یکی از مهم ترین محصولات در صنعت فولاد که از آن برای تولید محصولات دیگر فولادی استفاده می شود، می توان به شمش فولادی اشاره کرد. این محصول یک قطعه مکعب مستطیل شکل است که در انواع و گریدهای مختلف تولید میشود. در ادامه به صورت مفصل در این باره صحبت می کنیم که شمش فولادی چیست؟ انواع شمش فولادی و کاربردهای آن کدام است؟
شمش فولادی چیست؟
قطعه ای فلزی و مکعب مستطیل است که به صورت ریختگی یعنی به کمک فرایند ریخته گری تولید می شود. در واقع از شمش فولاد برای ساخت و تولید سایر محصولات فولادی از جمله میلگرد، نبشی و … استفاده می کنند. از این رو از آن به عنوان محصول میانی در صنعت فولاد یاد می شود.
اهمیت شمش فولادی در زنجیره تولید فولاد
همانطور که گفتیم، از شمش فولادی به عنوان محصول میانی یاد می شود؛ به طور کلی زنجیره تولید فولاد به کلیه مراحل تولید مواد خام یا اولیه، محصولات میانی، محصولات نیمه پایانی و محصولات نهایی گفته می شود. مواد خام یا مواد اولیه شامل سنگ آهن و آهن اسفنجی، محصولات میانی شامل انواع شمش های فولادی، محصولات نیمه میانی شامل ورق آهن و محصول نهایی شامل قوطی، پروفیل و … می باشد.
در صفحه " لیست تولیدکنندگان آهن اسفنجی " می توانید مشخصات کامل تولیدکنندگان این محصول را مشاهده کنید.
انواع شمش فولادی
شمش های فولادی به طور کلی به سه دسته بیلت، بلوم و اسلب تقسیم بندی می شود. در ادامه هر کدام را توضیح خواهیم داد.
بیلت چیست؟
شمش بیلت (Billet) یا شمشال یکی از انواع شمش فولاد است که به روش ccm تولید می شود. شمش بیلت با طول زیاد و سطح مقطع مربع یا دایره ای شکل تولید می شود. از این نوع شمش فولاد برای تولید محصولاتی مانند میلگرد و سیم استفاده می کنند.
بیلت ها در دو نوع sp3 و sp5 ساخته شده و در برخی ویژگی ها تفاوت جزئی دارند:
- شمش بیلت sp3 انعطاف پذیری بیشتری نسبت به بیلت sp5 دارد؛
- بیلت sp5 استحکام بیشتری نسبت به بیلت sp3 دارد؛
شمش بلوم چیست؟
شمش بلوم را در صنعت فولاد به نام شمشه یا شمش فابریک می شناسند. از شمش بلوم فولادی برای تولید ریل، قوطی و تیرآهن استفاده می کنند. عرض بلوم بیش از 15 سانتی متر و سطح مقطع آن بیش از 230 سانتی متر مربع است.
شمش اسلب فولادی
شمش اسلب یا تختال، قطعه ای مستطیل شکل با ضخامت 230 میلیمتر، عرض 25/1 متر و طول 12 متر می باشد. این نوع شمش نسبت به سایر شمش های فولادی ظاهر متفاوت تری دارد. از تختال برای ساخت ورق های فولادی استفاده می کنند. لازم به ذکر است که شمش هایی با عرض کمتر از 15 سانتی متر و سطح مقطع کمتر از 230 سانتی متر مربع را بیلت و بالاتر از آن را بلوم می نامند. در مطلب " شمش اسلب چیست؟ " به صورت کامل به معرفی این محصول فولادی پرداخته ایم.
کاربرد شمش فولادی
با توجه به آنچه گفته شد، از انواع شمش های فولادی برای تولید محصولات نیمه پایانی و نهایی استفاده می شود. از پرکاربردترین مصارف شمش های بیلت و بلوم می توان به تولید میلگرد، نبشی، ناودانی، تیرآهن و انواع ریل اشاره کرد.
می توان اینطور گفت که شمش های فولادی با توجه به نوعی که دارند، در ساخت محصولات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. از دیگر کاربردهای شمش فولاد می توان به تولید سپری، لوله های بدون درز، مفتول و … اشاره کرد.
به طور کلی انعطاف پذیری، خمش، کشش و میزان عناصر موجود در شمش های فولادی، سبب تنوع مصارف آنها خواهد شد. شما می توانید کاربردهای مختلف این محصول را در صفحه " کاربرد شمش فولادی " مطالعه کنید.
روش تولید شمش فولادی چیست؟
شمش های فولادی به دو روش کوره القایی و قوس الکتریکی تولید می شوند؛ در ادامه هر یک از روش های تولید شمش فولاد را توضیح خواهیم داد. همچنین می توانید اطلاعات کامل در این باره را در مطلب " روش تولید شمش فولادی " مطالعه کنید.
تولید شمش فولادی با استفاده از کوره بلند
در روش کوره بلند سنگ آهن به همراه قراضه وارد کوره می شود. سپس اکسیژن به کمک دو لوله نیزه ای شکل وارد کوره شده و فرایند ذوب شروع می شود. شمش فولاد اسلب به روش کوره بلند تولید می شود. برای از بین بردن ناخالصی ها اکسیژن را در فرایند تولید اضافه می کنند که به این عمل اکسیداسیون گفته می شود.
همچنین برای جذب ناخالصی ها، آهک را به کوره اضافه کرده و این کار سبب تولید سرباره می شود.
مزایای روش کوره بلند
- جدا شدن کامل ناخالصی ها
- امکان تولید شمش در حجم بالا
معایب روش کوره بلند
- درصد ضایعات بالا
- انعطاف پذیری پایین محصولات تولید شده
- تولید گازهای آلاینده
تولید شمش فولادی با استفاده از کوره قوس الکتریکی (EAF)
در این روش تولید شمش فولاد از قراضه استفاده می کنند؛ به طور کلی قراضه ها به سه دسته قراضه خانگی، قراضه صنعتی و قراضه های کهنه تقسیم بندی می شود.
در روش قوس الکتریکی، قراضه و آهک وارد کوره شده و همزمان الکترود به پایین آورده می شود. با برقراری جریان الکتریکی، فلزات شروع به ذوب شدن می کنند.
مزایای کوره قوس الکتریکی
- امکان تولید انواع شمش فولاد
- امکان کنترل دمای فولاد مذاب
- کیفیت و ضایعات در این روش بهتر است.
معایب کوره قوس الکتریکی
- کیفیت شمش تولیدی کاملا به قراضه مرتبط است.
- هزینه تولید محصول بالا است.
- کیفیت تولید کاهش می یابد.
تولید شمش فولاد با استفاده از کوره ذوب القایی (IMF)
در روش کوره ذوب القایی، میدان مغناطیسی سبب ایجاد جریان الکتریکی شده و تولید گرما می کند.
مزایای روش کوره القایی
- عملکرد راحتی دارد.
- فرایند تولید آلودگی صوتی ندارد.
- راندمان حرارتی در این روش بالا است.
معایب کوره القایی
- به دلیل نیاز به فرکانس بالای جریان الکتریکی، قیمت کوره بسیار بالا است.
- امکان تولید سرباره وجود ندارد.
گرید های مختلف شمش فولاد
شمش های فولادی با توجه به میزان کربنی که در ترکیبات آنها وجود دارد در 2 گرید دسته بندی می شوند. شمش فولاد 5sp و شمش فولادی 3sp دو گرید مختلف از شمش های فولادی هستند که هر کدام کاربردها و ویژگی های خاص خود را دارند.
درصد کربن شمش فولاد 3sp از 14 تا 22 درصد می باشد؛ قیمت شمش فولاد 3sp نسبت به شمش آهن 5sp نیز بیشتر می باشد. به دلیل انعطاف پذیری بالای شمش فولادی 3sp، از آن در صنایعی که نیاز به خمش، کشش و انعطاف بیشتری دارد، استفاده می شود. شمش فولادی 5sp از 28 تا 37 درصد کربن دارد که نسبت به 3sp انعطاف کمتری داشته و برای ساخت محصولاتی که در معرض فشار و نیرو نیستند، استفاده می کنند.
ساختار ریختگی شمش های فولادی
ساختار ریختگی شمش‌های فولادی به عوامل مختلفی مانند ترکیب شیمیایی فولاد، دمای ریخته‌گری، سرعت انجماد و شرایط قالب‌گیری بستگی دارد. در حالت کلی، ساختار ریختگی شمش‌های فولادی از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- مغز که به قسمت داخلی شمش گفته میشود و از فولاد مذاب تشکیل شده است.
- لایه سطحی که به قسمت بیرونی شمش گفته میشود و از فولاد جامد تشکیل شده است.
مغز شمش‌های فولادی معمولاً دارای ساختار دانه‌ای است. اندازه دانه‌ها به دمای ریخته‌گری و سرعت انجماد بستگی دارد. با افزایش دمای ریخته‌گری، اندازه دانه‌ها افزایش می‌یابد. با افزایش سرعت انجماد، اندازه دانه‌ها کاهش می‌یابد. لایه سطحی شمش‌های فولادی معمولاً دارای ساختار دانه‌ای ریز است. این امر به دلیل سرد شدن سریع سطح شمش در هنگام ریخته‌گری است.
علاوه بر ساختار دانه‌ای، در ساختار ریختگی شمش‌های فولادی ممکن است سایر ساختارها نیز وجود داشته باشند. از جمله این ساختارها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جوش که در محل اتصال دو قسمت از شمش تشکیل میشود.
- تخلخل که در اثر وجود گازها یا حباب‌های هوا در فولاد مذاب ایجاد میشود.
- ناخالصی‌ها که ممکن است از مواد اولیه یا از محیط ریخته‌گری وارد فولاد شوند.
خرید انواع شمش فولادی
رامیار صنعت پیشرو در زمینه خرید و فروش انواع شمش فولادی می باشد؛ مجموعه رامیار صنعت با سالها فعالیت در عرصه صنعت فولاد، افتخار همکاری با کارخانه های ذوبی سراسر کشور را دارد. شما می توانید برای خرید انواع شمش فولاد با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.
سوالات متداول در مورد انواع شمش فولادی
تفاوت شمش اسلب و بیلت چیست؟
شمش فولادی اسلب سطح مقطع مستطیلی داشته و اغلب برای ساخت ورق فولادی مورد استفاده قرار میگیرد. این درحالیست که از شمش بیلت و بلوم، برای تولید مقاطع طویل فولادی مثل میلگرد، تیرآهن، نبشی و ... استفاده میشود. برای مطالعه بیشتر در مورد تفاوت این سه نوع شمش فولادی، پیشنهاد می کنیم مطلب " تفاوت بیلت، بلوم و اسلب " را مطالعه کنید.
کاربرد شمش فولادی چیست؟
شمش فولادی اصلی ترین ماده اولیه ساخت محصولاتی نظیر میلگرد، تیرآهن، ورق فولادی، کویل و ... است.
در زمان خرید شمش فولادی چه نکاتی را در نظر داشته باشیم؟
از آنجاییکه شمش فولادی به عنوان ماده اولیه تولید مقاطع فولادی طویل و محصولات این چنینی مورد استفاده قرار می گیرد، بررسی کیفیت و آنالیز آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در زمان خرید شمش فولادی باید به نکاتی نظیر گرید و ابعاد شمش، برند تولید کننده، وزن، فاصله محل بارگیری تا تخلیه، قیمت شمش فولادی و ... توجه ویژه داشته باشید. در این رابطه پیشنهاد می کنیم مطلب " راهنمای خرید شمش فولادی " را مطالعه کنید.
