سرفصل‌های این مطالب
لزوم استفاده از شمش فولادی
شمش‌های فولادی، فرآورده‌هایی میانی هستند و به صورت مستقیم از طبعیت استخراج نمی‌شوند. برای تولید شمش، سنگ‌آهن مورد نیاز است که باید آن را از معادن استخراج کرد.
پر واضح است که امکان استفاده مستقیم از سنگ آهن وجود نخواهد داشت. پس از خالص‌سازی و انجام فرآیند‌های مختلف که در ادامه بررسی خواهیم کرد، سنگ آهن به شمش فولادی تبدیل شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شمش فولادی چیست؟
در پاسخ به سوال شما مبنی بر شمش فولادی چیست، می‌توان این گونه پاسخ داد که شمش فولادی (به انگلیسی Steel Ingot) قطعه‌ای مستطیلی شکل می‌باشد که در بسیاری از موارد برای تسهیل حمل و نقل و تسهیل خارج نمودن از قالب، با سطح مقطع ذوزنقه‌ای شکل ساخته می‌شود. به طور معمول و در حالت کلی، طول شاخه‌های فولادی بیش از 2 متر نخواهد بود.
پس از آن‌که سنگ آهن به فولاد تبدیل شد، شمش فولادی به صورت جامد و از طریق ریخته‌گری پیوسته به دست می‌آید. این به آن علت است که ساخت شمش، فرآیند میانی نورد فولاد محسوب می‌شود. به عبارت دیگر پس از آن‌که فولاد خام و فلز مذاب در کوره‌های مذاب ساخته شد، شمش‌های فولادی با منجمد شدن مذاب داخل قالب حاصل می‌گردد.
شمش فولاد چگونه تولید می‌شود؟
شمش های فولادی به کمک دو روش کوره القایی و قوس الکتریکی در کارخانه‌ها به تولید می‌رسد که در ادامه نحوه ساخت شمش به هر 2 روش را بررسی خواهیم کرد. در وهله باید یادآور شویم که ماده اولیه برای تولید فولاد، سنگ آهن می‌باشد.
سنگ آهن پس از قرارگیری در کوره‌های مخصوص و طی نمودن مراحل پیش پخت و کلوخه سازی، با کک و آهک ترکیب می‌گردد تا بتوان چدن و آهن را از سنگ آن جدا نمود. پس از آن‌که آهن خام به صورت فولاد مذاب درآمد، جداسازی ناخالصی‌ها انجام خواهد شد. این ناخالصی شامل کربن می‌شود که توسط اکسیژن جداسازی خواهد شد. سپس فولاد مذاب به قسمت‌های ریخته‌گری ارسال می‌شود تا قالب‌گیری شوند. پس از آن به کمک پاشش آب، دما را کاهش می‌دهند و در طول موردنظر برشکاری می‌کنند.
تولید شمش با استفاده از کوره قوس الکتریکی
برای تولید شمش به روش کوره الکتریکی در ابتدا آهن‌های قراضه را به داخل کوره می‌ریزند تا ذوب شود. پس از آن‌که به مرحله ذوب رسید، موادی همچون آهن اسفنجی حاصل از احیای مستقیم گندله ، بنتونیت، آهک و غیره را به آن اضافه می‌نمایند.
سپس دمش اکسیژن و همگن‌سازی انجام گرفته و فولاد مذاب به تولید می‌رسد. پس از این مرحله فولاد مذاب را به درون قالب آب گرد انتقال می‌دهند و با فرآیند خنک‌کاری آن را به شمش فولادی تبدیل می‌نمایند. شمش تولیدی به شکل ذوزنقه‌ای است و طول شاخه آن معمولا از 2 متر تجاوز نمی‌کند.
ظرفیت کوره الکتریکی معمولا مابین 1 کیلوگرم تا 20 تن در تغییر است و شمش باکیفیت‌تری نسبت به روش کوره الکتریکی ارائه می‌دهد. در این روش به علت آن‌که امکان تصفیه مواد وجود ندارد، شمش حاصل شده دارای پراکندگی زیادی از لحاظ آنالیز می‌باشد.
تولید شمش با استفاده از کوره القایی
وجود غلیان در روش کوره القایی سبب وقوع یک مشکل و یک مزیت می‌شود. مزیت آن است که به علت وجود این غلیان، در مواد مذاب مشکل همگنی وجود نخواهد داشت. از طرفی، میزان اکسیژن به علت وجود غلیان نیز بیش‌تر است و منجر به اکسید شدن می‌گردد که بر کیفیت نهایی محصول اثرگذار خواهد بود.
از دیگر معایبی که می‌توان برای این روش نام برد، قدیمی بودن ماشین‌های ریخته‌گری ساخته شده است که سبب افت کیفیت شمش می‌شوند. گوگردزدایی و فسفرزدایی نیز از دیگر مراحل دشوار در این روش به شمار می‌رود و سبب افت کیفیت محصول خواهند شد؛ چراکه این دو عمل در 2 شرایط متفاوت با یک‌دیگر انجام می‌پذیرد.
انواع شمش های فولادی کدامند؟
برای پاسخ کامل‌تر به سوال شما مبنی بر اینکه شمش فولادی چیست، لازم است با انواع شمش نیز آشنا شوید. از انواع مختلف شمش‌های فولادی که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند، شامل موارد زیر می‌شود:
شمشال یا بیلت
بیلت یا شمشال (در اصطلاح علمیCCM ) از تبدیل شمش به طور مستقیم از حالت CCM به نورد گرم به دست می‌آید. طول بیلت نسبت به شمش بیش‌تر است و سطح آن به صورت دایره‌ای و یا مربعی می‌باشد. بیلت مادده اولیه برای ساخت محصولات مختلفی مانند میلگردها یا سیم‌های مفتولی به حساب می‌آیند.
شمشال در دو رده 3Sp و 5Sp تولید می‌گردد. رده اول قیمت بالاتری دارد و برخلاف رده دوم دارای انعطاف‌پذیری خوبی می‌باشد. علاوه بر آن در برابر کشش، پیچش و خمش منعطف عمل می‌کند.
تختال یا اسلب
اسلب، محصول میان خطی و فولاد نیمه تمام به حساب می‌آید که از آن برای تولید بسیاری از محصولات فولادی استفاده می‌کنند. اسلب غالبا از جنس فولاد کربنی و آلیاژهای سیلیسیوم، نیکل، مولبیدن، مس، کروم و آهن به تولید می‌رسد.
بر سطح تختال کدهایی درج شده است که نشان‌دهنده مشخصات مرتبط با اسلب می‌باشد. لازم است سطح تختال بدون ترک، حفره و یا بدون پوسته باشد که از آن می‌توان در ساخت انواع ورق‌های فولادی، لوله، تسمه و غیره استفاده نمود.
استاندارد ساخت تختال
تولید تختال مطابق با استانداردهای زیر انجام می‌گیرد:
| GOST ST 49S/SP | ASTM A615M |
| GOST ST 5S/SP | ASTM A706M |
| S235JR | ASTM A711/A7aam |
| S235J0 | BS 4449 |
| S235J2 | GOST 380 / 89-94 |
| S275JR | GOST ST 3 S/SP |
| S275JR | S275J0 |
| PED 97/23/EC | S275J2 |
| ASME MO QSC 713 | S355JR |
| Germanischer Lloyd | S355J0 |
| Lloyd’s Register | S355J2 |
| As well as some UNS, JIS and CNS standards | ISO 9001 & 14001 – TUV Nord |
| – | BS OHSAS 18001 – TUV Nord |
| – | AD 2000 – Merk blatt W0/TRD 100 – TUV Nord |
بلوم یا شمشه
بلوم یا فابریک (Bloom) با نام شمشه نیز شناخته می‌شود و در واقع همان بیلت است که در اندازه‌های متفاوت ساخته می‌شود. در تعریف دیگر شمشال‌های با عرض بیش‌تر از 15 سانتی‌متر، بلوم نامیده می‌شوند. بلوم یا فابریک برای تولید بسیاری از مقاطع فولادی همچون قوطی، انواع پروفیل باز و بسته و غیره بکار گرفته می‌شود و سطح مقطعی کوچک‌تر از 230 سانتی‌متر دارا است.
شمش فابریک وابسته به برند سازنده، در اندازه‌های مختلفی به تولید می‌رسد. پس از انجماد و سفت شدن، شمش‌ها وارد مرحله خنک سازی شده و به کارخانه‌های فولادی ارسال می‌گردند. نهایتا در کارخانه مقصد مورد نوردکاری قرار گرفته و تغییر شکل می‌دهند.
فرمول محاسبه وزن شمش فولادی چیست؟
برای محاسبه وزن شمش فولادی تنها لازم است طول، عرض و ارتفاع شمش را برحسب متر بدست آوریم و این پارامترها را در یک دیگر ضرب نماییم. چنان‌چه عدد بدست آمده را در وزن مخصوص آهن که عدد 85.7 می‌باشد ضرب کنیم، وزن شمش فولادی برحسب تن بدست خواهد آمد.
استانداردهای شمش فولادی چیست؟
تمامی تولیدکنندگان شمش‌های فولادی از استانداردهای مشخصی پیروی می‌کنند که سبب تولید شمش با خواص فیزیکی و شیمیایی مشابه خواهد شد. این استانداردها شامل موارد زیر می‌شوند:
- شمشه یا بلوم با شکل مربعی، محصول نیمه نهایی که اضلاع مقطع آن بیش‌تر از 120 میلی‌متر باشد.
- بیلت مربعی محصول نیمه نهایی با مقطع مربعی شکل که اضلاع مقطع آن کم‌تر و یا مساوی با 120 میلی‌متر باشد.
- بلوم مستطیلی شکل محصول نیمه نهایی که مساحت مقطع آن بیش‌تر از 214400 میلی‌متر و نسبت پهنا به ضخامت آن مابین 1 تا 2 باشد.
- شمشال مستطیلی محصول نیمه نهایی که مساحت مقطع آن مساوی و یا بیش‌تر از 22500 میلی‌متر و کم‌تر یا مساوی با 214400 میلی‌متر و نسبت پهنا به ضخامت آن مابین 1 تا 2 باشد.
ترکیبات شیمیایی شمش فولادی
شمش‌های فولادی با گریدهای مختلفی مانند 3Sp، 4Sp، 5Sp، St37، St52 و Ck45 تولید می‌شوند که مشخصات و ترکیبات شیمیایی آن‌ها در جدول زیر آورده شده است:
| گرید | c | Si | Mn | P(Max) | S(Max) | Cr(Max) | Ni(Max) | Cu(Max) |
| 3Sp | 0.14 0.22 | 0.15 0.3 | 0.4 0.65 | 0.04 | 0.05 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 5Sp | 0.28 0.37 | 0.15 0.3 | 0.5 0.8 | 0.04 | 0.05 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| St37 | 0.09 0.15 | 0.17 0.35 | 0.35 0.65 | 0.040 | 0.040 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| St52 | 0.17 0.22 | 0.35 0.55 | 1.30 1.60 | 0.040 | 0.040 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
کاربرد شمش فولادی در صنعت چیست؟
شمش فولادی پس از تولید و عبور از مراحل نوردکاری برای تولید انواع مقاطع و محصولات فولادی مانند پروفیل زد، تیرآهن، مفتول‌های فولادی، انواع میلگرد، پروفیل درب و پنجره و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای مشاهده بروزترین قیمت شمش در سایت آهن باکس کلیک کنید
گفتار آخر
شمش فولادی قطعه‌ای مستطیلی شکل و متشکل از سنگ آهن است که برای ساخت بسیاری از مقاطع فولادی همچون پروفیل‌ها، مفتول، میلگرد و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. تولید شمش‌های فولادی به 2 شکل کوره الکتریکی و یا کوره القایی انجام می‌پذیرد و مهم‌ترین محصولات آن شمش یا بیلت، تختال یا اسلب و بلوم یا فابریک هستند.
Source:
* Steel Ingots
* Ingot: What It Means, How It Works, Types
سوالات متداول
انواع شمش فولادی کدام است؟
بیلت، بلوم و تختال از انواع شمش‌های فولادی به شمار می‌روند.
شمش فولادی به انگلیسی چه نامیده می‌شود؟
شمش فولادی به انگلیسی Steel Ingot نام دارد.
شمش بلوم چیست؟
بلوم یا فابریک در واقع همان بیلت است که در اندازه‌های متفاوت ساخته می‌شود.
