میلگرد یکی از مهم‌ترین و پایه‌ای‌ترین محصولات فولادی است که نقش بسیار ضروری در ساخت و ساز بازی می‌کند، به همین دلیل پروسه ساخت میلگرد هم از اهمیت بالایی برخوردار است. اما میلگرد به صورت مستقیم از آهن مذاب ساخته نمی‌شود بلکه یکی از محصولات نهایی است که از پرداخت شمش خام فولاد به دست می‌آید. اما مهم‌ترین انواع شمش فولادی کدامند؟ اهمیت شمش فولاد چیست، آیا از هر شمشی می‌توان برای تولید میلگرد استفاده کرد؟ در این مطلب به این سوالات پاسخ می‌دهیم.
شمش در تولید محصولات فولادی
شمش های فولادی نقش محوری در صنعت تولید فولاد دارند و به عنوان ماده اساسی برای تولید محصولات مختلف فولادی عمل می‌کنند. شمش‌ها مرحله اولیه تولید فولاد هستند که از انجماد فولاد مذاب در قالب‌های طراحی شده خاص تشکیل می‌شوند. این شمش‌ها مواد اولیه اصلی برای پردازش بیشتر مانند نورد گرم، فورج و ریخته‌گری برای تولید طیف گسترده‌ای از محصولات فولادی مورد استفاده در ساخت و ساز، زیرساخت، خودرو، انرژی و بسیاری از صنایع دیگر هستند.
اطمینان از کیفیت شمش فولاد در فرآیند تولید فولاد بسیار مهم است. فناوری پیشرفته و اقدامات کنترل کیفیت دقیق برای اطمینان از اینکه شمش‌ها دارای ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و عاری از نقص هستند استفاده می‌شود. این توجه به جزئیات تضمین می کند که محصول نهایی با بالاترین استانداردهای صنعت و انتظارات مشتری مطابقت داشته باشد.
انواع شمش فولادی برای تولید میلگرد
شاید تصور شما از شمش تنها شمش‌های اولیه یا سنتی با سطح مقطع ذوزنقه‌ای شکل باشد که همه جا هم آن‌ها را دیده‌اید. اما نکته اینجاست که شمش فولادی می‌تواند شکل‌ها و انواع مختلفی داشته باشد که هر یک برای کاربردهای خاص انتخاب می‌شوند و با توجه به مواردی مانند روش تولید، نوع نگهداری و ترکیبات تشکیل دهنده می‌توانند مورد توجه تولیدکنندگان قرار بگیرند.
به جز شمش ساده، موارد زیر مهم‌ترین اشکال شمش فولادی به حساب می‌آیند:
- بیلت: بیلت یکی از رایج‌ترین اشکال شمش است که می‌تواند سطح مقطع مربع یا مستطیل داشته باشد. این نوع محصول اصولا طول بالایی نسبت به طول و عرض خود دارد (بر عکس شمش) و برای تولید طیف گسترده‌ای از محصولات به کار می‌رود.
- بلوم: بلوم از نظر ظاهری شباهت زیادی به بیلت دارد و در این جا هم شکل سطح مقطع به صورت مربع یا مستطیل است. مهم‌ترین تفاوت بلوم و بیلت در اندازه آن‌هاست. به طوری که معمولا به شمش‌های با مساحت سطح مقطع بیش از ۲۳۰ سانتی‌متر مربع بلوم و به کوچک‌تر از آن بیلت گفته می‌شود.
- اسلب: اسلب یا تختال یکی دیگر از انواع رایج شمش فولادی است. سطح مقطع به صورت مستطیل است، اما مستطیلی که طول بیشتری دارد. در واقع ضخامت اسلب به نسبت بلوم و بیلت کمتر است و حالت صفحه مانند دارد، اما یک صفحه ضخیم.
از چه شمش‌هایی برای تولید میلگرد استفاده می‌شود؟
اگر از انواع شمش فولادی از نظر ظاهری بخواهیم بگوییم، معمولا میلگردها از بیلت تشکیل می‌شوند. بیلت به دلیل مبرع یا حتی برخی موارد گرد بودن سطح خود و بلند بودن طولش شرایط ایده‌آلی برای تبدیل به میلگرد دارد، از طرفی با توجه به اندازه‌های معمول میلگرد، معمولا نیازی به استفاده از شمش‌های خیلی بزرگ مانند بلوم وجود ندارد. یک موضوع مهم دیگر در ساخت میلگرد از شمش، گرید و ترکیبات شمش فولادی است.
این مورد می‌تواند بنا بر کاربرد مورد نظر و محاسبات مهندسی متفاوت باشد. اما به طور کلی ترکیب آلیاژی اهمیت زیادی در محصول نهایی دارد و در مورد میلگرد، معمولا از شمش‌های آلیاژی خاص استفاده نشده و به فولاد کربنی اکتفا می‌شود. میزان درصد کربن در خواص نهایی بسیار تعیین کننده است، به طوری که با افزایش کربن استحکام افزایش یافته اما انعطاف پذیری کاهش پیدا می‌کند.
طریقه ساخت میلگرد از شمش
حالا که با انواع شمش فولادی و بهترین موارد برای تولید میلگرد آشنا شدیم، بد نیست برای داشتن درک بیشتر نگاهی هم به فرایند تولید میلگرد از شمش فولادی بیندازیم. این فرایند خیلی پیچیده نیست اما مراحل خاص خودش را دارد که آن‌ها را در این بلاگ از آهن اکس به صورت خلاصه توضیح داده‌ایم:
- در درجه اول شمش‌ها تا دمای بسیار بالا ( حدود ۱۲۰۰ درجه) گرم می‌شوند تا بتوان آن‌ها را شکلدهی کرد.
- شمش‌ها از طریق عبور از یک پایه آسیاب نورد خاص، نورد می‌شوند تا به اندازه و شکل نهایی میلگرد مد نظر برسند.
- بلافاصله بعد از خروج از خط نورد، میلگرد به دست آمده به سرعت کوئنچ می‌شود، یعنی در آب قرار می‌گیرد تا دما خیلی سریع پایین بیاید و نوعی شوک حرارتی ایجاد شود.
- این شوک حرارتی سبب می‌شود لایه بیرونی ساختار فولادی مارتنزیت را به دست آورد و مستحکم‌تر باشد، در حالی که بخش داخلی هنوز میزانی گرما دارد و به این ساختار نمی‌رسد.
- در مرحله بعد فرایند تمپر و سرد شدن در اتمسفر را داریم که در آن احتلاف دما بین دو بخش تشکیل شده از بین می‌رود. حالا در مغز ساختار نرم فریت پرلیت و در پوسته ساختار سخت مارتنزیت را خواهیم داشت.
جمع بندی
میلگرد یک محصول فولادی بسیار مهم است و تنوع بسیار بالایی هم دارد. در فرایند ساخت این میلگرد، ابتدا شمش خام از آهن مذاب ساخته می‌شود و سپس طی عملیات خاصی این شمش تبدیل به میلگرد می‌شود. خود شمش‌ها انواع مختلفی دارند که به اندازه‌ها و شکل‌های مختلف دسته بندی می‌شوند و معمولا از شمش بیلت برای تولید میلگرد استفاده می‌شود. خواص و ویژگی‌های شمش اهمیت بسیاری دارد چرا که این خواص به صورت مستقیم در ویژگی‌های میلگرد به دست آمده تاثیرگذار خواهند بود.