ورق سیاه

ورق سیاه محصول استراتژیک در صنعت فولاد است که کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. رایج ترین محصولی که از سنگ آهن به دست می آید ورق سیاه است. معادل انگلیسی آن Hot Rolled Sheet و Hot Rolling می باشد که به معنای ورق نورد گرم شناخته می شود. واژه دوم که برای ورق سیاه استفاده می ‌شود در واقع اشاره به روش تولید آن دارد. 

ورق سیاه، ورقی است که در فرآیند تولید فشار فیزیکی (توسط غلتک ها) بر آن وارد می شود. دمای آن باید در زمان نورد کاری، بیش از 900 درجه سانتیگراد یا 1700 درجه فارنهایت باشد. بعد از سرد کردن نهایی سطح ورق سیاه دچار اکسیداسیون شده و سطح آن که کدر و مات می شود. به همین دلیل به آن ورق سیاه گفته می‌شود. این ورق به دو نوع تقسیم می شود: 

• ورق سیاه صنعتی
• ورق سیاه معمولی

برخی به اشتباه این ورق را محصول نهایی هر دو روش نورد گرم و نورد سرد ذکر می‌ کنند. یادآور شویم که محصول نهایی نورد سرد ورق روغنی است که خصوصیات متفاوتی با ورق نورد گرم دارد.

معرفی مواد اولیه برای ساخت ورق سیاه

در ادامه با فرآیند تولید ورق سیاه آشنا می شویم. این ورق به صورت مستقیم از سنگ آهن به دست نمی آید. اولین فرآورده ای که از سنگ فولاد به دست می آید شمش فولاد است که خود انواع مختلفی دارد. هر یک نیز برای تولید انواع مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می گیرد: 

• بیلت (شمشال): مواد اولیه ساخت تیرآهن، ریل و... است.
• بیلت (شمش): در ساخت میلگرد، تسمه و... استفاده می شود.
• اسلب (تختال): برای تولید ورق گرم و نورد سرد استفاده می شود. 

اسلب تختال، ظاهری مکعب مستطیل دارد و در ضخامت های متفاوت تولید می شود. از آن برای ساخت ورق سیاه استفاده می کنند.

روش تولید ورق سیاه

برای تولید ورق سیاه مراحل مختلفی باید طی شود:

• مرحله ذوب: گندله تولید شده از سنگ آهن در دمای مورد نظر حرارت داده شده و کاملا ذوب می شود. 
• مرحله ریخته گری: از داخل پاتیل های بزرگ، مواد مذاب درون قالب‌ هایی با ابعاد مشخص ریخته می شوند که انواع شمش فولاد تولید می شود.
• پوسته زدایی: در اولین قدم، اسلب باید در دمای بیش از 900 تا 1280 درجه سانتیگراد حرارت داده شود. در این مرحله عناصر شیمیایی مختلف مانند کربن و... به آن افزوده می ‌شود. همچنین آنها را آنالیز می کنند، زیرا محصول نهایی از نظر میزان سختی، چقرمگی و... اندازه گیری می شود. اسلب ها بعد از حرارت دیدن راهی خط تولید می شوند. در این زمان فولاد، نیمه مذاب شده، مقاومت خود را از دست داده و شکل پذیر می شود. در این مرحله اسلب ها به دلیل دمای بالا، دچار اکسیداسیون شده و یک لایه اکسیدی روی آن تشکیل می شود. آب با فشار 225 بار (225bar) روی اسلب پاشیده شده و پوسته ها جدا می شوند. 
• نکته: فاصله نازل های آبپاش از اسلب ها، از استانداردهای مشخص پیروی می کند.
• مرحله قفسه نورد: اسلب ها بعد از پوسته زدایی وارد قفسه نورد سرد که از چهار غلتک تشکیل ‌شده‌ است می‌شود. 2 غلتک کاری و 2 غلتک پشتیبان وجود دارند که خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند. اعمال فشار فیزیکی توسط غلتکها باعث افزایش ابعاد و عرض و همچنین کاهش ضخامت می‌ شود. این اسلب ها به طور مکرر به صورت رفت و برگشت بین غلتک ها حرکت می کنند. 

در مرحله قفسه نورد از دستگاه ‌های مختلفی استفاده می کنند: 

• سیستم Gap: کنترل ضخامت 
• دستگاه X Ray: کنترل ضخامت در طول 
• اشعه گاما: کنترل عرض، طول و ضخامت 
• خنک کاری سریع: 1: لوله خنک کاری بالایی، 2: لوله زیرین، 3: لوله هوا

مراحل بعدی شامل موارد زیر است: 

• موج گیر گرم 
• بسته های خنک کننده 
• عبور از دستگاه التراسونیک 
• دستگاه لبه زن 
• دستگاه برش طولی 
• موج گیر سرد 
• دستگاه قیچی تقسیم کننده 
• دستگاه پایله 
• دستگاه بسته بندی و برچسب زدن
• خصوصیات و ضخامت ورق سیاه

خصوصیات و ضخامت ورق سیاه

ورق سیاه به دو صورت تولید شده که هر یک ویژگی هایی دارند:

• ورق کویل: با نام رول شده (Rolling) یا کلاف شناخته می شود. ضخامت آن از 1 یا 1/5 میلیمتر تا 15 میلیمتر متغیر است. عرض آن نیز به ترتیب بر حسب سانتی متر تولید می شود: 1 متر، 1/25 متر، 1/5 متر و 2 متر. از نظر طول نیز به صورت نامحدود تولید می شود.
• ورق شیت یا فابریک: این ورق در ضخامت های بیش از 150 میلی متر (1/5 سانتیمتر) و در طول‎های مختلف تولید می‎شود، مانند 2000*1000، 2500*1200، 6000*1000 و... . اصلی ترین ویژگی اینست که رنگ سطح آن کدر و مات است، البته این ورق ماده اولیه ورق روغنی است. در ترکیب شیمیایی آن عناصر کربن (با مقادیر متفاوت) فسفر، مس، سیلیسیوم، نیتروژن، گوگرد و منگنز وجود دارد.

دو گرید رایج برای ساخت ورق سیاه عبارتند از:

• St52
• St37

St مخفف عبارت strength است که به سختی نهایی ورق سیاه اشاره دارد. واحد محاسبه آن نیز هر کیلوگرم در یک سانتی متر مربع است. استاندارد ورق سیاه و آنالیز شیمیایی آن بر اساس استاندارد BSEN 10025 می باشد. یک عنصر مهم در سختی فولاد نقش مهمی دارد که آن را افزایش (فولاد سخت) یا کاهش (فولاد نرم) می‌دهد. هر چقدر میزان کربن بیشتر باشد مقاومت آن در برابر فشار نیز بیشتر می شود. ابعاد ورق سیاه با توجه به کاربرد نهایی در اندازه های مختلف تولید می شود.

کاربرد در صنایع مختلف

همانطور که در قسمت قبل اشاره کردیم ورق سیاه در دو نوع معمولی و صنعتی تولید می‌شود. نوع معمولی ورق سیاه در صنعت ساختمان سازی کاربرد دارد. در مقابل ورق سیاه صنعتی در صنایع سنگین مانند کشتی سازی، تجهیزات دریایی و... استفاده می‌شود.

کاربرد های مختلف ورق سیاه در صنایع مختلف شامل:

• ساخت آبگرمکن
• صنعت ساخت ماشین آلات کشاورزی
• صنایع کشتی سازی، دریانوردی و تجهیزات ساحلی
• ساخت و ساز انواع تانکر و مخازن با کاربردهای مختلف
• صنعت خودروسازی: انواع ماشین آلات سنگین و خودرو های سواری
• صنعت ساخت ساز: شامل تولید انواع پروفیل ها و مقاطع فولادی، ناودانی، نبشی ها
• کاربرد در صنایع هوا فضا (البته از محصولات ثانویه ورق سیاه مانند ورق گالوانیزه استفاده می کنند)

معرفی کارخانجات تولید کننده

خوشبختانه ایران در زمره 10 کشور برتر تولیدکننده فولاد قرار دارد. کارخانجات متعددی در نقاط مختلف کشور بهترین ورق سیاه را تولید می کنند و فعالیت دارند، مانند: 

• کارخانه فولاد مبارکه اصفهان: مهمترین و بزرگترین کارخانه تولید ورق سیاه در ایران است. محصولات این کارخانه به دلیل کیفیت بسیار عالی، قیمت بالاتری را به خود اختصاص داده اند. فولاد مبارکه سالانه حدود 10 میلیون تن مقاطع فولادی تولید می کند. انواع ورق مانند ورق سیاه، گالوانیزه، اسیدشویی و... را تولید می کنند.
• کارخانه فولاد کاویان: در استان خوزستان و جاده اهواز - خرمشهر قرار دارد. ظرفیت تولید این کارخانه در سال حدود 840 هزار تن است. ضخامت ورق هایی که کارخانه فولاد کاویان تولید می کند از 8 و 20 میلیمتر بیشتر هستند.
• فولاد اکسین خوزستان: در جاده بندر امام خمینی واقع شده است. این کارخانه ورق‎ های عریض از جنس فولاد تولید می‎ کند. در صنایع مهمی مانند تولید دیگ بخار صنعتی، مخازن ذخیره سازی محصولات نفتی و... کاربرد دارد.
• فولاد گیلان: در مجتمع فولاد گیلان، در شهر رشت قرار دارد. ضخامت ورق هایی که در این کارخانه تولید می شود 2 تا 40 میلیمتر هستند. عرض ورق های تولید شده از 1000 تا 1500 میلیمتر متغیر هستند.
• فولاد خرم آباد: در استان لرستان واقع شده است و فقط شیت تولید می کند. 
• مجتمع فولاد سبا: زیرمجموعه فولاد مبارکه است.

قیمت ورق سیاه و عوامل تاثیرگذار بر آن

همانند سایر کالاها و مواد مختلف، عوامل متعددی بر قیمت نهایی ورق سیاه تاثیر میگذارند. این عوامل عبارتند از: 

1. عوامل اولیه: شامل طول، عرض، ضخامت و وزن که بر قیمت نهایی ورق سیاه تاثیر مستقیم دارند. 
2. عوامل ثانویه: عوامل مختلفی به صورت پنهان بر روی قیمت نهایی ورق سیاه می گذراند (تا زمانی که به دست مصرف کننده برسد). این عوامل عبارتند از: 

• نرخ ارز 
• روش تولید 
• هزینه گاز و برق 
• نوسانات بازار بورس 
• حمل و نقل و باربری 
• استاندارد های ساخت 
• نوع ورق: معمولی یا صنعتی 
• قیمت مواد اولیه مانند گندله 

معمولا مصرف کنندگان و خریداران ورق سیاه صنایع تولیدی کوچک و بزرگی هستند که در قسمت قبل ذکر کردیم. این ورق ها هیچگونه کاربرد مستقیمی در ساخت و سازها ندارند. در زمان خرید ورق سیاه، نوع کاربرد و محصولی که باید از آن ساخته شود مد نظر قرار می‌گیرد. به عنوان مثال ورق های ضخیم تر و کلاف در صنایع کشتی سازی و ورق های نازک تر برای ساخت تانکر کاربرد دارند. در نتیجه برای انتخاب نوع ورق سیاه، کارشناسان و مهندسان مربوطه، گرید، نوع آنالیز شیمیایی، ویژگی های طولی، عرضی و ضخامت را مد نظر قرار می‎دهند.