فرایند یا فولاد نورد سرد چیست؟

به گزارش می متالز،

ورق نورد سرد را بشناسید!

این ورق به واسطه ظاهر براق خود به ورق روغنی هم معروف است و کیفیت بالایش، افزایش کاربرد آن در مصارف تزئینی را در پی داشته است. از کاربردهای دیگر این ورق می توان به ساخت مبلمان اداری، ساخت انواع قفسه، خودرو سازی، لوازم خانگی و … اشاره کرد. ورق های نورد سرد استفاده شده در لوازم خانگی عموما به صورت فابریک و ورق های استفاده شده در خودرو سازی به صورت رول هستند.

این دو ورق معروف

به طور کلی دو نوع ورق نورد سرد در بازار وجود دارد که ورق روغنی و ورق گالوانیزه هستند. ورق گالوانیزه یا ورق پوشش دار (سفید) ورق روغنی است که هر دو طرف آن با فلز روی پوشش دهی شده است. ورق گالوانیزه مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون بالایی دارد. از ورق گالوانیزه در مکان های مرطوبی مانند سقف شیروانی ها و گلخانه ها استفاده می شود و به همین علت به ورق شیروانی نیز معروف است. میزان مقاومت به خوردگی این ورق با میزان روی به کار رفته شده در پوشش رابطه مستقیمی دارد. ضخامت انواع ورق فولادی گالوانیزه ۶ – ۰٫۱۸ میلی متر است. گالوانیزه کردن یک روش مقرون به صرفه است و به دو روش گرم شدن دائمی (گالوانیزاسیون گرم) و الکتروگالوانیزه (گالوانیزاسیون سرد) انجام می گیرد.

ورق گالوانیزه

ورق روغنی

ابعاد ورق نورد سرد

عرض این ورق ۱۰۰ یا ۱۲۵ سانتی متر و ضخامت آن ۳ – ۰٫۳ میلی متر است. ضخامت ورق ها در طول فرایند نورد سرد کنترل می شود و رایج ترین آن ها ۱٫۸۳۰ میلی متر، ۲٫۴۴۰ میلی متر و ۳٫۰۵۰ میلی متر است.

تولید ورق به روش نورد سرد

نورد سرد معمولا در دمای محیط (۲۵ درجه سانتی گراد) و نهایتا تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد انجام می گیرد. ورق نورد سرد، در واقع ورق نورد گرم شده ای است که بعد از خنک شدن و اسید شویی، روغن کاری و کلاف پیچ شده و تحت عملیات نورد سرد قرار گرفته است. روغن کاری در حین نورد به منظور جلوگیری از خوردگی ورق، کاهش استهلاک غلتک ها، کاهش نیروی مورد نیاز برای نورد، کاهش دمای غلتک و ورق و به طور کلی برای تسهیل فرایند نورد سرد انجام می گیرد. در نهایت ورق مجددا کلاف پیچ شده و روی آن عملیات جانبی به منظور اصلاح ساختار انجام می شود. مهم است که بدانید قیمت ورق روغنی که به روش نورد سرد تولید میشود، نسبت به قیمت ورق سیاه که از روش نورد گرم تولید میشود بالاتر است که علت آن نیز به بالاتر بودن کیفیت ورق روغنی و ظاهر بهتر آن نسبت به ورق های سیاه میباشد.

ورق نورد سرد شده

طراحی غلتک های نورد سرد

به طور کلی دستگاه نورد سرد ۶ غلتک دارد که ۲ تا از آن ها غلتک کار و ۴ تا از آن ها نگهدارنده غلتک کار (پشتیبان) هستند. غلتک های پشتیبان قطر بزرگ تری  نسبت به غلتک های کار دارند و از انحراف و خمش غلتک های کار جلوگیری می کنند. غلتک های کار قطر کمتری دارند و به طور مستقیم با ورق در تماس هستند. آن ها ضخامت شمش ورودی را کاهش می دهند و به این ترتیب ورق روغنی تولید می شود. قطر غلتک های نورد عامل مهمی در طراحی آن ها به شمار می رود. به گونه ای که با کاهش بیش از حد نرمال، مشکلاتی نظیر کمانش در قفسه ها، افزایش سرعت سایش و لغزش و کند شدن غلتک ها ایجاد می شود.

غلتک های دستگاه نورد

عامل اصطکاک در نورد سرد

وجود اصطکاک بین غلتک ها و ورق در عملیات نورد امری ضروری است. اما میزان آن باید بهینه باشد. به طوری که اگر از حد بهینه کمتر باشد، ربایش ورق به وسیله غلتک ها اتفاق نمی افتد و لغزش ورق را شاهد خواهیم بود. به همین ترتیب اگر میزان اصطکاک در نورد بیش از اندازه لازم باشد، کیفیت سطحی ورق تولید شده مطلوب نخواهد بود. به طوری که ممکن است در بعضی قسمت های ورق جوش موضعی ایجاد شود. از طرف دیگر اصطکاک بالا همانا، گرمای تولید شده همانا! به این معنی که اصطکاک زیاد منجر به افزایش دمای ورق در نورد سرد شده و عیوبی را در ساختار آن ایجاد می کند. تغییر شکل غلتک ها نیز از نتایج افزایش فشار آن ها در اثر افزایش اصطکاک است.

واحدهای نورد سرد

واحدهای مختلفی برای انجام عملیات نورد وجود دارد که به ترتیب به توضیح فرآیندهایی که در آن ها صورت می گیرد، می پردازیم.

اسید شویی

• باز کردن کلاف ها
• وارد شدن ورق ها به حوضچه اسید کلریدریک
• خارج شدن ورق ها از حوضچه و شسته شدن با آب
• خشک شدن در هوای گرم
• انجام عملیات روغن کاری
• بستن کلاف ها

نورد

• باز کردن کلاف ها
• کاهش ضخامت ورق ها در دمای اتاق
• بستن کلاف ها

شستشوی الکترولیتی

• شستشوی ورق جهت زدودن آلودگی های سطحی

باز پخت هیدروژنی

• آنیل کردن ورق ها
• خنک کردن آن ها

تمپرمیل

• سخت کردن ورق ها به منظور بهبود خواص مکانیکی و کاهش تاب ورق ها

قلع اندود

• شستشوی ورق ها در حوضچه الکترولیتی
• شسته شدن با آب
• قلع اندود کردن ورق ها

فرآیند نوین نورد سرد

امروزه برای تولید ورق نورد سرد از روش هیدروفرمینگ استفاده می شود. این روش به کشش ورق شباهت دارد. هیدروفرمینگ شامل فشردن ورق در دمای محیط با استفاده از یک سیال هیدرولیکی مانند امولسیون آب و روغن با غلظت ۱۵ – ۳ درصد است. به عبارتی سیال نقش سمبه را ایفا می کند.

مزایای هیدروفرمینگ

• کشش عمیق ورق بدون پارگی
• یکنواختی رفتار ورق در حین کشش
• قابل کنترل و تنظیم بودن کشش ورق بدون باز کردن قالب
• کیفیت سطحی خوب
• یکنواختی فشار وارد شده به ورق
• یکنواختی ضخامت حاصل شده
• توزیع مناسب کرنش
• مقرون به صرفه بودن

استاندارد ورق نورد سرد

• JIS G3141
• ASTM A1008
• BS EN10130

مقاطع تولید شده به روش نورد سرد

ورق های نورد سرد در تولید محصولاتی مانند ناودانی، پروفیل، لوله و … کاربرد دارند.

در اثر نورد سرد چه اتفاقاتی می افتد؟

در اثر نورد، خواص مکانیکی ورق به دلیل کار سختی ایجاد شده، بهبود یافته و ساختار آن ریز دانه می شود. با انجام نورد سرد، ضخامت ورق کاهش و سختی آن افزایش پیدا می کند.

افزایش طول قطعات در فرایند نورد سرد

در حین فرایند نورد سرد تغییرات ابعادی ورق به سرعت اتفاق می افتد. مثلا اگر شمشی به طول ۱۰ متر را ۱۵ – ۱۰ مرحله نورد سرد کنید، در کمتر از ۲ دقیقه متوجه افزایش طول آن به حدود چند صد متر می شوید.

انواع ورق نورد سرد

به طور کلی این ورق ها به سه دسته تقسیم می شوند که در ادامه آن ها را بررسی خواهیم کرد. اگر ورق های سرد را نوعی ورق سفید بنامیم و ورق های گرم را ورق سیاه، در مقاله تفاوت ورق سیاه و سفید تفاوت های این دو را بیشتر بخوانید.

ورق معمولی (ST12)

این ورق متداول ترین ورق نورد سرد شده به حساب می آید. تاریخ مصرف این ورق حداکثر تا ۱۸ ماه پس از تولید آن است. سطح این ورق عاری از هر گونه عیب و ترک است و جوش پذیری خوبی دارد. همچنین استحکام تسلیم آن بیشتر از ۲۸۰ مگاپاسکال و استحکام کششی آن ۴۱۰ – ۲۷۰ مگاپاسکال است. میزان کربن و منگنز این ورق بالاتر از سایر گریدها است. بنابراین در مصارفی که استحکام بالایی مورد نیاز است، کاربردهای گسترده ای دارد. از کاربردهای ورق ST12 می توان به کشتی سازی، کانتینر سازی، پل سازی و ساخت قطعات الکتریکی اشاره کرد.

ورق نیمه کششی (ST13)

قابلیت کشسانی این ورق نورد سرد پایین است و در سازه هایی که نیاز به پرس کاری با عمق کم دارند، از این ورق استفاده می شود. مدت زمان کارکرد این ورق ۸ – ۶ ماه است. استحکام تسلیم آن نیز بیشتر از ۲۴۰ مگاپاسکال و استحکام کششی آن ۳۷۰ – ۲۷۰ مگاپاسکال است. مهم ترین کاربرد ورق نیمه کششی در ساخت لوازم خانگی و خودرو سازی است. به عنوان مثال در ساخت گل گیر خودرو از این ورق استفاده می شود.

ورق نورد سرد

ورق فوق کششی (ST14)

ورق های فوق کششی دارای تاریخ انقضا هستند و بعد از مدت زمان مشخصی خورده شده و به ورق معمولی تبدیل می شوند. درصد کربن این ورق کمتر از دو نوع قبلی است و خاصیت الاستیسیته بالایی دارد. انعطاف پذیری این ورق نیز نسبت به دو ورق قبلی بیشتر است. تاریخ مصرف این ورق مانند ورق نیمه کششی، ۸ – ۶ ماه است. بعد از این مدت نوارهای تغییر شکل روی سطح ورق ظاهر می شود. ورق های فوق کششی در پروسه تولید خود، به وسیله آلومینیوم اکسیژن زدایی می شوند. سطح این ورق های نورد سرد صیقلی تر از ورق های معمولی است. استحکام تسلیم این ورق بیشتر از ۲۱۰ مگاپاسکال و استحکام کششی آن ۳۵۰ – ۲۷۰ مگاپاسکال است. عمده ترین کاربرد ورق فوق کششی در مصارفی است که نیاز به پرس کاری عمیق وجود دارد. همچنین در صنایع خودرو سازی، این ورق بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال، از ورق فوق کششی برای تولید فیلتر اتومبیل و بدنه خودروها استفاده می شود.

مشخصات و ویژگی های ورق نورد سرد

از مزایای این ورق نورد می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• کیفیت سطحی و دقت ابعادی بالا
• گران تر بودن نسبت به ورق نورد گرم
• کاربرد بیشتر در ساخت قطعات کوچک
• سختی و استحکام بالا
• تولید به دو صورت رول و فابریک
• قابلیت استفاده برای بیشتر مواد

پنج کارخانه برتر داخلی ورق نورد سرد

• فولاد مبارکه اصفهان
• هفت الماس قزوین
• فولاد غرب آسیا
• فولاد درخشان اراک
• اکسین خوزستان

کشورهای وارد کننده ورق نوردسرد

• قزاقستان
• روسیه
• هند
• کره جنوبی
• چین