل به مذاب شود.

کربن زدایی

مرحله بعد، مرحله‌ای است که کربن اضافی با پردازش فلز مذاب در یک مبدل کربن زدایی آرگون-اکسیژن aod (argon-oxygen decarburization) حذف می‌شود. این فرایند کربن زدایی فولاد را کاهش می‌دهد و امکان افزودن عناصر آلیاژی مانند نیکل یا مولیبدن را فراهم می‌کند. اگر محتوای کربن بسیار کم مورد نیاز باشد، یک مبدل اکسیژن زدایی خلاء یا vod (vacuum oxygen decarburization) نیز استفاده می‌شود.

براساس این‌که چه میزان کربن در آلیاژ مورد نظر موجود باشد، در نهایت گریدهای مختلفی از انواع آلیاژ استیل به‌دست خواهد آمد. باید اشاره کرد که کربن زدایی یکی از مهمترین مراحلی است که بر روی استحکام کششی و سختی ورق تاثیر می‌گذارد.

هم‌زدن

اگر می‌خواهید بدانید که مرحله بعدی نحوه تولید ورق استنلس‌استیل چیست، باید اشاره کرد که حال به مرحله هم‌زدن خواهیم رسید. هم‌زدن دقیق است که ترکیب شیمیایی را فراهم و آماده می‌کند. فولاد هم‌زده می‌شود تا باعث افزایش کیفیت محصول نهایی، توزیع یکنواخت و یا حذف اجزای ناخواسته و به قوام رسیدن آلیاژ خواهد شد. بدین صورت در نهایت به یک ورق یکدست و یکنواخت می‌رسیم که تمامی قسمت‌های آن مشخصات و ویژگی‌های همگونی دارند.

فرم‌دهی

نحوه تولید ورق استنلس استیل با فرم دهی ادامه پیدا می‌کند. در این مرحله به کمک غلتک‌های مختلف نورد به فولاد فشار وارد کرده و شروع به فرم دهی می‌کنند. به این فرایند، نورد نیز گفته می‌شود. حاصل این مراحل ابتدا شکل‌دهی به‌صورت شمش، شمشه، گرده و سپس اسلب یا تختال است که محصول میانی به حساب می‌آیند. سپس از آن این محصولات میانی با طی مراحل متعدد نورد به ورق و دیگر مقاطع استیل دست پیدا خواهیم کرد. از مهمترین روش‌های نورد استیل، می‌توان به نورد گرم و نورد سرد اشاره کرد.

• نورد گرم: در حالی که فولاد هنوز در دمایی بالاتر از آستانه تبلور مجدد است، نورد گرم رخ می دهد. فولاد از میان غلتک‌های بلند عبور داده می شود. شمشه‌ها و شمشال‌ها به شکل میل‌گرد و مفتول، در حالی که اسلب‌ها به کویل و شیت ورق تبدیل می‌شوند.
• نورد سرد: فرآیند نوردی است که در دما‌های پایین و سرد اتفاق می‌افتد و نقش‌ تکمیلی برای بهبود کیفیت و پرداخت سطح برای مثال زمانی که ابعاد دقیق مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

عملیات حرارتی و رسوب‌زدایی

آنیل کردن (annealing) یا بازپخت اصلی‌ترین عملیات حرارتی است که بر روی استیل انجام می‌شود. فرآیندی که با اصلاح ساختار دانه‌بندی، موجب بهبود خواص مکانیکی و شکل پذیری می‌شود. همچنین تنش‌های داخلی ناشی از سایر فرایندهای تولیدی را کاهش می‌دهد. در این عملیات حرارتی فولاد ابتدا فلز گرما دیده و در دمایی خاص نگه‌داری می‌شود، سپس در شرایط کنترل شده و به‌صورت تدریجی مجدداً سرد می‌گردد.

رسوب زدایی (descaling)، روشی برای ازبین بردن لایه‌ای ناخواسته اکسید و سایر ترکیباتی است که در مراحل نورد گرم و عملیات حرارتی بر روی فلز ایجاد می‌شود. اما در این مرحله رسوبات یا لایه‌های اکسید را با استفاده از اسیدشویی یا پاکسازی الکتریکی، از بین می‌برند.

برش و پرداخت

یکی دیگر از مراحل تولید ورق استنلس استیل، برش کاری نهایی است. در این مرحله بسته به نیاز و سفارش مشتریان، می‌توان ورق‌ها و یا سایر مقاطع استیل را در اندازه‎ها، ضخامت‌ها، شکل‌ها و فرم‌های مختلف برش داد. برای برش استیل از انواع ابزارهای برنده مکانیکی استفاده می‌شود. همچنین گاهی برش پلاسما، شعله و واترجت هم برای برشکاری نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برش کاری ممکن است فقط برای تمیز کردن لبه‌های ورق، رساندن اندازه‌‌ها به تلورانس‌های دقیق یا براساس سفارشی خاص باشد.

فولادهای ضد زنگ را با انواع مختلفی از کیفیت‌های سطحی ارائه می‌کنند. پرداخت سطح انتخاب شده صرفاً برای زیبایی سطح ورق یا قطعه نیست. برخی از پرداخت‌های خاص، فولاد ضد زنگ را در برابر خوردگی مقاوم‌تر می‌کند، تمیز کردن آن را آسان‌تر می‌کند، یا به راحتی در تولید استفاده می‌شود. نوع پرداخت بر اساس کاربرد مورد نظر تعیین می شود.

پرداخت های سطحی نتیجه ترکیبی فرآیندهای تولیدی و روش‌های تکمیلی هستند. معمولاً نورد گرم، آنیل کردن و رسوب‌زدایی یک سطح مات ایجاد می‌کند. نورد گرم و سپس نورد سرد با غلتک پرداخت‌کاری سطحی درخشان ایجاد می‌کند. ترکیبی از نورد سرد، آنیل کردن و پرداخت کاری با پولیش ظریف، سطحی آینه‌ای ایجاد می کند. پس برای رسیدن به کیفیت سطوح متنوع و پرداخت‌های خاص مجموعه‌ای از تجهیزات سنگ زنی، پرداخت‌کاری و سندبلاست در مرحله نهایی تولید بر روی سطوح استیل استفاده می‌شود.

تولید ورق استنلس استیل به روش نورد گرم

نورد گرم یکی از مرسوم‌ترین روش‌های شکل دهی به ورق‌های مختلف به خصوص ورق‌های استیل است. نحوه تولید ورق استیل به کمک نورد گرم بدین صورت است که ابتدا باید اسلب‌های استیل را به کوره‌های پیش گرم وارد کنند. بعد از اینکه به دمای مورد نظر رسیدند، آن‌ها را در همان حالی که بسیار داغ هستند، از بین غلتک‌ها و نورد ابتدایی رد می‌کنند. در این مرحله از تولید ورق به روش نورد گرم سطح مقطع ورق کاهش یافته و طول آن افزایش می‌یابد. حال ورق را از سایز نوردهای پایانی عبور داده تا در نهایت به ضخامت و اندازه مورد نظر دربیایید.

تولید ورق استنلس استیل به روش نورد سرد

در تکمیل نورد گرم، می‌توان ورق فولاد استنلس را به کمک نورد سرد نیز تولید کرد. همانطور که از نام این روش تولید نیز پیدا است، به جای آن که عملیات شکل دهی و نورد را بر روی ورق با دمای 1100 درجه سانتی گراد انجام دهند، به ورق اجازه داده می‌شود تا سرد شده و به دمای محیط برسد. حال مراحل نورد و شکل دهی به کمک غلتک‌های مختلف آغاز خواهد شد. بیشترین تفاوت فرایند تولید ورق استیل به روش نورد سرد با نورد گرم، دمایی است که ورق‌های استیل تحت عملیات نورد قرار می‌گیرند.

مقایسه ورق نورد گرم و سرد

باید بدانید که نحوه تولید ورق استنلس استیل می‌تواند باعث ایجاد تفاوت‌های بسیار زیادی در محصول نهایی شود. از این رو بسته به فرایند نورد، قابلیت‌های ورق استیل نیز تفاوت‌هایی پیدا می‌کند. برای مثال تولید ورق به روش نورد گرم در نهایت باعث ایجاد ورق‌های استیل خواهد شد که داری سطحی مات‌تر خواهند بود. اما به صنعتگران این اجازه را می‌دهد تا ورق‌ها را در ابعاد بزرگتری تولید کنند. قیمت ورق‌های تولید شده به روش نورد گرم در مقایسه با نورد سرد ارزان‌تر بوده و یکی از دلایل آن نیاز کمتر به دستگاه‌های پیشرفته‌تر در این روش است. ورق های استنلس تولید شده به کمک این روش انعطاف بسیار مناسبی داشته و می‌توانند کاربردهای زیادی در صنعت داشته باشند.

این در حالی است که نحوه تولید ورق استنلس استیل به روش نورد سرد باعث شده تا ویژگی‌های ورق نهایی، متفاوت باشد. تولید ورق به روش نورد سرد منجر به ایجاد ورق‌هایی با سطحی براق‌تر و تمیزتر خواهد شد. از سوی دیگر ورق‌ها به گونه‌ای تولید شده‌اند که عملیات روغن کاری بر روی آن‌ها بهتر صورت خواهد پذیرفت. برای تولید ورق به روش نورد سرد نیاز به فشار بالایی بوده و انعطاف پذیری محصولات نهایی نیز کم خواهد بود. این در حالی است که ورق‌های استیل تولید شده به روش نورد سرد از تلرانس ابعادی دقیق و محدودتری برخوردار هستند.

کلام آخر

ورق های استیل به دلیل مقاومت در برابر خوردگی به عنوان یک متریال محبوب در صنایع مختلف شناخته می‌شود. این ورق‌ها براساس گرید و آلیاژهای خود به انواع مختلف تقسیم می‌شوند که هر کدام کاربرد مخصوص به خود را دارند. آشنایی با مشخصات فنی ورق استیل برای انتخاب محصول مناسب بسیار مهم است زیرا باعث می‌شود تا به نسبت هزینه‌ای که پرداخت می‌کنید، ورق متناسب‌تر با کاربرد مورد نظر خود را تهیه کنید.

steelrokh.com