انواع شمش فولادی و روش های تولید آن در کارخانجات مختلف

در این مطلب قصد داریم به انواع شمش فولادی و روش های تولید آن در کارخانجات مختلف بپردازیم، با آیرونید، گروه بزرگ فروش انواع محصولات فولادی و ارائه قیمت روز تیرآهن، میلگرد و … همراه باشید.

شمش فولادی یکی از کاربردی ترین انواع شمش در جهان می باشد و جالب است که بدانید ساخت شمش برای اولین بار در زمان هخامنشیان انجام شده است؛ اما ساخت شمش تنها مربوط به هخامنشیان نبوده و اکتشافات باستانی ثابت کرده که استفاده شمش طلا و نقره به عنوان پول رواج داشت.

شمش فولادی فولادی چیست؟

احتمالاً همه ما در فیلم ها یا تصاویر ضبط شده از بانک های بزرگ جهانی، هرم های چیده شده از شمش های طلا را دیده ایم؛ شمش های زرد طلا که به شکل منشور چهارپهلو روی هم قرار گرفته اند، تصویری ترین تعریف از شمش است که می توان بیان کرد. یکی از صحیح ترین تعریف ها توسط فرهنگ مریام وبستر ارائه شده است:

«حجمی از فلز که در فرآیند ریخته گری به شکل قالب مشخص تولید می شود تا حمل و نقل، ذخیره سازی و استفاده از فلز آسان تر انجام شود.»

زنجیره صنعت فولاد وابستگی مستقیم به شمش فولادی دارد. از شمش فولادی در تولید میلگرد، تیرآهن، ورق فلزی و سایر محصولات استفاده می شود، اما خود شمش به صورت مستقیم به این تولیدات تبدیل نمی شود؛ بلکه فرآورده های میانی تولید فولاد هستند که به میلگرد، تیرآهن و دیگر محصولات تبدیل می شوند.

فرآورده های میانی تولید فولاد که از شمش فولاد تولید می شود عبارت است از:

• بلوم یا شمشال (bloom)
• بیلت یا شمشه (billet)
• اسلب یا تختال (slab)

استانداردهای شمش فولادی

شمش های فولادی مانند سایر محصولات فولادی استاندارد مشخصی دارند که این استانداردها در بین تمامی تولیدکنندگان شمش فولادی مشترک و یکسان می باشد. حال شمش فولادی را از جهات مختلف آنالیز و بررسی می کنند. یکی از جنبه های بررسی شمش های فولادی از لحاظ ویژگی های ظاهری شمش فولادی می باشد.

از دیگر جنبه های بررسی و آنالیز شمش فولادی از لحاظ قیمت و شیوه قیمت گذاری می باشد. در آنالیز شمش فولادی به لحاظ قیمت، همواره نوسانات ارزش ارز و به ویژه دلار بسیار تاثیر گذار می باشد. با بالا رفتن ارزش ارز همواره صادرات رونق ویژه ای پیدا می کند بنابراین موجودی داخل کشور کاهش می یابد و با پایین آمدن ارزش ارز، صادرات کاهش می یابد و تولید داخلی افزایش می یابد.

بعضی از استانداردهای انواع شمش های فولادی عبارت هستند از:

• شمشال یا بیلت مستطیلی محصول نیمه نهایی با مقطع مستطیل که مساحت مقطع آن مساوی یا بزرگ تر از mm22500 و کوچک تر یا مساوی mm214400 و نسبت پهنا به ضخامت آن بزرگ تر از 1 و کوچک تر از 2 باشد.
• شمشال یا بیلت مربعی محصول نیمه نهایی با مقطع مربع که اضلاع مقطع آن کوچک تر یا مساوی mm120 باشد.
• شمشه یا بلوم مربعی محصول نیمه نهایی با مقطع مربع که اضلاع مقطع آن بزرگ تر از mm120 باشد.

• شمشه یا بلوم مستطیلی محصول نیمه نهایی با مقطع مستطیل که مساحت مقطع آن بزرگ تر از mm214400 و نسبت پهنا به ضخامت آن بزرگ تر از 1 و کوچک تر از 2 باشد.

انواع شمش فولادی

شمش فولادی اولین محصول قابل حمل محصولات فولادی است. از شمش فولادی برای تولید دیگر محصولات فولادی هم به کار می رود. بیلت، فابریک و اسلب از متداول ترین انواع شمش فولادی می باشند که هر کدام کاربردها و ویژگی های خاص خود را دارند. در ادامه به توضیح بیشتری از انواع شمش فولادی می پردازیم.

کاربرد شمش فولادی

شمش های فولاد به دلیل خصوصیات خاص، کاربردهای متفاوتی دارند. از شمش های مختلف فولادی برای ساخت ریل قطار، تیرآهن، قوطی، نبشی و ناودانی به کار می رود؛ در حالی که از دسته ای دیگر از آنها برای تولید انواع میلگرد، لوله، سیم، تسمه و مفتول گزینه مناسبی می باشد.

در تولید ورق های فولادی، لوله، کلاف، کویل ها و تیوب نوعی دیگر از شمش فولادی به عنوان ماده اولیه به کار می رود. پس در زمان خرید شمش فولادی باید به این موارد توجه کرده و با توجه به نیاز خود محصول مناسب را خریداری کنید.

بیلت یا شمشال

زمانی که تولید شمش به طور مستقیم از تولید CCM به مصرف نورد برسد به آن شمش بیلت گفته می شود. از شمش بیلت برای تولید میلگرد به کار می رود. بیلت با نام شمشال هم شناخته می شود. شمش فولادی نسبت به بیلت معمولا طول بیشتری دارد. سطح مقطع بیلت یا شمشال معمولا دایره یا مربع و عرض کمتر از 15 سانتی متر است.

فابریک یا بلوم

شمش های فابریک یا بلوم در ابعاد متنوعی تولید می شوند. پس از گذراندن فرآیند نورد این محصول به سایزهای مختلفی تبدیل می شود. در نهایت برای استفاده در نوردهای مقاطع به تولید می رسد.

جالب است بدانید روش تولید همه شمش ها به یک شکل است و در فرآیند تولید آن ها تفاوت چندانی وجود ندارد. بلوم یا شمش فابریک، ابتدا در مقاطع بزرگ تولید می شوند و سپس توسط نورد نهایی به مقاطع کوچک تر تبدیل می شوند.

در واقع می توان گفت که بلوم یا فابریک که با عنوان شمش شناخته می شود، همان بیلت است، با این تفاوت که عرض آن بیشتر می باشد.

به طور کلی می توان گفت که عرض بلوم از 15 سانتی متر کمتر می باشد. به همین علت است که معمولا بیلت و بلوم در یک دسته قرار می گیرند. از بلوم برای ساخت ریل، سپری، قوطی آهن، تیرآهن، نبشی و غیره به کار می رود.

اسلب یا تختال

یکی دیگر از انواع شمش فولادی، اسلب است که از لحاظ ظاهری متفاوت از انواع دیگر شمش است. برخلاف بلوم و بیلت، اسلب دارای سطح مقطع مستطیل است. ضخامت اسلب 230 میلی متر و عرض آهن 1.25 متر و طول آن 12 متر است. در واقع برای ساخت ورق های فولادی از اسلب به کار می رود. به اسلب، تختال هم گفته می شود.

حال می توان دریافت که بر اساس توضیحاتی که در بالا به آن اشاره کردیم، تفاوت انواع شمش فقط در ابعاد و ظاهر آن ها است و فرآیند تولید آن ها تفاوت چندانی با هم ندارند. در واقع می توان گفت که همه آن ها به یک شکل تولید می شوند و کاربرد مشترک دارند.

روش های تولید شمش فولادی

شمش های فولادی با دو روش استفاده از کوره القایی و قوس الکتریکی تولید و به بازار ارائه می شوند. هریک از روش های تولیدی دارای مزایا و معایبی بوده و شمش های تولیدی با هریک از روش ها خصوصیات خاصی خواهند داشت. در ادامه به بررسی روش های تولید شمش فولاد از آهن قراضه خواهیم پرداخت.

در ابتدا بهتر است بدانیم که سنگ آهن ماده اولیه تولید فولاد می باشد. برای تولید فولاد باید فرآیند طولانی و سختی را از سر گذراند. بیشتر سنگ آهنی که در جهان استخراج می شود در کوره های بلندی مورد استفاده قرار می گیرند.

در این کوره ها و طی فرآیندی، پس از مرحله پیش پخت و کلوخه سازی، کک و آهک را به کوره اضافه می کنند تا آهن و چدن را از سنگ آهن جدا کنند. بعد از آن، آهن خام به فولاد مذاب تبدیل می شود. سپس ناخالصی های فولاد خام مانند کربن به وسیله اکسیژن را از آن جدا می کنند تا فولاد خام به دست آید.

فولاد مذاب پس از جداسازی ناخالصی به واحد ریخته گری برده می شود تا مواد مذاب را در واحد ریخته گری داخل قالب ها ریخته و بر غلطکی قرار داده و با پاشیدن آب به خنک کردن آن اقدام می کنند.

پس از خنک شدن شمش فولادی را به طول دلخواه برش می دهند. روش کوره الکتریکی و کوره القایی هم از دیگر روش های تبدیل سنگ آهن به فولاد می باشد. بیشتر فولاد جهان به روش کوره بلند تهیه می شود اما در ایران از روش کوره الکتریکی به کار می رود.

در روش کوره الکتریکی ابتدا آهن قراضه را با کمک سبدهای مخصوص، داخل کوره می ریزند و هم زمان با ذوب قراضه ها، ترکیبی از آهن اسفنجی و مواد سرباره ساز مثل کک، بنتونیت، آهک، سایر مواد افزودنی از قسمت بالای کوره به ذوب افزوده می شود.

بعد از نمونه گیری، دمش اکسیژن (که باعث اکسیداسیون ناخالصی ها به ویژه کربن در مذاب می شود) صورت می گیرد و بعد از آن همگن سازی است که به فولاد مذاب تبدیل می شود. در واحد ریخته گری، ظروفی به نام تاندیش مذاب را به داخل قالب مسی آب گرد ریخته و سپس در طول مسیر غلطکی با پاشش آب خنک به شمش فولادی منجمد تبدیل می کند.

در نهایت تختال های تولید شده به طول های مورد نظر برش داده می شوند. آهن اسفنجی، که در تولید شمش فولادی مورد استفاده قرار می گیرد از طریق احیای مستقیم گندله تولید می شود. شمش سطحی ذوزنقه ای شکل است که طول هر شاخه آن حداکثر 2 متر است و تفاوت در شکل مقطع و ابعاد آن، نوع هایی را به وجود می آورد.

ظرفیت کوره های قوس الکتریکی از یک کیلوگرم تا بیست تن متغیر می باشد. به طور مثال فولاد کویر کاشان از روش قوس الکتریکی استفاده می کند که تفاوت قیمتی و کیفیتی زیادی با محصولات شمش کوره القایی دارد.

تولید شمش با کمک کوره قوس الکتریکی:

شمش حاصل از این روش از کیفیت بالاتری نسبت به کوره الکتریکی برخوردار است زیرا در آن یک مرحله آنالیز بیشتر انجام می شود.

بعضی از تولیدکنندگان بزرگتری مثل فولاد کویر کاشان که میلگرد آنها هم در بازار همان طوری که شاهد هستید از فاصله قیمتی بیشتری با بقیه تولیدی ها برخوردار است از شمش کوره قوس الکتریکی برای تولید میلگرد استفاده می نمایند. در ادامه به بررسی تفاوت شمش قوس و القایی خواهیم پرداخت.

ظرفیت کورهای قوس از یک کیلوگرم تا بیست تن متغیر می باشد. این کوره ها برای فولاد ریخته گری (ذوب کردن) کاربرد فراوان دارد. اما در خصوص شمش تولیدی به این روش با توجه ظرفیت اعلام شده و عدم امکان تصفیه مذاب، در این روش شمش های تولیدی از نظر آنالیز دارای پراکندگی زیاد در رنج استاندارد در یک محموله می باشند.

همینطور برخلاف کوره های القایی، کوره های قوس امکان تصفیه مذاب دارند که منجر به نتایج زیر می شود:

• امکان تولید شمش کم کربن
• رنج عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد در شمش را به حداقل می رساند
• پراکندگی رنج آنالیز استاندارد را در یک محموله به حداقل می رساند

تولید شمش با کمک کوره القایی:

این کوره ها به دلیل غلیانی که که در آن ها وجود دارد، مشکل همگنی مذاب را ندارند. یکی از مشکلات تولید شمش با این روش این است که به دلیل غلیان، میزان اکسیژن محلول در مذاب بیشتر بوده که این موضوع سبب اکسید شدن می شود.

با این حال در صورت کنترل میزان اکسیژن، مشکلی برای تولید با این روش وجود ندارد ولی معمولا اکسیژن در کوره های القایی کنترل نمی گردد. این اکسیژن در محصول نهایی ایجاد عیوب می کند.

یکی دیگر از مشکلات تولید شمش با این روش فسفر زدایی و گوگرد زدایی می باشد. این دو عمل در دو شرایط مختلف (یکی با دمای بالای مذاب و دیگری در دمای پایین مذاب) انجام می شوند در نتیجه در صورتی که هم فسفر و هم گوگرد بالا باشد پایین آوردن میزان آن ها سخت می شود.

همه این مشکلات برای آنالیز سازی می تواند با کوره تصفیه پاتیلی یا همون LF یا LRF یا Ladle Refining Furnace مرتفع گردد. ولی به دلیل هزینه بیشتر استفاده از کوره تصفیه پاتیلی، که هم مصرف برق دارد،

هم مصرف نسوز و هم الکترود و هم مواد افزودنی، معمولا در فولادسازی با کوره القایی در ایران استفاده نمی گردد. با این حال چنانچه از این روش استفاده شود، محصول تولیدی توسط کوره القایی، هیچ تفاوتی با کوره قوس ندارد و محصول استاندارد به دست می آید.

یکی دیگر از مشکلات تولید فولاد با کوره القایی، ماشین های ریخته گری مداوم هستند که تقریبا همگی ساخت چین یا هند یا ساخت داخل هستند و تکنولوژی آن ها قدیمی است. به این دلایل گفته می شود که کیفیت شمش در کوره القایی پایین است.

تفاوت شمش قوس و القایی

کوره القایی به خوبی نمی تواند اکسیژن را کننترل کند و همین امر باعث عیوبی در محصول می شود. به دلیل غلیان اکسیژن محلول در مذاب اکسید شدن فروآلیاژ پیش می آید. از دیگر مشکلات کوره القایی فسفر زدایی و گوگرد زدایی می باشد. این دو عمل در دو شرایط مختلف (دمای بالا و پایین مذاب) انجام می شوند، که در صورتی که هم فسفر و هم گوگرد بالا باشد، پایین آوردن میزان آن ها کاری دشوار می باشد.

برای برطرف کردن این مشکل می توان از کوره تصفیه پاتیلی استفاده کرد که کیفیت بالایی دارد ولی به دلیل اینکه این کوره ها برق، نسوز، الکترود و مواد افزودنی مصرف می کنند در فولادسازی ایران مورد استفاده قرار نمی گیرد. به این علت که هزینه زیادی در پی دارد.

بیشتر ماشین های ریخته گری در کشور ساخت چین، هند و یا داخل هستند که تکنولوژی آنها قدیمی و بیش از سی سال دارد. تکنولوژی پایین، اتوماسیون ضعیف، طراحی ساده و… ایراداتی را به ریخته گری اضافه می کند که با عیوب ناشی از آنالیزسازی در کوره القایی ترکیب می شود و برای همین امر است که کیفیت شمش در کوره القایی پایین می باشد.

این کوره به خاطر امکان تصفیه مذاب، نتایج مطلوبی به وجود می آورد. از جمله ویژگی های مثبت این کوره امکان تولید شمش کم کربن، عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد در شمش را به کمترین حد ممکن می رساند و پراکندگی میزان آنالیز استاندارد را در یک محموله به حداقل می رساند.

برای تولید میلگرد از چه نوع شمش فولادی به کار می رود؟

همانطور که گفتیم انواع شمش فولادی کاربردهای مخصوص خود را دارند و برای تولید میلگرد از شمش فولادی بیلت یا شمشه به کار می رود؛ زیرا قابلیت انعطاف را دارد. میلگردهای غیر فولادی هم در بازار وجود دارد اما قیمت میلگرد فولادی مناسب تر از دیگر نمونه های رایج در بازار دارد.

تیر آهن را از چه نوع شمش فولادی می سازند؟

یکی از فرآورده های مهم و اساسی که از فولاد ساخته می شود و کاربرد زیادی در ساخت بنا دارد تیر آهن می باشد. اما کدام نوع فولاد مناسب برای ساخت تیر آهن است؟

بلوط از شمش های فولادی است که در ساخت تیر آهن به کار می رود. به دلیل ضخامت مناسب و طول بلندی که این محصول دارد برای ساخت این محصول مناسب خواهد بود. قیمت تیرآهن فولادی با توجه به وزن و کیفیتی که دارد در بازار متفاوت می باشد. همینطور روش ساخت آن که در کوره القائی باشد یا کوره قوس الکتریکی هم بر قیمت اثر دارد.

برای تولید ورق فولادی و لوله درزدار از چه فولادی استفاده می کنند؟

برای تولید انواع ورق های فولادی و لوله درزدار از اسلب استفاده می کنند؛ این محصول به دلیل تخت بودن برای تولید این موارد مناسب می باشد. قیمت ورق های فولادی ارتباط مستقیم با نوع ضخامت آن دارد. برای تولید این محصول، دو روش سرد و گرم وجود دارد.

استاندارد شمش فولادی

در تولید تمام محصولات فولادی یک سری استانداردهای مشخص وجود دارد که کارخانه های سازنده بر اساس آنها عمل می کنند. برای تولید شمش هم از دو استاندارد DIN آلمان یعنی گریدهای St37 و St57 و استاندارد روسی یعنی گریدهای 3sp و 5sp به کار می رود. این گریدهای مختلف از نظر خصوصیات مکانیکی با هم متفاوت هستند.

محاسبه وزن شمش فولاد

وزن شمش آهن یکی از عوامل مؤثر بر قیمت شمش فولادی است؛ به همین خاطر فعالان این حوزه به دنبال راهی برای محاسبه وزن شمش فولاد هستند. از آنجایی که شمش تولیدی کارخانه های مختلف دارای ترکیب شیمیایی متفاوت است، وزن محصولات آن ها با هم برابر نیست.

به همین دلیل استفاده از فرمول محاسبه وزن شمش فولاد کار افراد را در زمان خرید شمش فولادی راحت می کند. برای این منظور کافی است که طول، عرض و ارتفاع شمش را بر حسب متر اندازه گرفته و عدد به دست آمده را در عدد چگالی آهن که برابر با 7.85 است، ضرب کنید. عدد حاصل وزن شمش فولاد بر حسب تُن است که با ضرب آن در 1000 به کیلوگرم تبدیل می شود.

سهم ایران از تولیدات شمش آهن چگونه است؟

شمش های فولادی در ابتدای زنجیره فرآیندهای فولادی قرار دارد. بنابراین برای تولیدکنندگان مقاطع فولادی انتخاب آن ها بسیار حائز اهمیت می باشد.

استفاده از شمش های باکیفیت، تولید محصولات مرغوب را به دنبال دارد. خوشبختانه کارخانه های داخلی کشور از توان و دانش خوبی برای تولید انواع شمش برخوردار هستند و به خوبی نیازهای سازندگان مقاطع فولادی را مرتفع می سازند. حتی بعضی از کارخانه ها در زمینه صادرات شمش فولاد به خارج از کشور فعالیت دارند.

از برترین تولیدکنندگان شمش فولادی در ایران می توان به فولاد مبارکه اصفهان، فولاد خوزستان، فولاد کاویان همدان، فولاد اکسین خوزستان، فولاد خراسان، ذوب آهن پاسارگاد، صبا فولاد خلیج فارس، نورد فولاد یزد (احرامیان) و فولاد شاهین بناب اشاره کرد.

کشور ما از لحاظ تولید فولاد در رتبه اول خاورمیانه و رتبه دهم جهان قرار دارد. البته آمارها نشان می دهند که تا سال 1404 رتبه ایران به هفتم جهان ارتقا می یابد. تا ماه دی سال 1400 در مجموع 23 میلیون و 209 هزار تن فولاد میانی در کشور تولید شد که از این عدد حدود 13.746 میلیون تن مربوط به بلیت و بلوم و 9.463 میلیون تن آن مربوط به اسلب می باشد.

صادرات شمش فولاد

بخش بزرگی از اقتصاد کشور به صنعت فولاد وابسته می باشد. خوشبختانه تولید محصولات فولادی در کشور رو به رشد بوده و صادرات این محصولات می تواند باعث ارزآوری شود. با توجه به کیفیت مطلوب تولیدات داخلی و همینطور قیمت ارزان شمش فولاد ایران در مقایسه با بعضی از کشورها، صادرات شمش فولاد از تقاضای خوبی برخوردار می باشد.

در ضمن این روزها از فروش شمش مانند دیگر محصولات آهنی به صورت مستقیم و اینترنتی بسیار استقبال می شود؛ چرا که با حذف واسطه ها، محصولات با نرخ ارزان تری به دست مصرف کنندگان می رسند.

خرید انواع محصولات فولادی از آیرونید

آیرونید با ارائه انواع محصولات فولادی، انتخابی ایده آل برای تمام نیازهای صنعتی و ساختمانی شماست. این شرکت با تضمین کیفیت بالا و استانداردهای بین المللی در تولید، به شما اطمینان می دهد که محصولات مورد نظر خود را با بهترین کیفیت و دوام دریافت خواهید کرد. از میلگرد و تیرآهن گرفته تا ورق های فولادی، آیرونید تمامی نیازهای شما را پوشش می دهد.

یکی از مزایای خرید از آیرونید، قیمت های رقابتی و مناسب این محصولات است. این شرکت با هدف فراهم کردن بهترین شرایط برای مشتریان خود، تلاش می کند تا محصولاتش را با قیمت های معقول و به صرفه به بازار عرضه کند. با این رویکرد، شما می توانید از کیفیت عالی محصولات بهره مند شوید بدون اینکه نگرانی از بابت هزینه های بالا داشته باشید.

آیرونید همچنین به خدمات مشتریان خود اهمیت ویژه ای می دهد. تیم پشتیبانی ما آماده است تا به شما در انتخاب بهترین محصول متناسب با نیازها و پروژه های شما کمک کند. با مشاوره های تخصصی و پاسخگویی سریع، تجربه خرید شما را به یک تجربه رضایت بخش تبدیل می کند. با آیرونید، خرید محصولات فولادی به سادگی و راحتی انجام می شود!