فرآیند تولید ورق سیاه چگونه است؟

ورق سیاه یکی از پرکاربردترین ورق‌ های فولادی است که به دلیل سطح مات و رنگ تیره‌اش به این نام شناخته می‌شود. این ورق از فولاد خام تولید می‌شود و در ساخت مخازن فولادی، صنایع خودروسازی، ساختمان‌سازی و… قابل استفاده است. از این رو فرآیند تولید ورق سیاه می تواند تاثیر دو چندانی در کیفیت تولیدی این ورق داشته باشد. فرآیند تولید ورق سیاه  شامل مراحل مختلفی از جمله ذوب فولاد، ریخته‌گری، نورد گرم و خنک کاری است که در این مقاله از آهن صد با جزئیات کامل به آن‌ها پرداخته خواهد شد.                                     

معرفی کوتاه ورق سیاه  

ورق سیاه یکی از انواع ورق فولادی است که به دلیل تولید در فرآیند نورد گرم، به آن ورق گرم نیز گفته می‌شود. این محصول به دلیل استحکام بالا و قیمت مناسب نسبت به دیگر انواع ورق، کاربرد فراوانی در صنایع دارد. ورق سیاه در دو نوع معمولی و صنعتی تولید می‌شود که ST37 و ST52 معروف ترین گرید های آن هستند و کاربردهای متفاوتی نیز دارند. از این ورق در صنایع ساختمان‌سازی، خودروسازی و تولید ماشین‌آلات صنعتی، استفاده بیشتری می‌شود. فرآیند تولید ورق سیاه یا ورق گرم با کیفیت، نیازمند تکنولوژی های بسیار پیشرفته و دقیق است؛ همچنین مواد اولیه و استاندارد های توليد نیز تاثیر مستقیمی بر کیفیت ورق دارد.

مواد اولیه مورد استفاده در تولید ورق سیاه  

مواد اولیه مورد استفاده در فرآیند تولید ورق سیاه، تاثیر بسزایی بر کیفیت، استحکام و سایر ویژگی های ورق دارند. بخشی از این مواد، از جمله سنگ آهن، آهن اسفنجی، قراضه آهن، کُک(به عنوان سوخت و عامل گرمادهی) و آهک برای تولید فولاد مذاب در کوره بکار گرفته می‌شوند؛ از فولاد مذاب تولید شده، به عنوان ماده اولیه تولید تختال(اسلب) و از تختال نیز برای عملیات نورد گرم و در نهایت تولید ورق سیاه استفاده می‌شود.

فرآیند تولید ورق سیاه به‌صورت گام‌به‌گام 

فرآیند تولید ورق سیاه شامل مراحلی بسیار دقیق و منظم است که مطابق با استاندارد های صنعتی در برخی از کارخانجات فولادی کشور وجود دارد. یکی از پیچیده ترین بخش ها در فرآیند تولید ورق سیاه، قسمت نورد گرم است که نیازمند دانش و تکنولوژی های خاص می‌باشد. در ادامه هر کدام از مراحل تولید این ورق را به تفکیک بررسی خواهیم کرد.

• مرحله ۱: ذوب و تولید فولاد خام  

در مرحله تولید فولاد، دو روش مرسوم برای ذوب وجود دارد که شامل استفاده از کوره‌ بلند و کوره‌ قوس الکتریکی است. در کوره بلند، مواد اولیه وارد شده شامل سنگ‌آهن، کُک، آهک و… تبدیل به آهن خام یا همان چدن می‌شوند. چدن تولیدی نیز باید وارد کوره کنورتور ال دی شود تا تصفیه و تبدیل به فولاد مذاب گردد. در حالی که برای تولید فولاد با استفاده از کوره های قوس الکتریکی، از آهن اسفنجی و قراضه آهن به عنوان مواد اولیه استفاده می‌شود. در نهایت، ناخالصی‌ها از فولاد مذاب جدا شده و ترکیب شیمیایی آن کنترل می‌شود تا کیفیت مطلوب برای تولید ورق سیاه، دست یابد.

• مرحله ۲: ریخته‌گری مداوم (Continuous Casting) 

در این مرحله، فولاد مذاب از طریق یک قالب مستطیل شکل به‌صورت مداوم خارج شده و به تختال یا اسلب تبدیل می‌شود. سپس تختال‌ها وارد قسمت خنک‌کاری و برش شده و پس از خنک‌کاری در طول‌ های مشخص برش داده می‌شوند تا برای مرحله بعد، یعنی نورد گرم، آماده شوند.

• مرحله ۳: نورد گرم (Hot Rolling)

نورد گرم یک مرحله بسیار مهم و پیچیده در فرآیند تولید ورق سیاه فولادی است که در دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. در این مرحله، تختال‌ها از بین غلتک‌ های متوالی عبور می‌کنند تا ضخامت آن‌ها به میزان مورد نظر کاهش یابد. دمای بالا در این مرحله نقشی مهمی ایفا می‌کند، چرا که باعث افزایش انعطاف‌پذیری فولاد و سهولت در شکل‌دهی آن می‌شود. علاوه بر این، عملیات نورد گرم موجب بهبود خواص مکانیکی و استحکام ورق نیز می‌گردد. در این مرحله، کنترل دقیق دما، سرعت نورد و نیروی وارد بر غلتک‌ها  تاثیر مستقیم بر کیفیت ورق تولیدی خواهد داشت.

• مرحله ۴: خنک‌کاری و کویل‌پیچی (Cooling & Coiling)

ورق‌ های نورد‌شده، وارد قسمت خنک‌کاری می‌شوند تا طی فرآیند خنک‌کاری تدریجی، تنش‌ های داخلی خود را از دست داده و استحکام بیشتری بدست می‌آورند. این ورق‌ها سپس به‌صورت کلاف‌پیچ– رول (کویل) درآمده و برای حمل‌ونقل و عرضه به بازار بسته‌بندی می‌شوند. 

انواع ورق سیاه و استانداردهای آن  

بطور کلی ورق های سیاه در گرید های مختلف و سایز های متعدد، بسته به نیاز تولید می‌شوند. هر کدام از گرید های تولیدی این ورق، دارای خواص مکانیکی متفاوتی بوده و کاربرد های مختلفی نیز دارند. ورق های سیاه بر اساس ظاهر به انواع مختلف و با توجه به روش ساخت، کاربرد و ترکیب مواد به دو نوع معمولی و صنعتی تقسیم می‌شوند.

• ورق سیاه معمولی

ورق سیاه معمولی دارای استحکامی نسبتاً متوسط است که در گرید های مختلف تولید می‌شود و برای ساخت سازه‌ های سبک مورد استفاده قرار می‌گیرد. مهم‌ترین گرید ورق سیاه معمولی، ST37 است که کاربرد های فراوانی دارد. از استاندارد های تولیدی این ورق می‌توان به BS EN 10025 اشاره کرد که یک شاخص کیفی اروپایی است.

•  ورق سیاه صنعتی

ورق سیاه صنعتی استحکام بالایی داشته و در ساخت سازه‌ های سنگین مانند کشتی و صنایع نفت و گاز کاربرد دارد. گرید های ST52 و ST57 پرکاربردترین گرید های ورق صنعتی بوده و معمولاً بر اساس استاندارد های ASTM ، DIN و ISIRI تولید می‌شوند که به ترتیب آلمانی، آمریکایی و ایرانی هستند.

همچنین ورق سیاه را می‌توان از منظر ظاهری نیز به انواع مختلف زیر تقسیم‌بندی کرد:

•  ورق سیاه رول شده

ورق سیاه رول شده، کویل یا کلاف که با عرض های ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۵۰ و ۲۰۰ سانتی‌متر تولید می‌شود و برای طول آن محدودیتی وجود ندارد. ضخامت این ورق ها نیز بین ۱/۵ الی ۱۵ میلی‌متر متغیر است.

•  ورق سیاه فابریک یا شیت

این ورق بصورت شیت از کارخانه خارج و عرضه می‌شود. ضخامت این ورق از ۱۵ میلی‌متر به بالا بوده و در ابعاد مختلف قابل تولید است؛ اما معمولاً اندازه‌ های ۱۰۰۰ × ۲۰۰۰، ۱۲۵۰ × ۲۵۰۰، ۱۰۰۰ × ۶۰۰۰، ۱۵۰۰ × ۶۰۰۰، ۲۰۰۰ × ۶۰۰۰ و ۲۰۰۰ × ۱۲۰۰۰ بیشترین کاربرد را دارند.

مهم‌ترین تولیدکنندگان ورق سیاه در ایران و جهان  

از مهم‌ترین تولیدکنندگان ورق سیاه در ایران، می‌توان به شرکت های فولاد مبارکه اصفهان، فولاد کاویان اهواز و فولاد اکسین خوزستان( تولیدکننده ورق های سیاه صنعتی) اشاره کرد. این شرکت ها انواع ورق سیاه معمولی و صنعتی را در گرید ها و ابعاد مختلف تولید و به داخل و خارج از کشور عرضه می‌کنند. در سطح جهانی، شرکت‌ هایی مانند ArcelorMittal، Baosteel چین، و شرکت ادغام شده ژاپنی Nippon Steel & Sumitomo Metal از مهم‌ترین تولیدکنندگان ورق سیاه محسوب می‌شوند و سهم بزرگی از بازار فولاد و ورق جهان را در اختیار دارند.  

قیمت ورق سیاه و تاثیر نحوه تولید بر آن 

قیمت ورق سیاه تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند قیمت مواد اولیه، هزینه‌ های تولید و نوسانات بازار فولاد قرار دارد. فرآیند تولید نیز بر قیمت نهایی تأثیرگذار است، زیرا تجهیزات مورد استفاده و روش تولید انواع ورق فولادی متفاوت است. نوسانات قیمت آهن، کک، آهک و سایر مواد اولیه تولید فولاد بر قیمت نهایی ورق سیاه تاثیرگذار است. هزینه های تولید و حمل و نقل نیز تاثیر مستقیم بر قیمت این ورق و سایر محصولات فولادی دارد. اما شاید به توان مهم‌ترین عامل تغییرات قیمت ورق سیاه را نوسانات بازار فولاد دانست. بخش زیادی از این نوسانات، ناشی از ناهماهنگی عرضه و تقاضا یا اتفاقات اقتصادی مهم است. 

قیمت ورق سیاه

برای اطلاع از جدیدترین قیمت ورق سیاه بر اساس نوع، سایز و کارخانه می‌توانید به صفحه قیمت ورق سیاه مراجعه کنید.

نتیجه‌گیری و جمع‌بندی  

فرآیند تولید ورق سیاه یک سیستم بسیار پیچیده و دقیق است که از ترکیب مواد اولیه تا بسته‌بندی محصول نهایی را شامل می‌شود. این فرآیند با انتخاب مواد اولیه بر اساس نوع ورق آغاز شده و پس از گذراندن مراحل ذوب، ریخته‌گری، نورد گرم و خنک‌کاری به محصول نهایی تبدیل می‌گردد. هر یک از این مراحل تأثیر مستقیمی بر کیفیت، ویژگی‌ های مکانیکی و قیمت نهایی ورق سیاه خواهند داشت. برای انتخاب ورق سیاه مناسب و مورد نیاز، باید علاوه بر نوع و قیمت ورق، به تولیدکننده، فرآیند و فناوری های مورد استفاده در آن نیز توجه کرد، زیرا این عوامل قطعاً تاثیرات قابل توجهی بر کیفیت محصول نهایی خواهند گذاشت.

سوالات متداول فرآیند تولید ورق سیاه