تعریف شمش فولادی
شمش فولادی ماده ای است که برای تسهیل حمل و نقل و پردازش به شکل خاصی تولید می شود. شمش های فولادی نوعی بلوک فولادی هستند که از ریختن فلز داغ در قالب ها از طریق ریخته گری دسته ای ساخته می شوند. سطح مقطع شمش ها اصولا مربع، مستطیل، گرد و یا چند ضلعی می باشد.
تولید شمش
شمش فولادی شکلی از فلزات است که می تواند ابعاد مختلفی داشته باشد. به طور کلی وقتی درباره فلز و فولادی به شکل مکعب، مستطیل، گرد، چند ضلعی و با طول های مختلف صحبت می کنیم، منظور شمش فولادی می باشد. به دلیل پیشرفت تکنولوژی روز و ابعاد کارخانه ها، تولید شمش با اندازه های خاص و وزن های متفاوت (سبک یا سنگین) برای ما مشکلی ایجاد نمی کند.
دلیل ایجاد ترک در شمش ها
افزایش حجم شمش پس از سرد شدن
هنگامی که فولاد مذاب در قالب شمش ریخته می شود، متبلور شده و برای جامد شدن، پس از قالب گیری شمش، در کارگاه خنک می شود.
به دلیل بزرگ بودن اندازه شمش فولادی ، با کاهش دما، اختلاف دما بین داخل و خارج شمش بیشتر خواهد بود. همچنین سرعت خنک شدن در هر قسمت شمش متفاوت است. این اختلاف دمای داخل و خارج شمش باعث ایجاد تنش حرارتی میشود و هنگامی که شمش زیر نقطه ی بحرانی سرد می شود، یک سری فرایند های تبدیل فاز رخ می دهد که سبب افزایش حجم می شود.
ایجاد تنش داخلی در شمش
اگر دمای داخلی و خارجی شمش فولادی متفاوت باشد، تبدیل به طور همزمان انجام نمی شود. این تبدیل باعث افزایش حجم شده و به همین دلیل عمل خنک شدن شمش در اجزای مختلف شمش هم زمان نخواهد بود که این امر باعث ایجاد تنش ساختاری می شود. تنش حرارتی و تنش ساختاری دلیل بوجود آمدن تنش داخلی در شمش است.
ایجاد ترک در شمش
با کاهش دمای شمش فولادی تنش داخلی بیشتر و بیشتر می شود. اگر شمش به صورت نادرست خنک شود و استرس و تنش داخلی به موقع از بین نرود، خطر ترک خوردگی و یا حتی انفجار در هنگام خنک سازی وجود دارد.
خطر ترک خوردگی و یا انفجار می تواند منجر به حوادث جدی و خسارت های اقتصادی بشود.
ویژگی های شمش
- 1-قابلیت تحمل فشار و کشش بالا
- 2-سختی و استحکام بالای سطح
- 3-مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی
- 4-قابلیت پذیرش حرارت و عملکرد در دما های بالا
- 5-انعطاف پذیری کمتر نسبت به شمش های دیگر مانند شمش آلومینیومی
- 6-قابل استفاده در محصولات صنعتی، خودرو سازی، ساخت و ساز، تجهیزات الکترونیک و …
- 7-قابل تغییر شکل به صورت دائم با استفاده از روش های حرارت دادن و خنک کردن.
- 8-قابل استفاده در محصولات با ابعاد مختلف به صورت شمش های صاف یا شبکه ای
- 9-قابل تولید با استاندارد های مختلف جهانی به منظور استفاده در صنایع مختلف.
انواع شمش فولادی
- 1-بیلت
- 2-اسلب
- 3-بلوم
بیلت چیست؟
بیلت بیشتر برای تولید میلگرد و مفتول استفاده می شود. سطح مقطع بیلت کمتر از 230 سانتی متر می باشد. بیلت ها انواع مختلفی دارند از جمله 3sp و 5sp. بیلت 3sp در مقابل کشش، پیچش و خم شدن، الاستیک و انعطاف پذیر تر است. اما بیلت 5sp انعطاف پذیر نیست به همین خاطر در سازه هایی که تحت تاثیر نیرو قرار نمی گیرند و فشار در آن ها تقریبا پایدار است مورد استفاده قرار می گیرند.
از بیلت های 5sp عمدتا برای تولید میلگرد و از بیلت های 3sp برای تولید تیر آهن و نبشی استفاده می شود. همچنین بیلت 3sp گران تر از بیلت 5sp می باشد.
اسلب چیست؟
سطح مقطع اسلب ها مستطیلی می باشند. اسلب ها را می توان به طور مستقیم از ریخته گری پیوسته تولید کرد و یا می توان شمش ها را بر روی آسیاب غلتاند تا اسلب تولید شود. اسلب ها نوعی محصول نیمه نهایی از فلزات و فولاد هستند که از آن ها برای تولید محصولات نهایی استفاده می شود. محصولات نهایی تولید شده از اسلب عبارتند از: ورق فلزی، صفحات، نوار فلزی، لوله و …. .
شمش بلوم
بلوم ها دارای سطح مقطع مستطیل یا مربع هستند که سطح مقطع آن ها همیشه بیشتر از 230 سانتی متر مربع است. بلوم ها به عنوان مواد نورد در فرآیند ساخت ریل، لوله های بدون درز و …. استفاده می شوند.
روش کوره قوس الکتریکی
یکی از روش های تولید شمش فولادی روش کوره قوس الکتریکی می باشد در ادامه مطلب به بررسی این روش می پردازیم:
مرحله اول
در فرآیند ساخت شمش فولادی می توان از ضایعات فولاد و یا از آهن اسفنجی استفاده کرد. ابتدا ضایعات فولاد یا آهن اسفنجی را وارد کوره قوس الکتریکی می کنیم تا گرم شود و سپس ذوب شود. توجه داشته باشید که در صورت لزوم می توانید برای انجام عملیات گاز زدایی و سایر فرآیند ها، یک ذوب ثانویه انجام دهید.
مرحله دوم
سپس فولاد ذوب شده به ریخته گری پیوسته و یا ریخته گری معمولی، برای تولید اسلب یا شمش فولادی انتقال پیدا می کند. در فرآیند ساخت فولاد، انرژی مصرف شده تقریبا برابر 75 درصد انرژی مصرفی در یک کارخانه الکتریکی می باشد. بیشتر انرژی در فرآیند ساخت فولاد توسط کوره قوس الکتریکی مصرف شود.
نحوه ذوب فلزات در کوره قوس الکتریکی
در کوره قوس الکتریکی گرمایی توسط قوس بین ضایعات و الکترود ها به وسیله مقاومت الکتریکی تولید می شود که این گرما باعث ذوب شدن ضایعات می شود. به طور معمول جریان متناوب سه فاز منبع اصلی انرژی برای این فرآیند می باشد. دمای این کوره به حدی است که در همان ذوب اولیه فولاد با درصد کربن نسبتا پایین تولید می شود.
مواد مورد استفاده در کوره قوس الکتریکی
دو ماده ضایعات فولاد و آهن اسفنجی در کوره قوس الکتریکی نقش اصلی را ایفا می کنند. علاوه بر دو ماده گفته شده فرو آلیاژ ها هم در این فرآیند شرکت دارند.
فرو آلیاژ ها شامل :
- فرو کربن
- روان ساز
- …
این موارد با هدف دستیابی به ترکیب شیمیایی مشخص در فولاد اضافه می شوند.
برای کسب اطلاعات بیشتر، مشاوره رایگان توسط کارشناس های فروش و اطلاع از قیمت ها با زارع تجارت کیان در تماس باشید.
