در تعریف متالورژیکی ورق آمده است: به ورق ساخته شده از فولاد نورد گرم، که در دمایی بالا تر از 930 درجه ی سانتیگراد (1700 درجه فارنهایت) تحت عملیات نورد فشاری قرار گرفته و در اثر این عملیات خاصیت فرم پذیری آن بهینه شده است، ورق فولادی نورد گرم یا به اختصار ورق سیاه گفته می شود.
ورق سیاه یا ورق گرم چیست؟
یکی از متداول ترین محصولات فولادی، ورق نورد گرم یا ورق سیاه نام دارد. در تعریف متالورژیکی ورق آمده است:
به ورق ساخته شده از فولاد طی فرآیند نورد گرم Hot Rolling ، که در دمایی بالا تر از 930 درجه ی سانتیگراد (1700 درجه فارنهایت) تحت عملیات نورد فشاری قرار گرفته و در اثر این عملیات خاصیت فرم پذیری آن بهینه شده است، ورق فولادی نورد گرم یا به اختصار ورق سیاه Hot rolled mild steel گفته می شود. به دلیل این که سطح خارجی این محصولات در اثر وجود آثاری از اکسیداسیون و زنگ زدگی به حالت مات درآمده و همانند ورقهای گالوانیزه و یا روغنی براق نمی باشند عبارت ورق سیاه برای این محصولات رواج پیدا کرده است.
ورق های سیاه که از عمده ترین محصولات کارخانجات بزرگ فولاد هستند دامنه ی بسیار گسترده ای در نوع فولاد، ضخامت و ابعاد دارند. رایج ترین نوع ورق فولادی تولید شده در ایران ورق های St37 و St52 می باشند. آنالیز شیمیایی این ورق ها در استاندارد DIN 17100 قابل مشاهده است. البته لازم به توضیح است این استاندارد از سال 1980 به بعد معتبر نبوده و جایگزین آن استاندارد BS EN 10025 می باشد. در این استاندارد می بایست برای گرید St37 معادل آن در استاندارد EN را جستجو نمود که با نام S235JRG2 شناخته می شود. دلیل اینکه در ایران همچنان به این فولاد St37 گفته می شود این است که تنوع محصولات فولادی آنقدری نبوده که به نام ها و اختصارات جدید و جهانی نیاز پیدا شود.
اما در خصوص ابعاد و اندازه ها باید اشاره کرد که دامنه ی وسیع ضخامتی از 1 میلیمتر گرفته تا 10 سانتیمتر در ورق های سیاه دیده می شود. هرچقدر ضخامت ها بالا تر رود محصول حالت تختال Slab پیدا کرده و شکل پذیری آن کاهش پیدا می کند. همانطور که در تصویر شماره 1 مشاهده می کنید نحوه ی عرضه ی ورق ها در بازار به دو صورت رول و یا شیت با ابعاد مشخص می باشد. معمولاً این شیت ها در اندازه های 6×1.5، 6X2،12X2 ،2X1 و2.5X1.5 برش می خورند. در حالتی که ورق در کارخانه با اندازه های مشخصی برش خورده شود به آن ورق فابریک می گویند. این کلمه برگرفته از کلمه Fabricated به معنی ساخته شده می باشد.
ورق فولادی به خودی خود یک محصول نهایی به حساب نمی آید و ورق های سیاه ساختمانی نیز عمدتا برای ساخت محصولاتی ثانویه از قبیل انواع پروفیل های ساختمانی و مقاطع فلزی، تیرآهن ها، تسمه ها، گاردریل و دیگر تجهیزات ترافیکی و همچنین ساخت تانک ذخیره، کشتی سازی و تجهیزات عظیم صنعتی و … کاربرد دارند. ورق سیاه به خوبی گالوانیزه می شود از این رو می توان محصولاتی که از آن به دست می آید را پس از تولید گالوانیزه نمود. عمده ی نیاز ورق سیاه صنایع ایران در داخل کشور تولید می شود و یکی از مهمترین تولید کنندگان آن فولاد مبارکه اصفهان می باشد که از سال 1371 تاسیس شده است.
مراحل تولید ورق سیاه
- ابتدا تختال های گداخته تا دمایی بیش از 1100 درجه سانتیگراد با آنالیز شیمیایی متناسب با محصول نهایی از کوره ها به سمت خط تولید حرکت می نمایند.
- در گام بعد لایه های اکسیدی ضخیم که به صورت فلس بر روی تختال تشکیل شده اند، زدوده می شوند.
- پس از آن اسلب را با استفاده از دستگاه رول پرس تا ضخامت و عرض مشخصی فشرده می کنند.
- بعد از سایزینگ اسلب ها، کاهش ضخامت کنترل شده به وسیله ی غلتک های رفت و برگشتی صورت می گیرد.
- پس از آن تختال نازک شده که هنوز حالت گداخته دارد در باکس جمع آوری کویل به صورت کلافی پیچیده می شود.
- کلاف باز شده و ابتدا و انتهای آن به وسیله ی گیوتین جداسازی می گردد.
- پس از آن مرحله ی اکسیدزدایی ثانویه انجام می گیرد.
- سپس مجددا بوسیله ی غلطک های هیدرولیک بسیار قوی و سنگین در معرض نورد نهایی قرار می گیرد که در این مرحله خواص مکانیکی بهبود پیدا می نمایند.
- مرحله بعد خنک سازی ورق تولید شده و ارسال آن به سمت رول جمع کن می باشد.
- مراحل نهایی آن شامل بسته بندی و مارک کردن (چاپ برند و یا نام کارخانه و شماره ذوب) است.
- آخرین مرحله پیش از ارسال آن به انبار یا خروج از کارخانه، وزن کشی رول بسته بندی شده می باشد.
انواع ورق سیاه
ورق سیاه را می توان بر اساس کاربرد، ترکیب مواد و همچنین ظاهرش به انواع متفاوتی تقسیم بندی کرد. در ادامه به بررسی انواع ورق سیاه بر اساس ظاهر می پردازیم:
ورق سیاه رول شده، کویل یا کلاف
ورق سیاه رول شده در عرض 1500،1250،1000 و 2000 میلی متر، ضخامت 1.5 الی 15 میلیمتر و در طول نا محدود تولید میگردد.
ورق سیاه فابریک یا شیت
ورق سیاه فابریک در ضخامت های بالای 15 میلی متر به بالا تولید میشود و در هر سایزی قابل خرید است اما ابعاد ۱۰۰۰*۲۰۰۰ و ۱۲۵۰*۲۵۰۰ و ۱۰۰۰*۶۰۰۰ و ۱۵۰۰*۶۰۰۰ و ۲۰۰۰*۶۰۰۰ و ۲۰۰۰*۱۲۰۰۰ بیشترین کاربرد را در مقایسه با ابعاد دیگر دارند.
دو گرید معروف St37 و St52 برای ورق سیاه معمولی و صنعتی هستند که در آن ها St نماد قدرت و عدد کنار آن میزان تنش نهایی یا همان میزان سختی برحسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع را نشان می دهد. ورق سیاه St37 به عنوان ورق سیاه معمولی با درصد کربن کمتر در صنایعی مانند ساختمان سازی کاربرد دارد و ورق سیاه St52 به عنوان ورق سیاه صنعتی با درصد کربن بیشتر در صنایع سنگین مانند ساخت ماشین آلات کاربرد دارد.
تفاوت ورق سیاه با دیگر ورق های فولادی
عمده ترین تفاوتی که در ورق سیاه با دیگر ورق های فولادی مشاهده می گردد ظاهر و رنگ قابل مشاهده این نوع ورق می باشد. ورق های سیاه همانگونه که از نامشان مشخص است دارای رنگی سیاه و مات هستند حال آنکه ورق های روغنی و گالوانیزه براق می باشند.
تفاوت ورق سیاه با ورق روغنی
ورق سیاه با فرآیند نورد گرم تولید می گردد و ورق روغنی با فرآیند نورد سرد
Hot rolled mild steel V.S Cold rolled mild steel
ورق سیاه عموما ضخامت های از 1 میلیمتر تا 15 میلیمتر برای حالت رول و از16 میلیمتر به بالا برای حالت فابریک دارد در حالیکه ورق های روغنی دامنه ی ضخامتی از0.3 تا 3 میلیمتر را پوشش می دهند.
تفاوت ورق سیاه با ورق گالوانیزه
در فرآیند تولید ورق سیاه مرحله گالوانیزاسیون و یا هیچ گونه آبکاری وجود ندارد. ورق گالوانیزه در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم است ورق سیاه بلافاصله لایه ای اکسیدی بر روی آن تشکیل می گردد.
مشخصات ورق سیاه
ورق های گرم نیز همچون دیگر محصولات فولادی مشخصاتی مختص به خود را دارا می باشند. مواردی همچون آنالیز شیمیایی و خواص مکانیکی با توجه به گرید آنها مشخص می گردد. برای کسب اطلاع از آنالیز شیمیایی ورق های سیاه همانگونه که در بخش اول این مقاله ذکر گردید، می بایست به استاندارد DIN 17100 و یا معادل امروزی آن یعنی استاندارد BS EN 10025 جدول مربوط به آنالیز شیمیایی مراجعه نمود. در جدول شماره 1 – می توان بخشی از اطلاعات مربوط به آنالیز شیمیایی فولاد به کار رفته در ورق های سیاه را مشاهده نمود.
| نام گرید | نوع اکسیداسیون | آنالیز شیمیایی نمونه آزمایشگاهی | ||||||||
| کربن | فسفر | گوگرد | نیتروژن | |||||||
| کمتر از 16 میلیمتر | بین 16 تا 30 میلیمتر | 30 الی 40 میلیمتر | 40 الی 63 میلیمتر | 63 الی 100 میلیمتر | بیش از 100 میلیمتر | |||||
| St37.2 | اختیاری | 0.21 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | براساس توافق با سفارش دهنده | 0.065 | 0.065 | 0.009 |
| Ust37.2 | U | 0.21 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.060 | 0.060 | 0.010 | |
| Rst.37.2 | R | 0.19 | 0.19 | 0.19 | 0.19 | 0.23 | 0.050 | 0.050 | – | |
| St37.3 | RR | 0.19 | 0.19 | 0.19 | 0.19 | 0.19 | 0.050 | 0.060 | 0.010 | |
| St44.2 | R | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.25 | 0.050 | 0.050 | – | |
| St44.3 | RR | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.23 | 0.060 | 0.050 | – | |
| St.52.3 | RR | 0.22 | 0.22 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.060 | 0.060 | 0.010 | |
جدول شماره 1 – برگردان بخشی از آنالیز شیمیایی فولاد بر اساس جدول 1 استاندارد DIN 17100
به همین صورت جزییات خواص مکانیکی را می توان در جداول مربوطه که در استاندارد گفته شده وجود دارند جستجو نمود. اما در این خصوص می بایست اشاره کرد خواص مکانیکی ورق سیاه در هنگام پروسه تولید بهینه می گردد. در دمای بالاتر از 930 درجه ی سانتیگراد که عمل تبلور مجدد انجام می گیرد، به دلیل فشرده شدن فولاد تحت نورد، کریستالهای در حال شکل گیری فولاد ابتدا خرد و سپس در هم قفل شده و نابجاییها که گاهاً محتوی عناصر ناخالصی می باشد به سطح می رسند. در تصویر شماره 4 به صورت شماتیک تاثیر فشار بر روی کریستالهای فولاد نشان داده شده است. بنابراین مقاومت فولاد در برابر ضربه افزایش یافته، شکل پذیری آن نیز بهبود می یابد. از دیگر تاثیراتی که فرآیند تولید ورق سیاه در آن ایجاد می کند قابلیت جوشکاری خوب و مقاومت به خستگی در برابر بارهای متغییر می باشد.
تاثیر نورد گرم در پروسه تولید ورق سیاه
فرمول به دست آوردن وزن ورق سیاه
وزن ورق سیاه از توابع مهمی‌ست که در زمان خرید ورق سیاه امری لازم و ضروری می باشد که مشتریان باید اطلاع کامل از ورق ورق مربوطه در زمان خرید و فروش داشته باشند. برای محاسبه وزن ورق سیاه باید طول، عرض و ضخامت ورق سیاه را در نظر گرفت.
وزن ورق سیاه = طول ورق (mm) * عرض ورق (mm) * ضخامت ورق (mm) * چگالی ورق (7.85)
جدول اشتال ورق فولادی نیز اطلاعات کاملی از ضخامت، عرض، طول و وزن ورق سیاه می دهد. محدوده ضخامت ورق بین 5 تا 80 میلیمتر و عرض آن بین 160 الی 1200 میلیمتر موجود می باشد. برای اطلاع از “جدول اشتال ورق” می توانید به سایت مدیران آهن مراجعه فرمایید.
کاربرد ورق سیاه
- پروفیل های ساختمانی بسته یا باز شامل قوطی، ستونی، پروفیل Z، فرانسوی و چهارچوب …
- مقاطع فولادی نظیر انواع تیر ورق، ناودانی، نبشی، سپری …
- گارد ریل و تجهیزات ترافیکی
- ورق پانچ، تسمه و زهوارهای فولادی
- تانک و مخازن ذخیره سازی مشتقات نفتی
- کشتی سازی و دیگر تجهیزات دریایی و صنایع عظیم
و هزاران محصول دیگر که با ورق های سیاه با ضخامت های متنوع قابل تولید می باشند. همواره ضخامت ورق سیاه نقش مستقیمی در قیمت ورق سیاه داشته است.
تولید کنندگان برتر ورق سیاه در ایران
کارخانجات زیادی در کشور ما ورق سیاه تولید می کنند که از مهمترین آنها می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
فولاد مبارکه اصفهان، مجتمع فولاد سبا، فولاد اکسین خوزستان، فولاد کاویان و فولاد گیلان
در پایان شما عزیزان را با مختصری از فعالیت های برترین تولید کنندگان ورق سیاه آشنا می کنیم. مدیران آهن نماینده ی اکثر تولید کنندگان معتبر ورق سیاه بوده و بهترین کیفت و ارزان ترین قیمت ورق سیاه را در اختیار متقاضیان این محصول قرار می دهد.
ورق سیاه فولاد مبارکه اصفهان:
از مهمترین تولید کنندگان ورق های سیاه، شرکت فولاد مبارکه ی اصفهان بوده که در 75 کیلومتری شهر اصفهان واقع شده است. این مجتمع ، بزرگترین واحد صنعتی در ایران می باشد که ضمن دارا بودن خط تولید شمش فولادی، در حوزه تبدیل شمش به ورق فولادی نیز فعالیت دارد. این واحد صنعتی با بیش از 30 سال سابقه در ساخت انواع ورق فولادی، ظرفیت تولید 11.3 میلیون تن در سال را به خود اختصاص داده است. کارخانه فولاد مبارکه به طور معمول، ورق سیاه با ضخامت 2 و 2.5 میلمتر را با عرض های 1 و 1.25 متر، ضخامت های 3 و 4 میلیمتر را با عرض 1.25 و 1.5 ، صخامت های 5، 6، 8، 10، 12 و 15 میلیمتر را در عرض 1.5 متر تولید می‌کند. همچنین این کارخانه به صورت سفارشی ورقهای 8 میلیمتر خود را با عرض 1.25 متر نیز تولید می‌نماید.
ورق سیاه فولاد اکسین خوزستان:
این شرکت که در کیلومتر 10 جاده بندر امام خمینی (ره) – اهواز در استان خوزستان واقع شده است با استفاده از تجهیزات خود ورق سیاه با سطح کیفیت بالایی را تولید و عرضه می کند. ظرفیت تولید فولاد اکسین به بیش از یک میلیون تن در سال می رسد. کارخانه ی فولاد اکسین خوزستان در تولید ورق های سیاه با ضخامت بالا تر از 40 میلیمتر شهرت دارد. عرض ورق سیاه تولیدی این کارخانه 2 متری می باشد. در صورتیکه ورق هایی تا عرض 4 و نیم متر نیاز باشد نیز فولاد اکسین توانایی تولید آن را دارد.
ورق سیاه کاویان:
این شرکت واقع در 9 کیلومتری جاده ی اهواز – خرمشهر قرار گرفته است . تاریخ تاسیس این شرکت بر می گردد به سال 1372 و در سال 1374 در کارخانه فولاد اهواز ادغام گردید. از تولیدات این شرکت می توان در ساخت بدنه کشتی ها، پل های فلزی، مخزن، واگن و غیره استفاده نمود. همچنین از اسلب های نازک جهت ساخت کوپلینگ، انواع فلنج، زنجیر، چرخ دنده و دیگر قطعات ، بهره گرفت. ورق های تولید شده توسط فولاد کاویان عرض 1.5 یا 1.25 متری داشته و عموما از ضخامت 8 تا 40 میلیمتر را در بر می گیرد.
ورق سیاه گیلان:
شرکت فولاد گیلان درشهر رشت، جاده سراوان این استان واقع شده است . فولاد گیلان در سال 1382 تاسیس شده و محصولات تولیدی این شرکت در صنایع متعددی از جمله صنعت خودروسازی، صنایع ساختمانی و لوله سازی کاربرد دارد. این مجتمع به عنوان اولین و بزرگترین کارخانه نورد فولادی در بخش خصوصی، دارای ظرفیت تولید 2.5 میلیون تن محصولات نورد گرم و 500 هزار تن محصولات نورد سرد در سال می باشد. عرض ورق سیاهی که در کارخانه ی فولاد گیلان تولید می گردد از 0.6 تا 1.42 متر می باشد. ضخامت ورق سیاه این کارخانه نیز از 2 تا 17 میلیمتر متغییر است.
