شمش-فولادی

شمش فولادی یا Steel Ingot چیست؟ تفاوت اسلب و بیلت و بلوم چیست؟

شمش فولادی اولین محصول قابل حمل و جابه‌جایی به دست آمده از فرایندهای فولاد‌سازی (پس از استخراج آهن و تولید فولاد خام) است که به‌صورت جامد و در ابعاد قابل حمل می‌باشد. در حقیقت فرایند شمش سازی یکی از فرایندهای میانی نورد فولادها است که ماده‌ی اولیه‌ی صنایع پایین‌دستی محسوب می‌شوند. شمش سازی، در اثر انجماد فلز مذاب در قالب انجام می‌شود و چندین هدف را دنبال می‌کند.

پیش از هر چیزی تفاوت ظاهری بیلت و بلوم را در ویدئوی کوتاه زیر مشاهده کنید:

تعاریف مقدماتی از شمش فولادی

اولین مسئله شکل و اندازه شمش است که برای مراحل بعدی فرایندهای شکل‌دهی قطعات اهمیت پیدا می‌کند. نکته‌ی بعدی درمورد نحوه‌ی شمش‌ریزی در قالب و انجماد مذاب داخل قالب است چراکه خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات نهایی را تعیین می‌کند. بعد از تبدیل سنگ آهن به فولاد خام یا آهن اسفنجی، پس از فولادسازی و تهیه مذاب فولاد در کوره‌ی القایی و یا کنورتور ، شمش فولادی به عنوان یک محصول پیش‌ساخته با اشکال مختلف جهت مصارف گوناگون عرضه می‌شود که از انواع آن می‌توان به شمش، بیلت، بلوم و اسلب اشاره کرد که در ادامه به توضیح هریک می‌پردازیم.

شمش‌ فولادی (ingot) قطعاتی مستطیلی بوده که اغلب سطح مقطع آنها به دلیل قالب‌گیری دستی، سهولت در خارج کردن از قالب و حمل و نقل آسان مطابق شکل 1 به صورت ذوزنقه بوده و طول هر شاخه حداکثر به دو متر می‌رسد. این محصول عموماً در کارگاه‌های کوچک تولید می‌گردد.

شمش با مقطع ذورنقه‌ای
شمش با مقطع ذورنقه‌ای
در صنایع بزرگ فولادی عموماً واژه شمش فولادی به انواع بلوم، بیلت یا اسلب اطلاق می‌گردد. همچنین شمش‌ها دارای گریدهای مختلفی از جمله 3SP-5SP( استاندارد روسی ) ، St37-St52 ( استاندارد DIN  آلمان ) است که با وجود درصدهای مختلف از عناصر گوناگون موجود در فولاد دارای خواص مکانیکی متفاوت مثل انعطاف‌پذیری، خمش، کشش و پیچش بوده و کاربردهای متنوعی را می‌طلبد.

بیلت (Billet) یا شمشال یک نوع شمش فولادی با طول زیاد و سطح مقطع مربع و یا دایره دارد. اگر حداکثر عرض بیلت ۱۵ سانتی‌متر و دارای سطح مقطع ۲۳۰ سانتی متر مربع باشد، بلوم (Bloom) یا شمشه را می‌توان همان بیلتی دانست که عرضی بیشتر از ۱۵ سانتی‌متر داشته و دارای سطح مقطع بزرگ‌تری است مانند شکل 2.  از این جهت این دو محصول در یک دسته طبقه‌بندی می‌شوند

بیلت و بلوم
شمش فولادی بیلت و بلوم

در نهایت اسلب (Slab) یا تختال که مطابق شکل 3 دارای سطح مستطیلی است و معمولا بصورت مستقیم از طریق ریخته گری مداوم و یا بصورت غیر مستقیم از طریق نورد گرم  سایر انواع شمش فولادی ، تولید می شود. در مقاله اسلب چیست در رابطه با این مقطع بیشتر بخوانید.

اسلب
اسلب

در ادامه پیش از بررسی روش تولید شمش فولادی مروری به مرحله قبل تولید آنها یعنی استخراج آهن و تولید مذاب فولاد میپردازیم.

روش‌های تولید فولاد

پس از استخراج سنگ آهن ار معادن با روش های مختلف فلز آهن احیا و استخراج میشود. این روش ها عبارت است از:

  • کوره بلند
  • احیا مستقیم
  • کوره تونلی

روش کوره بلند (Blast Furnace)

این روشی رایج در دنیا برای تولید فولاد است. در این روش سنگ آهن پس از اینکه گندله سازی شد به همراه کک و آهک داخل کوره بلند ریخته و آهن خام یا چدن  (با میزان کربن بیشتر از 2% ) به دست می آید.

سپس آهن خام در کوره کنورتر و به کمک دمش اکسیژن به فولاد مذاب تبدیل می شود. دمش اکسیژن همچنین باعث کاهش مقادیر عناصر نه چندان مناسب فسفر و گوگرد هم میشود. مذاب پس از رسیدن به ترکیب شمیایی مورد نظر به کمک پاتیل به بخش ریخته گری پیوسته منتقل میشود.

و واحد ریخته گری به کمک تکنولوژی ریخته گری پیوسته مذاب به صورت یکی از انواع شمش فولادی ریخته و تولید میشود. در مورد روش کار کوره بلند میتوانید با کلیک روس لینک زیر بیشتر بخوانید.

کوره بلند 

احیا مستقیم (Direct reduction)

این روش متداول در ایران و با استفاده از سوخت گاز طبیعی در کوره های احیا انجام می شود. خروجی کوره احیا مستقیم آهن اسفنجی است که معمولا به صورت بریکت مورد استفاده قرار میگیرد. آهن های قراضه و مصرف شده را با سبد های مخصوص در کوره قوس الکتریکی میریزند و بعد از آن آهن بریکت اسفنجی را با مواد سرباره سازی مانند کک، آهک ،بنتونیت، و… از بالا به کوره اضافه میگردد. شارژ کوره به کمک حرارت ناشی از قوس های الکتریکی ذوب میشود. مجددا ترکیب شیمیایی مذاب بررسی میشود تا به حالت مورد نظر برسد. 

در ادامه فولاد مذاب پس از جداسازی ناخالصی به واسطه ی پاتیل های حمل مواد مذاب به واحد ریخته گری برده می شود. مواد مذاب داخل ظروفی به نام تاندیش ریخته بعد آن را داخل قالب مسی اب گرد و بر روی غلتکی قرار داده و با پاشیدن آب به خنک کردن آن اقدام می نمایند.در ادامه شمش های منجمد بدست آمده را به طول های مورد نظر برش می دهند. به این شیوه انواع شمش فولادی قابل تولید هستند.

روی لینک احیا مستقیم کلیک کنید و در خصوص این فرآیند بیشتر بخوانید.

روش کوره تونلی

این روش در واقع احیای آهن در حالت جامد به کمک عامل کربن است. این شیوه نسبت به دو روش قبلی روش نوین تری به حساب می آید. احداث واحدهای صنعتی با این روش کاری در کشور در دستور کار قرار دارد اما در حال حاضر تولید کننده ی بزرگی از این روش استفاده نمیکند. برای مطالعه بیشتر در مورد کوره تونلی روی لینک مشخص شده کلیک کنید.

ریخته گری انواع شمش فولادی

پس ‌از آنکه مذاب فولاد خام با استفاده از فولادسازی در کوره قوس الکتریکی (EAF) و یا کنورتور به‌دست آمد، فرایند شمش‌ریزی به دو روش ریخته‌گری پیوسته و دستی(تکباری) انجام می‌شود. نحوه‌ی ریخته‌گری و قالب شمش اهمیت زیادی دارد چراکه انجماد شمش در این مرحله انجام‌شده و ریزساختار (نظم داخلی) قطعه در اینجا شکل می‌گیرد و خواص فیزیکی و مکانیکی سایر محصولات نیز وابسته به این مرحله است.

  • روش وش شمش‌ریزی دستی (تکباری): در این روش مطابق شکل 4 مذاب توسط پاتیل به هر قالب منتقل‌شده و تا انجماد کامل در مذاب می‌ماند و برای ریختن هر شمش فولادی یک قالب مجزا نیاز است.
ریخته‌گری تکباری
ریخته‌گری تکباری
  • روش شمش‌ریزی پیوسته، فابریک، CCM: در شمش‌ریزی مداوم مطابق شکل 5، فلز مذاب با سرعت مشخصی در داخل قالبی که معمولاً مسی است و به‌وسیله سیستم آبگرد خنک می‌شود؛ ریخته می‌شود. در همین حین قسمت‌های جامد قبلی با سرعتی برابر سرعت بارریزی از انتهای قالب بیرون کشیده می‌شوند. اگر شمش منجمد شده به‌طور مداوم بریده‌شده و بارریزی تا زمانی که مذاب وجود دارد ادامه یابد، روش را شمش‌ریزی مداوم می‌گویند. این روش در صنعت به دلیل صرفه‌ی اقتصادی و سرعت در انجام فرایند، رواج بیشتری دارد.
ریخته‌گری پیوسته بلوم مقطع دایره‌ای
ریخته‌گری پیوسته بلوم مقطع دایره‌ای

کاربرد شمش فولادی

عمده کاربرد بلوم و بیلت در حوزه‌ی تولید تیرآهن، مفتول، میلگرد (ساده و آجدارنبشی و ناودانی و سپری (فابریک)، لوله‌‌های بدون درز و مانیسمان و سایر مقاطع است. تختال که یکی از مهم‌ترین محصولات فولاد خام محسوب می‌شود به‌عنوان ماده‌ی اولیه‌ی فرایندهای نورد گرم و سرد جهت ساخت ورق‌های فلزی، صفحه، نوارهای فلزی، کلاف و کویل‌ها و همچنین ساخت لوله‌های درزدار، تیوب‌ها، نبشی و ناودانی پرسی استفاده می‌شود. قیمت محصولات پرکاربرد فولادی میلگرد و تیرآهن را در لینکهای زیر ببینید:

کارخانه‌های تولیدکننده شمش فولادی در ایران

در ایران کارخانه‌های فولاد مبارکه، فولاد خوزستان، چادرملو با استفاده از روش کوره قوس الکتریکی فولاد خام را تولید کرده و عملیات شمش‌سازی بخصوص ساخت تختال و ورق‌های فلزی را انجام می‌دهند. فولاد مبارکه به‌طور انحصاری تولید اسلب را بر عهده دارد ولی سایر کارخانه‌های شرکت ملی فولاد ایران و فولاد خوزستان، همه‌ی انواع بلوم، بیلت و اسلب تولید می‌کنند.

ذوب آهن اصفهان نیز از روش سنتی تولید فولاد یعنی استفاده از کوره‌ی بلند جهت احیاء غیرمستقیم آهن بهره می‌برد. ذوب آهن با ظرفیت فعلی تنها به تولید بلوم اقدام می‌کند. سایر کارگاه‌های کوچک و بزرگ در سطح کشور نیز برای رسیدن به فولاد خام از کوره‌های القایی استفاده می‌کنند.

سهم ایران از تولیدات این محصول چگونه است؟

به طور خلاصه گزارش آماری تولید فولاد میانی کشور در سال  ۹۸ ,  با رشد ۱۰ درصدی نسبت به سال ۹۷، به ۲۷ میلیون و ۲۴۰ هزار تن رسید. تولید محصولات فولادی نیز با رشد ۶ درصدی به ۲۰ میلیون و ۱۸۲ هزار تن رسید. صادرات فولاد ایران نیز در سال ۹۸، رشد قابل توجه ۲۲ درصدی را تجربه کرده است.

از این رو میتوان به ۲۷ میلیون و ۲۴۰ هزار تن فولاد میانی تولیدشده در سال ۹۸، حدود ۱۶.۸ میلیون تن مربوط به بیلت و بلوم و حدود ۱۰.۴ میلیون تن مربوط به اسلب اشاره کرد. که متقابلا تولید بیلت و بلوم فولادی در سال ۹۸، رشد قابل توجه ۱۸ درصدی را تجربه کرده اما تولید اسلب نسبت به سال ۹۷، رشدی نداشته است.

با مراجعه به مقالات و صفحات توضیحات محصولات آیرومارت میتوانید با انواع محصولات نهایی ساخته شده از شمش فولادی و اطلاعات به روزی همچون قیمت روز آن ها باخبر شوید.

 

One thought on “شمش فولادی یا Steel Ingot چیست؟ تفاوت اسلب و بیلت و بلوم چیست؟

  1. ایرانی میگوید:

    “شمش بیلت” همانی هست که تو بازار به “شمش خار” معروفه؟! کوچکترین اندازه این شمش چه ابعادی داره؟!

    • صالح رسولی میگوید:

      با سلام
      شمش بیلت برای ساخت میلگرد و برخی دیگر از مقاطع مورد استفاده قرار می‌گیرد. کوچکترین سایز استاندارد شمش بیلت ۱۲*۱۲ سانتیمتر می‌باشد. ابعاد “خار” کوچکتر از این ابعاد می‌باشد و خود آن یک محصول نوردی می‌باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *