این پلیت های فولادی به دلیل مزایای فراوان خود از جمله استحکام بالا و کیفیت مناسبی که دارند، در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین به عنوان ورق پایه جهت تولید بسیاری از شیت های فولادی دیگر مانند ورق گالوانیزه و رنگی به کار گرفته می‌شوند. فرایند نورد گرم به علت دما و فشار بالا، بسیاری از ویژگی های پلیت های تولیدی با این شیوه را تغییر داده و باعث ایجاد مزایای زیادی می‌شود. جهت ساخت ورق‌های فولادی سیاه نیاز به طی شدن مراحل متعددی است که از فرآوری سنگ آهن آغاز و تا نورد و شکل‌دهی در کارخانه ادامه پیدا می‌کند. این فرایند در ادامه شرح داده شده است.
مراحل تولید ورق سیاه
برای ساخت شیت های نورد گرم یا سیاه، معمولا از شمش های فولادی با عنوان تختال یا اسلب استفاده می‌شود. این شمش ها تحت حرارت بالا ذوب شده و با فشاری که روی آن ها قرار می‌گیرد، به ورق تبدیل می‌شوند. اگر چه برای تولید شمش های فولادی هم مراحل جداگانه ای وجود دارد.
- فراوری سنگ آهن
- احیای سنگ آهن
- ذوب سنگ آهن با کوره های قوس
- تولید اسلب فولادی
- پیش گرم سازی اسلب
- پوسته زدایی
- نورد اولیه یا نورد خشن
- نورد نهایی
- مرحلۀ خنک کاری
- بسته بندی و کلاف پیچی
هر یک از مراحل بالا در ادامه توضیح داده شده است.
- فرآوری سنگ آهن
اولین گام برای تولید پلیت های نورد گرم، تهیه مواد اولیه آن ها است. این مواد اولیه از زمین استخراج می‌شود و در دل سنگ ها نهفته شدها است. جهت این امر، ابتدا باید سنگ آهن از معادن مربوطه استخراج و فرآوری گردد. سنگ آهن ترکیبی از اکسید آهن و ناخالصی های متعددی همچون سولفور، سیلیس و فسفوری است. در همین راستا، سنگ آهن پس از استخراج به کارخانه های فولادی منتقل گردیده و در اولین مرحله، فرآوری و خالص سازی می‌شود. بعد از این که سنگ آهن خرد شده و ناخالصی های آن جدا گردید، به گندله تبدیل شده و با حرارت پخته می‌شود. با توجه به اینکه سنگ آهن مادۀ اولیه تولید فولاد و صفحات فولادی است، قیمت ورق سیاه به قیمت سنگ آهن وابسته است.
- احیای سنگ آهن
مرحله بعدی تولید مواد اولیه ورق سیاه، احیای سنگ آهن است. پس از این که خالص سازی با درصد مد نظر انجام گرفته و گندله ایجاد شد، باید از طریق فرایند احیا، اکسید آهن هم به آهن تبدیل شود. رایج ترین شیوه های موجود برای احیای سنگ آهن، استفاده از کوره بلند و احیای مستقیم می‌باشد. در کشور ما، تنها واحد ذوب آهن اصفهان از ۳ کوره بلند استفاده می‌کند و مابقی سازندگان فولادی از روش احیای مستقیم جهت این امر بهره می‌برند. خروجی روش احیا آهن اسفنجی بوده که به دلیل تخلخل بالا این گونه نام گذاری شده است.
- ذوب با کمک کوره های قوس الکتریکی
در ادامه فرایند، آهن اسفنجی و حتی گاهی مواقع قراضه فولاد به عنوان شارژ کوره های قوس الکتریکی، آماده ذوب شدن خواهند شد. روش رایج تولید حرارت در این کوره ها، قوس الکتریکی ناشی از جریان الکتریکی وارد شده به الکترودها است. دما قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترودها و الکترود کف بسیار بالا بوده و چیزی حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد می‌باشد. در واقع، کوره های قوس الکتریکی نرخ انتقال حرارت بسیار بالایی داشته و امکان ذوب چند صد تن شارژ را طی چند ساعت فراهم می‌کنند. بعد از تشکیل آهن مذاب، با چند مرحله دمش اکسیژن و سرباره گیری، ناخالصی‌ها جدا و میزان کربن کنترل می‌شود. در نهایت به واحد ریخته‌گری هدایت خواهد شد.
- تولید شمش تختال یا اسلب
رایج ترین شیوه ساخت پلیت های فولادی نورد گرم یا همان ورق سیاه، استفاده از شمش های تختال است که در اصطلاح اسلب نامیده می‌شود. بعد از اینکه آهن اسفنجی در مرحله قبل کاملا ذوب شد، آن را در پاتیل های مخصوص ریخته و مجددا تحت عملیات حرارتی قرار خواهند داد. نمونه گیری ها و آزمایشات لازم در این مرحله به سرعت انجام گرفته و در صورت تایید نتایج، این مواد مذاب را درون قالب های مخصوص می ریزند. سپس جریانی از آب به آرامی آهن را سرد کرده و شمش فولادی ایجاد خواهد شد. بیلت، بلوم و تختال متداول ترین انواع شمش های فولادی به حساب می‌آیند. اما جهت تولید ورق‌های فولادی، از شمش تختال یا همان اسلب استفاده می‌شود. زیرا اسلب شکلی تخت و مسطح داشته و فرایند نوردکاری، کاستن از ضخامت و تبدیل آن به ورق، راحت تر صورت می‌گیرد.
- پیش گرم سازی تختال ها
اسلب هایی که در واحدهای ریخته گری تولید شده اند، پس از انتقال به واحدهای تولید پلیت های فولادی، ابتدا باید وارد کوره های پیش گرم شوند. این کوره ها دمای تختال را به ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد می‌رساند تا عناصری آلیاژی حل شده و عیوب ساختاری حاصل از ریخته گری حذف شوند.
- پوسته زدایی
با افزایش دمای شمش در کوره های پیش گرم، پوسته هایی بر روی سطح آن ها ایجاد می‌شود. زدودن آلودگی ها در تمامی مراحل ساخت محصولات فولادی اهمیت دارد. از این رو، شمش های تختال به عنوان ماده اولیه ورق سیاه هم باید به خوبی پاک سازی شده تا ورق نهایی با کیفیت مطلوبی تولید شود. جهت پوسته زدایی پس از مرحله پیش گرم، می‌توان از فشار آب استفاده کرد. همچنین گاهی اوقات از مخلوط های شیمیایی برای تمیزکاری تختال استفاده می‌شود.
- نورد اولیه یا نورد خشن
بعد از فرایند پوسته زدایی، اسلب ها وارد اولین مرحله نورد یعنی نورد خشن خواهند شد. در این بخش، ضخامت شمش فولادی با عبور از میان غلتک هایی بزرگ کم و کمتر خواهد شد. پس از چندین مرحله نورد، ضخامت شمش تا ۷۵ درصد کاهش پیدا می‌کند. البته دقت داشته باشید که کاهش ضخامت با افزایش عرض ورق همراه خواهد بود که آن هم توسط غلتک های عمودی کنترل می‌شود.
- نورد نهایی
پس از اینکه ضخامت شمش ها در مرحله نورد خشن کاهش پیدا می‌کند، وارد خط نورد نهایی شده تا به ورق سیاه تبدیل شود. این خط معمولا شامل ۵ تا ۷ قفسه نورد بوده و فرایندی مشابه با نورد خشن را انجام می‌دهند. با عبور ورق از میان غلتک های خط نورد نهایی، به ضخامت مد نظر خواهد رسید. در این مرحله، ضخامت و دما به صورت مرتب کنترل می‌شوند.
- خنک کاری، آخرین مرحله در روند ساخت ورق سیاه
اسلب ها که با عبور از خطوط نورد خشن و نهایی اکنون به ورق‌هایی با ضخامت مشخص تبدیل شده اند، باید خنک گردیده و آماده بسته بندی شوند. جهت این امر، بعد از اینکه پلیت ها از خط نورد نهایی خارج می‌شوند، تحت شرایط کنترل شده، خنک خواهند شد. در این مرحله، دمای ورق های تولید شده، تا حدود ۵۸۰ درجه سانتی گراد کاهش یافته و به دمای مناسب برای بسته بندی می‌رسد.
- بسته بندی و کلاف پیچ
بعد از اینکه خنک کاری انجام می‌شود، ورق در مرحله کلاف پیچ به صورت کلاف درآمده و دمای آن مجددا کاهش می‌یابد. مدتی پس از بسته بندی و کاهش دما، امکان بارگیری این ورق ها فراهم می‌شود. در ادامه هم بسته به سفارش مشتری، امکان برش این ورق‌های رول شده در ابعاد دلخواه از طریق واحدهای مربوطه وجود خواهد داشت. کارخانه های مختلفی در تولید این محصول فعالیت دارند و شرکت های متعددی نیز فروش محصولات این کارخانه ها را بر عهده دارند. فولاد مبارکه، کاویان اهواز و اکسین اهواز، از جمله این کارخانه ها هستند. شرکت آنلاین سازه شرکتی فعال در زمینه فروش محصولات این کارخانه هاست. این شرکت، قیمت ورق سیاه کارخانه‌های مذکور را در جداولی لیست کرده و با بروزرسانی قیمت ها، شما را در خریدی با کیفیت یاری می‌کند.
