نورد سرد ورق آهن چیست؟ صفر تا ۱۰۰

در دنیای فلزات، اصطلاحات زیادی وجود دارد که برای تازه‌واردها کمی گیج‌کننده باشند. یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین این اصطلاحات، «نورد سرد» است؛ مفهومی که شناخت آن برای فعالیت و موفقیت در این صنعت، ضروری است. به طور کلی، ورق‌های فولادی به دو روش نورد گرم و نورد سرد تولید می‌شوند. ورق‌هایی که با فرآیند نورد سرد ساخته می‌شوند، با نام «ورق سرد» نیز شناخته می‌شوند و به دلیل ویژگی‌های شیمیایی و مکانیکی خاص، ظرافت و دقت بالاتری نسبت به ورق‌های نورد گرم دارند. اگر شما هم می‌خواهید با کاربردها و مزایای این ورق‌ها بیشتر آشنا شوید، تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

آیا می دانید نورد سرد چیست؟

نورد سرد یکی از انواع نورد بوده که طی آن، ضخامت فلز در دمای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد و با استفاده از غلتک کاهش می‌یابد. هدف از انجام فرآیند نورد سرد، تولید ورق فولادی نازک با کیفیت و ظاهر عالی است. در این فرآیند، فلز فشرده می‌شود و دانه‌ها جهت گرفته و ریز می‌شوند؛ در نتیجه میزان استحکام و سختی فولاد افزایش می‌یابد.

از طریق نورد سرد می‌توان محصولاتی مانند تسمه فولادی، میلگرد و ورق فولادی تولید کرد. برای تولید فولاد نورد سرد شده، ابتدا فلز تحت نورد گرم قرار می‌گیرد تا از ضخامت آن کاسته شود. سپس وارد مرحله نورد سرد می‌شود تا سطح آن کشیده شود.

کشیده شدن سطح ورق باعث کاهش ضخامت آن می‌شود و در نتیجه یک ورق نازک به ما تحویل خواهد داد. بنابراین محصولات تولید شده از فرآیند نورد سرد در مقایسه با نورد گرم، نازک‌تر بوده اما از استحکام بالایی برخوردار هستند.

انواع ورق نورد سرد بر اساس کاربرد

ورق‌های سرد در اندازه‌ها و ابعاد مختلفی وجود دارند که هر یک از آن‌ها کاربرد متفاوتی دارد. در این بخش به انواع ورق سرد موجود در بازار اشاره می‌کنیم:

ورق روغنی پرکاربرد ترین ورق با نورد سرد

آیا می دانید که ورق روغنی را می‌توان یکی از پرکاربردترین انواع ورق سرد دانست؟ زیرا این محصول دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است. در بازار فولاد، ورق روغنی با نام ورق سرد شناخته می‌شود؛ چرا که دارای سطح صیقلی و براق است. ورق‌های روغنی شکل‌پذیری بهتری دارند و در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند. این محصول به صورت رول یا کلاف در بازار موجود است.

ورق گالوانیزه

ورق گالوانیزه، یکی دیگه از انواع ورق سرد است. پایه این ورق‌ها، ورق روغنی بوده و پوشش گالوانیزه بر روی آن‌ها قرار می‌گیرد. در واقع، گالوانیزه پوششی است که از خوردگی ورق جلوگیری می‌کند. این نوع ورق به دلیل ظاهر مناسب و مقاومت بالا در برابر خوردگی، بهترین گزینه برای به کارگیری در لوازم خانگی، مبلمان، کشتی، خودروها و ساختمان‌ها شناخته می‌شود.

ورق رنگی

ورق رنگی نیز در دسته انواع ورق سرد قرار می‌گیرد که در رنگ‌های مختلف موجود است. در واقع، ورق‌های رنگی را از جنس فولاد ضد زنگ با روکش تیتانیوم تولید می‌کنند. این ورق‌ها دارای رنگ‌های تیره و روشن زیادی است و رنگ هریک بر اساس کاربرد انتخاب می‌شود. از ورق رنگی در نمای خارجی ساختمان‌ها، یخچال‌سازی و پوشش سقف شیروانی‌ها استفاده می‌کنند.

ورق قلع اندود

یکی دیگر از ورق‌های سرد، ورق قلع اندود نام دارد. دو طرف این محصول از لایه قلع پوشیده شده و مقاومت بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهد. قلع اندود کردن جزو قدیمی‌ترین روش‌ها برای افزایش استحکام ورق فولادی است. ورق قلع اندود به دلیل کیفیت بالا، حفظ انرژی، هزینه تولید کمتر، چرخه پردازش کوتاه‌تر، کاهش مشکلات زیست محیطی و حذف خطرات تولید، کاربرد زیادی پیدا کرده است.

این ورق‌ها در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان‌سازی، ساخت لوازم خانگی و تولید قوطی‌های نوشیدنی کاربرد دارند. ورق قلع اندود به میزان زیادی در صنعت ساختمان‌سازی و به عنوان نمای خارجی و مصالح بیرونی به کار می‌رود.

انواع ورق سرد بر اساس آلیاژ

در ساخت ورق‌های فولادی از عناصر فلزی خاصی استفاده می‌شود؛ با توجه به اینکه انواع آهن آلات یا فولاد به تنهایی معایب زیادی دارند، به عنوان مثال دارای قابلیت جوش‌پذیری نامناسب و مقاومت پایین در برابر خوردگی است. کارخانه های تولید کننده ورق معمولا برای برطرف کردن این مشکلات، عناصر شیمیایی دیگری مانند گوگرد، کربن، فسفر، منگنز، کروم و سیلیسیم را به فولاد یا آهن اضافه می‌کنند تا محصولی با معایب کمتر و ویژگی‌های مثبت بیشتر تولید کنند.

در ادامه به بررسی انواع ورق سرد بر اساس آلیاژ می‌پردازیم:

ورق سرد آلیاژ ST13

ورق ST13 یکی از انواع ورق‌های سرد است که با قابلیت کششی معمولی خود شناخته می‌شود. در این نوع ورق، به میزان کمتری از متریال فلزی استفاده شده و تحمل بار بیشتری دارد. در ساخت ورق ST13 از عناصر فلزی کربن، گوگرد، فسفر و سیلیسیم استفاده می‌شود.

ورق سرد آلیاژ ST14

ورق ST14 با قابلیت فوق کششی به بازار عرضه می‌شود. این نوع ورق در میان سایر انواع ورق سرد از قابلیت کششی بیشتری برخوردار است. ورق ST14 کاربرد تخصصی و زیادی در صنایع مختلف دارد؛ به عنوان مثال از آن در تولید فیلتر اتومبیل استفاده می‌شود.

مزایای ورق آهن با نورد سرد

آیا می دانستید در همه فرآیندهای تولید محصولات فولادی نیازی به گرما و حرارت دادن نیست! برای مثال می‌توان به نورد سرد اشاره نمود. به طور مثال، نورد سرد ورق آهن را می توان در دمای محیط انجام داد. البته برای ساخت ورق فولادی با استفاده از این روش به فشار بیشتری نیاز است. از آنجایی که در روش نورد سرد، دستکاری کمتری بر روی فولاد انجام می‌شود، محصول به دست آمده مزایای زیادی مانند سختی و استحکام بالا داشته و عاری از هرگونه پوسته و اکسید است. به طور کلی مزایای نورد سرد ورق عبارتند از:

استحکام بالای ورق

فولاد به دست آمده از نورد سرد نسبت به فولاد نورد گرم، از استحکام بالاتری برخوردار است. در این روش از غلتک‌ها برای فشرده‌سازی ورق آهن فولادی در دمای محیط استفاده می‌شود؛ به همین دلیل محصول به دست آمده سخت‌تر و مستحکم‌تر است. استحکام رول های ورق نورد سرد حدود ۲۰ درصد بیشتر از نورد گرم است، البته استثنائاتی نیز وجود دارد.

تحمل سختی بیشتر

در دنیای آهن‌آلات اصطلاحی با نام تلرانس وجود دارد که منظور آن ضخامت کلی فلز است. به طور کلی، ورق های نورد سرد از فولاد نورد گرم نازک‌تر است. این روش ضخامت فلز را بدون تغییر مقاومت تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهد؛ در نتیجه، نورد سرد تلورانس سخت‌تری ارائه می‌دهد.

سطح بهبود یافته ورق نورد سرد

سطح یا روکش فولاد نورد سرد نیز بهتر از نورد گرم است. این نوع فولاد دارای سطح صاف‌تر بوده و عیوب کمتری دارد. این مزیت نه تنها زیبایی فولاد را دوچندان می‌کند؛ بلکه آن را به ماده‌ای مناسب برای ساخت محصولات خاص مانند پل تبدیل خواهد کرد.

دقت در ابعاد و پرداخت سطح

با استفاده از فرآیند نورد سرد، می‌توان ضخامت و ابعاد نوارها یا ورق‌های فلزی را با دقت بیشتری کنترل کرد. این روش باعث یکنواختی و صافی بیشتر شده و دقت ابعادی را بالا می‌برد. علاوه بر این، نورد سرد با ایجاد سطحی صاف و صیقلی، نیاز به انجام عملیات سطحی را کاهش خواهد داد.

بهبود خواص مکانیکی

نورد سرد باعث بهبود خواص مکانیکی فلزات می‌شود. این فرآیند، پالایش دانه را به همراه داشته و منجر به افزایش سختی و استحکام مواد می‌شود. فلزات نورد سرد، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و سایش از خود نشان می‌دهند.

مراحل نورد سرد

در ادامه مراحل نورد سرد را به صورت گام به گام بررسی می‌کنیم:

خطوط اسید شویی

در مرحله اسید شویی، از اسید کلریدریک برای پاک کردن پوسته‌های اکسیدی از سطح ورق فولادی استفاده می‌شود.

واحد تاندم میل

پس از حذف پوسته‌های اکسیدی از سطح ورق، نوبت به کاهش ضخامت آن در دمای محیط می‌رسد. برای این منظور، ورق فولادی به واحد تاندم میل منتقل می‌شود. در این مرحله برای کاهش ضخامت ورق از آب و روغن استفاده می‌شود تا اصطکاک بین غلتک‌ها بالا رود. در واحد تاندم میل، پنج قفسه چهار غلتکی به کار می‌روند تا به وسیله فشار و کشش زیاد، کاهش ضخامت را به بهترین شکل انجام دهند. در انتهای این مرحله نیز ورق وارد دستگاه کلاف پیچ می‌شود تا به صورت کلاف درآید.

واحد نورد دو قفسه‌ای

واحد نورد دو قفسه‌ای نیز وظیفه‌ای مانند واحد تاندم میل دارد و باعث کاهش ضخامت کلاف خواهد شد. دستگاه کلاف بازکن، کلاف را باز می‌کند و ورق را از دو قفسه چهار غلتکی رد می‌کند تا ضخامت آن را کاهش دهد. در نهایت نیز محصول تبدیل به کلاف شده و وارد مرحله بعد می‌شود.

آنیلینگ یا بازپخت

ورق فولادی پس از پشت سر گذاشتن مراحل قبلی، سختی زیادی پیدا می‌کند و باید پیش از مصرف برای بازپخت یا آنیلینگ آن اقدام شود. در این مرحله، تنش‌های داخلی و ناهمگونی ساختار کریستالی کاهش می‌یابد و سطح ورق از طریق حرارت مجدد نرم می‌شود. فرآیند آنیلینگ باعث شکل‌پذیری و انعطاف‌پذیری بیشتر ورق خواهد شد.

واحد شستشوی الکترولیتی

در این واحد، آلودگی‌ها، چربی، ذرات غیرآهنی و پودر آهن از سطح کلاف حذف می‌شوند. برای انجام این کار، محصول را درون یک محلول قلیایی قرار داده و به صورت الکترولیتی شستشو می‌دهند.

واحد تمپر میل

واحد تمپر میل از دو قفسه چهار غلتکی تشکیل شده که وظیفه آن رساندن سطح ورق به سختی مورد نظر است. همچنین در این مرحله، موج‌های موجود در ورق حذف می‌شوند و محصولی صاف و یکدست ایجاد خواهد شد.

واحد قلع اندود

در واحد قلع اندود، نه تنها ضخامت کلاف کاهش می‌یابد؛ بلکه سطح ظاهری آن نیز بهبود خواهد یافت.

واحد نورد پوسته‌ای یا اسکین پاس

ورق‌های فولادی برای موج‌گیری، ایجاد سطح صاف، لعاب‌کاری و رنگ‌آمیزی وارد مرحله اسکین پاس یا نورد پوسته‌ای می‌شوند.

کارگاه غلتک

محصول نهایی وارد کارگاه غلتک می‌شود و در این مرحله می‌توان آن را به دو شکل ورق یا کلاف درآورد. در واقع کارگاه غلتک وظیفه برش محصول بر اساس نیاز مشتری را به عهده دارد.

کاربرد نورد سرد ورق

یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌هایی که نورد سرد و گرم دارند، در دمای عملیات و خواص محصول است. به گونه‌ای که در روش نورد گرم، فلز در معرض دمای بالا قرار می‌گیرد تا بتوان آن را به شکل دلخواه درآورد، اما فرآیند نورد سرد در دمای محیط انجام می‌شود و همین موضوع باعث افزایش مزایای آن شده است. از این رو محصولات به دست آمده از فرآیند نورد سرد، کاربرد زیادی پیدا کرده‌اند. در ادامه به کاربرد نورد سرد ورق در صنایع مختلف اشاره می‌کنیم:

استفاده از ورق سرد در صنعت خودروسازی

از فولاد نورد سرد به میزان زیادی در صنعت خودروسازی و به خصوص برای تولید قطعات ساختاری، اجزای شاسی، پانل‌های بدنه، سیستم اگزوز و قطعات موتوری مانند میل‌ بادامک و میل ‌لنگ استفاده می‌شود. در نتیجه این فرآیند، محصولاتی سبک، با استحکام بالا و ابعاد دقیق تولید می‌شود که باعث افزایش ایمنی و بهبود راندمان سوخت خواهند شد.

ساخت‌وساز

از محصولات تولید شده از نورد سرد مانند مقاطع، صفحات و ورق‌ها می‌توان در پروژه‌های ساخت‌وساز نیز استفاده کرد. این مواد به دلیل استحکام و پرداخت عالی، وزن کم، سطح صاف، مقاومت مکانیکی مناسب و ظاهر زیبا در ساخت روکش، سقف، دکوراسیون داخلی، نمای بیرونی، اجزای تزئینی، اسکلت فلزی و عناصر سازه‌ای به کار می‌روند و نیازهای صنعت ساختمان‌سازی را فراهم می‌کنند.

هوافضا و دفاع

وجود موادی با دقت ابعادی بالا، وزن سبک و استحکام زیاد در صنایع دفاعی و هوافضا الزامی است. از آلیاژهای نورد سرد مانند تیتانیوم و آلومینیوم در ساخت تجهیزات دفاعی، قطعات موشک و قطعات هواپیما استفاده می‌شود.

لوازم خانگی

فولاد نورد سرد به دلیل ویژگی‌هایی مانند پرداخت سطحی مناسب، شکل‌پذیری و دوام بالا، در تولید انواع لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، یخچال، قهوه‌ساز، توستر، همزن و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی بسیاری از لوازم کوچک و بزرگ منزل، فرآیند نورد سرد را پشت سر گذاشته‌اند.

مبلمان‌سازی

در ساخت مبلمان فلزی از جمله قفسه، فایل کشویی و میز اداری باید از ورق فولاد نورد سرد استفاده شود. فولاد به دست آمده از این روش، دارای استحکام و دوام بالا و ظاهری براق است؛ به همین دلیل در مبلمان‌سازی توجه ویژه‌ای به آن شده است.

تجهیزات الکترونیک

فلزات نورد سرد ویژگی‌هایی مانند کیفیت بالا، دقت ابعادی و رسانایی مطلوب دارند. به همین دلیل از آن‌ها برای ساخت اتصالات، محفظه‌ها و ترمینال‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.

صنایع بسته‌بندی

ورق‌های فولاد نورد سرد، دوام، استحکام و مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارند و بهترین گزینه برای ساخت بسته‌بندی فلزی مانند ظروف، بشکه‌ها و قوطی‌ها به شمار می‌روند.

جمع بندی

در این مقاله سعی کردیم صفر تا صد نکات مهم مربوط به نورد سرد ورق را خدمت شما توضیح دهیم. همچنین بهترین نوع ورق سرد را به شما معرفی کردیم و درباره کاربردهای آن نیز مثال‌های بی‌شماری را به شما توضیح دادیم. اگر قصد استعلام موجودی و قیمت انواع ورق آهن را دارید کافیست فقط با کارشناسان آهن باکس در تماس باشید.

استعلام موجودی و قیمت ورق نورد سرد

آیا می دانید قیمت خرید ورق نورد سرد معمولاً کمی بالاتر از قیمت ورق نورد گرم است؟ این قیمت بالاتر به‌خاطر مراحل زیر است:

• اسیدشویی (pickling) نورد سرد (cold rolling) با کاهش درصدی ضخامت
• (cold reduction) و ایجاد تنش‌های داخلی
• انجام آنیلینگ/بازپخت (annealing, stress relief anneal)
• در صورت نیاز تمپر-رولینگ / اسکین‌پس (temper rolling / skin-pass)
• همچنین نیاز به کنترل‌های دقیق تلرانس ضخامت و صافی سطح (tight thickness & surface tolerances)
• بازرسی‌های کیفی و آزمون‌های مکانیکی بیشتر.

علاوه بر این‌ها، سرمایه‌گذاری بالاتر در تجهیزات نورد سرد، هزینه‌های نگهداری و تنظیم (setup) بیشتر و نرخ تولید (throughput) پایین‌تر و ضایعات پردازشیِ احتمالی، باعث می‌شود قیمت تمام‌شده ورق نورد سرد عموماً بالاتر از ورق نورد گرم شود.