ورق فولادی چیست؟ + انواع ورق فولادی و روش تولید

 

اگر به اطراف خود نگاه کنید ردپای ورق‌های فولادی را در چیزهایی که روزمره با آنها سروکار داریم مثل یخچال، اجاق گاز، اتومبیل‌ و چیزهای دیگر پیدا می‌کنید. البته ورق‌های فلزی در پروژه‌های بزرگ عمرانی نظیر سازه‌های عظیم شهری و پل‌ها هم کاربرد دارند. اما ورق فولادی چیست؟ این محصولات منحصربه‌فرد در ضخامت‌های مختلف با ویژگی‌های متفاوتی تولید می‌شوند و هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. این ورق‌ها با ظاهر نسبتا ساده‌ای که دارند به یکی از پرکاربردترین محصولات فلزی تبدیل شده‌اند.

 

ورق فولادی چیست؟

انواع ورق فولادی که به شکل ورقه‌های نازک و تخت از فولاد کربنی یا آلیاژی تولید می‌شوند، یکی از پرکاربردترین محصولات فلزی است و بسته به روش تولید و ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربردهای مختلفی دارند.

ورق‌های فولادی معمولا از فولاد ساده کربنی، فولاد کم‌آلیاژ یا فولاد ضدزنگ به روش نورد گرم (Hot Rolled) یا نورد سرد (Cold Rolled) تولید می‌شوند و ضخامت آن بین 0.5 تا چند میلی‌متر متغیر است.

آنها از فلزات زیر ساخته می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاصی به ورق‌ها می‌دهد:

·         فولاد کربنی

·         فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل

·         آلومینیوم

·         مس

·         برنج (آلیاژ مس و روی)

·         فلزات و آلیاژهای مقاوم به دما یا خوردگی مثل تیتانیوم

 

انواع ورق فلزی

ورق‌های فلزی 8 نوع عمده دارند. در ادامه بررسی می‌کنیم که ویژگی‌های هر ورق فولادی چیست و چطور است.

1.      ورق فولاد کربنی معمولی (Carbon Steel Sheets / Mild Steel)

این ورق‌ها بین 0.05 تا 0.025 درصد کربن دارند به همین دلیل دارای شکل‌پذیری، چکش‌خواری، قابلیت فرم‌دهی و شکل‌دهی مناسبی هستند و به‌راحتی جوشکاری و ماشینکاری می‌شوند. همچنین به دلیل استحکام کششی آنها که تا 350 مگاپاسکال هم می‌رسد، برای مصارف عمومی مناسب هستند.

از نظر وزنی نیز وزن آن حدود 7.85 گرم بر سانتی‌متر مکعب است که وزن مناسبی است. علاوه بر آن به دلیل اینکه به‌سادگی و با مواد ارزان تولید می‌شوند قیمت مناسبی دارند و مناسب پروژه‌هایی هستند که بودجه محدودی دارند.

2.      ورق گالوانیزه (Galvanized Steel)

ورق گالوانیزه که ظاهری براق و صاف دارد همان ورق فولادی است که لایه‌ای از فلز روی (Zn) آن را پوشانده است. به همین دلیل در برابر رطوبت، باران اسیدی و نمک مقاومت زیادی دارد و عمر آن طولانی‌تر است. همچنین در برابر سایش نیز مقاوم زیادی دارد و فلز روی مثل یک عایق حرارتی عمل کرده و مقاومت ورق را در برابر آتش‌سوزی بیشتر می‌کند. همچنین قابلیت شکل‌دهی و جوشکاری خوبی دارد که باعث شده برای ساخت قطعات پیچیده مناسب باشد. از نظر اقتصادی نیز قیمت مقرون‌به‌صرفه‌ای دارند.

3.      ورق فولاد سرد (Cold Rolled Steel Sheets)

این ورق که در بازار ایران با نام ورق روغنی شناخته می‌شود، دارای استحکام، سختی بالا، قابلیت شکل‌پذیری و جوشکاری و نیز مقاومت در برابر خوردگی است. به این ترتیب این ورق‌ها برای کاربردهایی با مقاومت بالا و محیط‌های خورنده مناسب هستند.

ورق‌های نورد سرد سطح صاف و براقی دارند. همچنین دقت ابعادی آنها بالاست و می‌توان ورق‌هایی با دقت بالا تولید کرد.

4.      ورق فولاد گرم (Hot Rolled Steel Sheets)

این ورق‌ها که بانام ورق سیاه هم شناخته می‌شوند سطحی خشن و مات دارند. قابلیت شکل‌پذیری زیاد آنها سبب شده که به‌راحتی خم‌کاری یا جوشکاری ‌شوند. از طرفی فولاد نورد گرم استحکام و چقرمگی خوبی دارد و برای تحمل بارهای سنگین مناسب است. چون فرآیند ساخت آنها از نورد سرد، ساده‌تر و سریع‌تر است یک گزینه اقتصادی برای صنایع مختلف هستند. نکته مهم این است که قیمت ورق سیاه نسبت به سایر ورق‌ها پایین‌تر است و این باعث کاربرد بیشتر آن شده است.

5.      ورق فولاد آلیاژی (Alloy Steel Sheets)

این ورق‌ها از اضافه کردن آلیاژهایی مثل کروم، نیکل، منگنز و سیلسیوم به آهن و کربن ساخته می‌شوند. سختی و مقاومت خوبی در برابر سایش، خوردگی و دماهای بالا دارند پس برای شرایط سخت مناسب‌اند. همچنین چقرمگی و شکل‌پذیری آنها خوب است و بسته به آلیاژی که در آنها به کار رفته، ممکن است مقاومت زیادی در برابر سایش یا شوک حرارتی داشته باشند.

6.      ورق فولاد ضد زنگ (Steel Sheets Stainless)

این ورق‌های صاف و براق حداقل 10.5 درصد کروم دارند که باعث مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی، دما و سایش شده است. همچنین قابلیت شکل‌دهی و جوشکاری مناسبی دارند و برای ساخت قطعات پیچیده عالی هستند و در نماهای ساختمانی، دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی نیز استفاده می‌شوند.

7.      ورق فولاد مقاوم به سایش (Wear-Resistant Steel Sheets)

این ورق‌ها همانطور که از نامشان پیداست سختی بالایی در برابر سایش و فرسایش دارند و ضربه و فشار را به‌راحتی تحمل می‌کنند. از این جهت برای کارهای صنعتی مناسب هستند. همچنین چقرمگی و استحکام بالایی دارد که آن را در برابر بارهای مکانیکی و ضربه مقاوم کرده است. این ورق‌ها جوش‌پذیری و قابلیت ماشین‌کاری خوبی دارند پس در فرآیندهای تولیدی و ساخت قطعات پیچیده استفاده می‌شوند.

8.      ورق فولد HSLA (High-Strength Low-Alloy Steel)

ورق فولاد کم‌آلیاژ با استحکام بالا، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. استحکام آنها نسبت به فولاد کربنی تا 50 درصد بیشتر است و در عین حال وزن کمی دارد. اگر دارای مس، کروم و نیکل باشد مقاومت مناسبی در برابر خوردگی جوی و اتمسفر دارد.

این ورق‌ها دارای جوش‌پذیری و شکل‌پذیری مناسبی هستند و در مقابل خستگی و ضربه مقاومت خوبی دارند.

کاربرد ورق فولادی

ورق‌های فولادی مختلف به شیوه‌های متفاوتی تولید می‌شوند و به همین دلیل است که قابلیت‌های متفاوتی دارند.

·         صنعت ساخت‌و‌ساز برای تولید تیرآهن، ستون، پل، سوله‌ و غیره

·         صنعت خودروسازی برای تولید اجزای خودرو مثل شاسی، بدنه، سیستم تعلیق و غیره

·         صنایع نفت، گاز و پتروشیمی برای ساخت لوله‌های  انتقال نفت و گاز، مخازن ذخیره‌سازی، تانکر، شیرلات و غیره

·         صنعت حمل‌و‌نقل و ریلی برای ساخت ریل‌های راه‌آهن، واگن‌ها، اتوبوس‌ها، کامیون‌ها و غیره

·         در صنایع سنگین و ماشین‌آلات برای ساخت دیگ‌های بخار، مخازن صنعتی، تجهیزات کشاورزی و سیر قطعات صنعتی

·         صنایع دریایی در ساخت بدنه کشتی، تانکرهای دریایی، اسکله و سایر تجهایزات

·         لوازم خانگی و تجهایزات عمومی برای ساخت بدنه یخچال، لباسشویی، تجهیزات تهویه

روش تولید ورق فولادی

به طور کلی، تولید ورق فولادی یک رویه ثابت دارد اما در تولید هریک از انواع ورق فولادی، جزییات کوچکی وجود دارد که به آنها تفاوت می‌بخشد.

 

اولین مرحله در تولید ورق فولادی چیست؟ همه‌چیز از معادن سنگ آهن شروع می‌شود. سنگ آهن ناخالصی‌هایی مثل فسفر و سیلیس دارد که باید از آن جدا شوند تا تبدیل به گندله آهن شود.

سپس این گندله‌ها وارد کوره احیا می‌شوند تا پس از واکنش دادن با گازهای احیاکننده، آهن اسفنجی که ساختاری متخلخل دارد تولید شود.

حالا وقت ذوب کردن است. آهن اسفنجی وارد کوره ذوب می‌شود تا فولاد مذاب ساخته شود. سپس فولاد را در قالب‌هایی می‌ریزند تا تختال فولادی تولید ‌شود. این تختال‌ها ماده اولیه ورق فولادی هستند.

مرحله بعدی نورد گرم است که در آن، تختال‌ها در دمای حدود 1200 درجه گرم شده و از بین غلتک‌هایی عبور می‌کنند تا ضخامتشان بین 1 تا 7 میلی‌متر شود.

در صورت نیاز و با توجه به کاربرد ورق فولادی، مرحله نورد سرد نیز اجرا می‌شود تا ورق‌هایی با ضخامت کمتر و سطح صاف‌تر تولید شود. در این مرحله بدون اعمال حرارت زیاد، فولاد از بین غلطک‌ها عبور می‌کند تا ضخامتش کمتر شود.

در نهایت به مرحله اسیدشویی، آنیل، پوشش‌دهی و برش می‌رسیم که مرحله نهایی تولید ورق فولادی است.

 

جمع بندی

ورق فولادی حاصل ذوب شدن سنگ آهن و فرآیند نورد گرم و سرد است. با تغییر جزییات این فرآیند، ورق‌های فولادی مختلف تولید می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارد و برای کاربردهای مشخصی استفاده می‌شوند. به طور کلی کاربرد ورق فولادی در صنایع مختلف چشمگیر و یکی از پرکاربردترین محصولات فلزی است.

 

 

 

سوالات متداول

 

1.  چند نوع ورق فولادی داریم؟

در مجموع 8 نوع ورق فولادی تولید می‌شود که ویژگی‌های مشترک و اختصاصی زیادی دارند که باعث کاربردهای متفاوت آنها شده است.

2-    آیا قیمت ورق فولادی با توجه به نوع آن تغییر می‌کند؟

بله ورق‌های فولادی قیمت یکسانی ندارند و با توجه به ویژگی‌هایی که دارند قیمت‌های آنها متفاوت است.

3-   ورق نورد گرم بهتر است یا نورد سرد؟

ورق‌های نورد سرد ضخامت کمتری دارند ولی ورق‌های نورد گرم ضخیم‌تر هستند، به همین دلیل کاربردهای متفاوتی دارند. نمی‌توان گفت کدام بهتر است.