شمش فولاد چیست و چه کاربردی دارد؟

از شمش‌های فولادی در تولید و ساخت پروفیل‌هایی مثل میلگرد، مفتول، نبشی و ناودانی و سپری (فابریک) ، لوله‌‌های بدون درز و مانیسمان و … استفاده می‌شود.  شمش فولاد یا همان (Steel Ignot) یک محصول پیش ساخته به صورت جامد و در ابعاد غیر قابل حمل است که به عنوان مهمترین کالای زنجیره فولاد شناخته می‌شود. در ادامه‌ی این مطلب با ما باشید تا با شمش فولاد و انواع آن و کاربرد شمش فولاد در صنعت آشنا شویم:

شمش فولاد چیست؟

شمش‌ فولاد که قطعه‌ ای مستطیل شکل است که طول حداکثر 2 متر و سطح مقطع ذوزنقه‌ای دارد. همان طور که گفته شد، شمش فولادی مهمترین مقطع فولادی است؛ چرا که سایر پروفیل‌های فولادی مهم و پرکاربرد صنعتی مثل میلگرد و نبشی و غیره از ساخت و پرداخت شمش‌های فولادی تولید می‌شوند.

  شمش‌ها از نظر ساختار شیمیایی و فیزیکی متفاوت هستند و انواع مختلفی هم در بازار دارند. این محصولات فولادی دارای گریدهای مختلفی از جمله 3SP-5SP (استاندارد روسی)، St37-St52  (استاندارد DIN  آلمان) هستند.

یکی از خصوصیاتی که باعث تنوع در انواع شمش فولاد می‌شود، خواص مکانیکی شمش‌ها است. به طور کلی،  انعطاف‌پذیری، خمش، کشش و  میزان عناصر مختلف موجود در آلیاژهای فولاد تعیین شده، باعث ایجاد تنوع در مصارف شمش فولاد می‌شوند.

شمش فولاد انواع مختلفی دارد که در ادامه با آنها آشنا می‌شویم:

انواع شمش فولاد

شمش: شمش‌ها اصولا با سطح مقطع ذوزنقه ای شکل تولید می‌شوند که به این دلیل است که قالب‌گیری دستی، سهولت در خارج کردن از قالب و حمل و نقل را آسان کند.  

بیلت: بیلت (Billet) یا شمشال با روش ccm تولید می‌شود و طول زیاد و سطح مقطع مربع و یا دایره‌ای شکل دارد. از این محصول به طور مستقیم جهت تولید موادی مثل میلگرد و سیم استفاده می‌شود.

به طور کلی شمش‌هایی که عرض کمتر از ۱۵ سانتی متر و و سطح مقطع کوچک ‌تر از ۲۳۰ سانتی متر مربع  داشته باشند را بیلت و اگر بالاتر از این مقدار باشند، بلوم می‌نامند. در ایران این شمش‌های فولادی متدوال هستند و شمش های ۱۰۰، ۱۲۰، ۱۲۵، ۱۳۰، ۱۵۰ و ۱۶۰ جز بیلت‌ها محسوب می‌شوند.

بلوم: نام دیگر بلوم شمشه و یا شمش فابریک است. این محصول در اصل، شمشی است که از کنار اسلب بریده می‌شود و یا تمام اسلب به شمش تبدیل می‌شود.

 همانطور که اشاره کردیم اگر بیلت‌ها عرض بیشتر  از ۱۵ و سطح مقطع بیلت بیشتر از ۲۳۰ سانتی متر مربع   داشته باشند و همچنین شمش‌های ۱۸۰*۱۸۰، ۲۰۰*۲۰۰، ۲۵۰*۲۵۰ در دسته‌ی بلوم جا می‌گیرند. در ساخت و تولید ساخت ریل، قوطی و تیرآهن از بلوم استفاده می‌شود.

اسلب: اسلب یا همان تختال، شمش مستطیل شکلی است با ضخامت ۲۳۰ میلی متر و عرض ۲۵/۱ متر و طول ۱۲ متر   و نسبت به باقی شمش‌ها ظاهر متفاوتی دارد. از تختال در ساخت ورق فولاد استفاده می‌شود و با توجه به میزان کربن موجود در شمش میزان نرمی و کشش آن مشخص می‌شود.

روش تولید شمش فولاد

شمش فولاد پس از استخراج سنگ آهن از معادن  با سه روش‌ مختلف کوره بلند، احیا مستقیم و کوره تونلی تولید و ساخته می‌شود. این روش ‌ها را در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم:

احیا مستقیم

این روش در زبان اصلی (Direct reduction) نام دارد. این روش در ایران با استفاده از سوخت گاز طبیعی در کوره های احیا انجام می شود.

خروجی این کوره، آهن اسفنجی است که معمولا به صورت بریکت مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش معمولا آهن های قراضه و مصرف شده را  را  داخل در کوره قوس الکتریکی می‌ریزند.

در مراحل بعدی، برای ذوب کردن فولاد، اقدام به نمونه گیری، دمیدن اکسیژن، همگن سازی و آنالیز می‌کنند. بعد از به دست آمدن فولاد مذاب، آن را به کمک پاتیل حمل به بخش ریخته گری  می‎برند و در آن‌جا درون قالب مسی  می‌گذارند. در این روش نیز با استفاده از پا پاشیدن آب آن را خنک می کنند و سپس شمش منجمد شده را در ابعاد خاص برش می‌دهند.

روش کوره تونلی

در این روش، ذوب کردن فولاد به کمک کربن صورت می‌گیرد و به نسب دو روش قبلی مدرن‌تر می‌باشد و به همین دلیل تولید کننده بزرگی از این روش در ایران استفاده نمی‌کند.

گریدهای مختلف شمش فولاد

شمش فولاد را نسبت به میزان کربن موجود در آن هم تقسیم بندی می‌کنند و هر نوع را گرید می‌نامند. شمش فولاد دارای گرید ۳SP  و ۵SP  می‌باشد که هرکدام خصوصیات متفاوتی دارند.

شمش فولاد ۳SP: این نوع شمش انعطاف‌پذیری بالایی دارد و به همین دلیل کاربرد آن در صنایعی است که نیاز به خمش، کشش و انعطاف بیشتری دارند. همچنین قیمت بالاتری نیز نسبت به شمش۵SP دارد.

شمش فولاد ۵SP: انعطاف پذیری و مقاومت پایین‌تری نسبت به شمش گرید ۳SP  دارد و به همین علت هنگامی که سازه تحت معرض نیرو و فشار نیست مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصولا شمش ۵sp  بیشتر برای تولید میلگرد تا سایز ۲۵ کاربرد دارد.

کاربرد شمش فولادی

شمش‌های فولادی انواع مختلفی دارند. برای مثال شمش‌های نوع بلوم و بیلت پرکاربردتر هستند و در ساخت پروفیل‌های اصلی سازه‌های اسکلتی مثل تولید تیرآهن، مفتول، میلگرد (ساده و آجدار) یا نبشی و ناودانی و سپری استفاده می‌شوند.

از طرف دیگر لوله‌های پرکاربرد فلزی مثل لوله‌‌های بدون درز و مانیسمان را نیز از شمش فولاد تولید می‌کنند. به طور کلی شمش بیلت دارای چگالی بیشتری می‌باشد و بیشتر در مصارف صنعتی دیده می‌شود.

در تولید میلگرد با استفاده از شمش فولاد، مهم ترین اصل، میزان کربن موجود در شمش است. برای مثال برای تولید میلگرد با سایزهای پایین که نیاز به کشش و نرمی بیشتر دارند باید از شمش‌های کم کربن استفاده شود. از طرف دیگر از شمش بلوم بیشتر برای تولید میلگرد صنعتی استفاده می‌شود.

از شمش تختال یا همان اسلب نیز در ساخت و تولید ورق‌های فلزی، صفحه، نوارهای فلزی، کلاف و کویل‌ها  و همچنین در ساخت لوله‌های درزدار، نبشی و ناودانی پرسی  استفاده می‌شود. به طور کلی، تختال ماده اولیه فرایندهای نورد گرم و سرد محسوب می‌شود و به همین  علت نیز بسیار پرکاربرد است و شرکت اصفهان آهن یکی از تامین کنندگان شمش فولاد است.

در آخر

شمش فولاد یکی از محصولات با ارزش در صنعت است و دست کمی از شمش طلا ندارد. این شمش را می‌توان ماده اولیه و شروع‌کننده ساخت انواع پروفیل و قطعات فلزی پرکاربرد در صنعت و ساختمان سازی و غیره دانست. می‌توان گفت شمش فولاد را میزان کربن موجود در آن متفاوت می‌کند و این تفاوت را مصارف شمش فولاد نیزمی‌توان دید.

پایان مطلب