ورق های فولادی

نامگذاری ورق های روغنی بر اساس وضعیت ظاهری آنها اسم گذاری گردیده است.
ورق های فولادی به دو  کلی تولید می شوند:
نورد سرد(ورق روغنی)
نوردگرم(ورق سیاه)
در فرآیند نورد سرد ورق ها با ضخامت بالاتر توسط نورد به ضخامت پایین تر تبدیل میشوندو به همین علت کیفیت ظاهری ورق های نورد شده بسیار عالی می باشدو به همین دلیل  در کاربری های ظاهری و نمایی اجسام کاربرد دارد.
ورق های روغنی بسته به نوع آلیاژ و عملیات حرارتی صورت گرفته به چند دسته تقسیم می شوند:
-          ورق های معمولی (ST12)
-          ورق های نیمه کشش (ST13)
-          ورق های فوق کشش(ST14)
ورق های روغنی به طور معمول و استاندارد از ضخامت 30 صدم میلی متر الی 3 میلی متر تولید میشوند و دارای دو عرض استاندارد 100 سانتی متر و 125 سانتی متر هستند.
ورق های روغنی که در بازار ایران پرکاربرد ترند را شرکت های فولاد مبارکه اصفهان ، شرکت هفت الماس و شرکت فولاد غرب تولید مینمایند.و مشابه شرکت های خارجی آن ورق های روس و قزاق در بازار میباشند.
ورق های نورد سرد (ورق روغنی) پایه تولید ورق های گالوانیزه (ورق سفید) هستند.
و ورق های رنگی گالوانیزه (ورق رنگی) از ورق گالوانیزه تولید میشوند.پس پایه آن ورق های نورد سرد(روغنی) میباشد.

 

ورق سیاه در دو نوع ورق سیاه صنعتی و ورق سیاه معمولی و در استاندارد های مختلف تولید می شود که یک نمونه از
 نوع صنعتی آن استاندارد  St52
و نوع معمولی آن استاندارد St37
که نوع معمولی با استانداردSt37  بیشتر برای مصارف ساختمانی – سوله هاو... مصرف می شود.و ورق های صنعتی با استاندارد St52 بیشتر  در مصارف پروژه های صنعتی از قبیل سد سازی ،پتروشیمی ، مخزن سازی و غیره... کاربرد دارد.
ورق ها به دو صورت رول و شیت با ضخامت از 1.5 میلی متر الی 100 میلی متر در بازار عرضه میگردد.که ورق رول، قابل برش در هر طولی میباشد.
 عرض ورق های سیاه بسته به ضخامت در عر ض های 100 سانت ، 125 سانت، 150 سانت و 200 سانت میباشد.
ابعاد مرسوم و پرکاربرد در بازار عبارتند از:
-          ابعاد ورق سیاه 1000 × 2000  میلیمتر
-          ابعاد ورق سیاه 1250 × 2500  میلیمتر
-          ابعاد ورق سیاه 1000 × 6000  میلیمتر
-          ابعاد ورق سیاه 1500 × 6000  میلیمتر
-          ابعاد ورق سیاه 2000 × 6000  میلیمتر
-          ابعاد ورق سیاه 2000 × 12000  میلیمتر

 

ماهیت آهن گالوانیزه ،بین آهن و روی میباشد که پیلی الکترو شیمیایی تشکیل می شود که در آن روی به جای آهن به عنوان آند و آهن به عنوان کاتد بکار می رود.روی در آند اکسید میشودچون فلزی فعالتر از آهن است ودارای پتانسیل احیاء کمتری از آهن است و پتانسیل اکسید بیشتری از آن دارد.در حلبی هایی که از آن قوطی میسازند عمل معکوس انجام می شود.در حلبی بر روی آهن پوشش قلع بکار رفته و عمل معکوس آهن گالوانیزه انجام میشود.چون آهن فلزی فعالتر از قلع است و پتانسیل احیاء قلع بیشتر از آهن است به عنوان کاتد در حلبی به کار می رودو آهن اند میشود.
خوردگی یا زنک زدن آهن فقط در حضور اکسیژن و آب صورت می گیرد.بر سطح جسم آهنی ،اکسایش آهن انجام میشود و آند را تشکیل می دهد و در جایی دیگر سطح آن جسم که O2 و H2O وجود دارد،کاهش انجام میشود و کاتد را تشکیل می دهدو در نتیجه این عمل ، ایجاد یک سلول ولتایی یا پیل ولتایی یا الکترو شیمیایی بسیار کوچک است.الکترون های تولید شده در ناحیه آندی در میان آهن بسوی ناحیه کاتدی حرکت می کند.
کاربرد آهن گالوانیزه در ساختن لوازمی مثل لوله بخاری ،کانال کشی تهویه مطبوع ، اگزاست ،هوای رفت و برگشت هوارسان ها و کولر ، ساپورت و بست های تاسیساتی، سینی کابل ،داکت های تاسیسات الکتریکی ، نردبان کابل یا لدر ها ، تابلو برق ، کابینت آشپزخانه ، شیروانی منازل ، لوله های آب وهرجاکه احتمال خوردگی آهن و خسارت وجود دارد استفاده می شود.
اصطلاح Steel  برای آلیاژهای آهن که تا حدود 1.5 درصد کربن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند بکار می رود.
ورق گالوانیزه به دو صورت کلی رول فرم و فابریک در کارخانه تولید می شود.
ورق های رول فرم گالوانیزه باضخامت های ۱۸صدم میلیمتر تا ۶ میلیمتروبا دو عرض ۱۰۰ سانتیمترو۱۲۵سانتیمترتولید میشوند.
ورق های فابریک گالوانیزه هم به دو صورت فابریک ۲۰۰۰*۱۰۰۰ میلی متر و فابریک ۲۵۰۰*۱۲۵۰ میلی متر تولید می شوند .
وزن عمومی رول ها بسته به عرض رول یا ضخامت و کارخانه تولید کننده بین ۵ تا ۷ تن می باشد.

با فروبردن قطعه فولادی یا آهنی تمیز درون مذاب روی، ابتدا روی دراطراف قطعه منجمدمیشود،آنگاه باگرم شدن قطعه کار براثر انتقال حرارت مذاب به آن، این روی منجمد، مجددا ذوب شده و بر اثر واکنش روی مذاب با سطح قطعه ، آلیاژهایی ازآهن وروی درسطح قطعه ایجاد میشوند و با خروج قطعه از داخل مذاب، مقداری از روی مذاب که به آن چسبیده از حمام خارج شده و یک لایه تقریبا خالص روی را در سطح خارجی پوشش ایجاد می کند.
در دمای معمولی حمام گالوانیزه، واکنش بین آهن و روی نسبت به زمان به صورت سهموی است یعنی سرعت انجام واکنش ابتدا سریع است، ولی باگذشت زمان به صورت سهموی است یعنی سرعت انجام واکنش ابتداسریع است،ولی باگذشت زمان این سرعت کاهش می یابدواگر قطعه مدت طولانی تری درون مذاب قرارگیرد،ضخامت پوشش افزایش زیادی نخواهدیافت.دردامنه حرارتی ۴۸۰-۵۲۰درجه سانتیگرادویادرموردبرخی فولادهای ویژه (خصوصا فولادهای پرسیلیس) در دمای نرمال (۴۵۰-۴۶۰) درجه سانتیگراد گالوانیزه  واکنش بین آهن وروی نسبت به زمان به صورت خطی می باشد، یعنی ضخامت لایه های آلیاژی با افزایش زمان غوطه وری درون مذاب،افزایش می یابدوواکنش هاتقریبا با همان سرعت اولیه ادامه می یابند.
 دراین حالت کنترل پوشش مشکل تراست عمل گالوانیزه کردن دردمای ۵۳۰ تا ۵۶۰ نیز مرسوم است که دراین حالت پوشش نازکی کاملا آلیاژی  به رنگ خاکستری فلزی ایجاد می شودکاربرد این دما،بشتربرای قطعات کارشده،مرسوم است. یکی از نکات بسیار مهم درعمل گالوانیزه، افزایش مینیمم وزن پوشش، با افزایش ضخامت قطعه فولادی است. این امر ناشی از تاثیرات زمان گرم شدن قطعه است

1-      هزینه کمتر از نظر خوردگی: در مقایسه با دیگر روش های جلوگیری از خوردگی ، گالوانیزه کردن هزینه کمتری را دارد.
2-      طول عمر زیاد: طول عمر ورق های پوشش داده شده با روی در محل های کاملاخورنده درحدود بست الی سی سال است.
3-      اعتبار عملکرد: استاندارد های مختلف در خصوص گالوانیزه کردن و پوشش ورق های نازک فولادی وجود دارد که طول عمرونحوه عملکرد لایه روی را نشان می دهد.
4-      دوام پوشش: به دلیل داشتن یک ساختار کاملا متالورژیکی خاص،دارای مقاومت مناسب در برابر صدمات مکانیکی ،سایش و خوردگی خواهد بود.
5-      محافظت در برابر صدمات محیطی به صورت اتوماتیک: پوشش گالوانیزه بدلیل نفوذ در فولاد به عنوان کاتد عمل کرده و میتواند مقاطع ریز موجود در روی سطح فولاد رادر برابر صدمات محیطی و خورندگی محافظت نماید.
6-      محافظت کامل : پوشش ایجاد شده می تواند کلیه سطوح فولاد را اعم از گوشه ها ، جاهای کوچک و فرورفتگی ها را پر نموده و از خوردگی جلوگیری نماید.که هیچ پوششی بهتر از گالوانیزه عمل نخواهد کرد.
7-      بازرسی آسان: به راحتی میتوان با چشم بازرسی و کنترل نمود.
8-      رسیدن به هدف: در صورت استفاده از ورق گالوانیزه در محل نیاز به صرف زمان برای آماده سازی سطح ، رنگ کردن و یا بازرسی نخواهد بود.
در حال حاضر این فرایند به دو صورت گالوانیزه تر و خشک انجام می شود . در گالوانیزه تر، مخلوط کلرید امونیاکی روی در سطح مذاب پاشیده می شود و قطعات پس از انجام مراحل اماده سازی مستقیماً و همزمان با اغشته شدن به فلاکس واردمذاب میشود .
در گالوانیزه خشک ، قطعات پس از انجام مراحل اماده سازی در محلول کلرید امونیاکی روی قرار گرفته و پس از اغشته شدن در خشک کن و در ادامه درون مذاب قرار می گیرند .
سایر روش های گالوانیزه عبارتند از :
1-      آبکاری روی Zinc plating ( روش الکترو شیمیائی)
2-      پاشش مکانیکی روی Sheradising ( روش گرمایش پودر روی در درام )
3-      پاشش گرمائی روی Zinc spray ( روش پاشش گرد روی از طریق گرمای سوختن )
4-      پوشش با رنگ های غنی از روی Zinc rich paint
5-      Degreasing چربی گیری

تاریخچه گالوانیزه به سال ۱۷۴۲ ، زمانی که یک شیمیدان فرانسوی به نام ملوین در سمیناری روشی را برای پوشش آهن با فروبردن آن در مذاب روی ارایه کرد ، بر می گردد .درسال ۱۸۳۶یک شیمیدان فرانسوی دیگر به نام سورل ،به روشی برای پوشش آهن با روی ، بعد از تمیز کردن اولیه آن با اسید سولفوریک وفروبردن آن درفلاکس کلرید آمونیوم ، دست یافت . موفقیت های تجاری فرایند گالوانیزه،از بین صدها روش موجود برای محافظت از خوردگی در ۱۴۰ سال گذشته ، به اثبات رسیده است.
گالوانیزاسیون به روش غوطه وری گرم ،فرایندی برای ایجاد پوشش روی برسطح آهن یافولاد با فروبردن آن درحمامی حاوی روی مذاب،می باشد .سادگی پروسه گالوانیزه ،یکی ازمزایای بارز این روش به سایر روش های محافظت در برابر خوردگی است . مقاومت به خوردگی ورق های فولادی بافرایندپوشش روی ایجادمیگرددومتناسب باضخامت پوشش روی وشرایط محیطی میباشد.
مقاومت به خوردگی این محصولات را می توان با رنگ کردن یاپوشش کویل بالا برد . روش گالوانیزاسیون با روش غوطه وری گرم ،بیش ازهرروش دیگری فولاد را در برابر خوردگی محافظت می کند گالوانیزاسیون با روش غوطه وری گرم یا محافظت مرزی یکی ازقدیمی ترین وپراستفاده ترین روش ها درمحافظت ازخوردگی میباشدکه از طریق ایجاد یک لایه محافظ بین الکترولیت درمحیط وفولادیاآهن عمل میکند.
از مهمترین خواص این لایه محافظ،چسبندگی آن به فلز پایه و مقاومت به سایش آن می باشد.
فرایند گالوانیزه ،بیش از یک لایه محافظ می باشد ،این لایه در حقیقت جزیی از سطح فولاد می گردد که نسبت به فولاد زیر لایه، آند می باشد .چون روی با محیط اطراف واکنش می دهد و پوشش گالوانیزه به طور پیوسته تغییر می کند.
روی با محیط اطراف برای تشکیل یک لایه محافظ اکسید روی ، هیدروکسید روی و کربنات روی ، واکنش می دهد .کربنات روی با مرور زمان به صورت یک زمینه مناسب برای رنگ کردن ، عمل می کند.
پوشش روی به دو صورت زیر از لایه محافظت میکند:
-          تشکیل پیوند های متالورژیکی بین پوشش و زیر لایه ،که به صورت لایه محافظ عمل میکند
-          پوشش برای محافظت از زیر لایه خود را فدا می کند.
بعلاوه ، گالوانیزه کردن برای محافظت آهن و فولاد بدلیل هزینه کم ، راحتی کاربرد ، راحتی تعمیرات و نگهداری مطلوب می باشد .بسیاری دیگر از روش های استفاده از روی برای جلوگیری از خوردگی بکار می رود مانند پوشش های فدا شونده که با عنوان محافظت کاتدی شناخته می شوند ، و یا رنگ های غنی از روی،که هیچ کدام از این روش ها نمی توانند با گالوانیزاسیون با روش غوطه وری گرم رقابت کنند.
– حمام گرم از سود ( حدود ۹۰ درجه سانتیگراد ) و یا ترکیبات خاص چربی گیر معمولاً در اولین ایستگاه فرایند گالوانیزه برای پاک کردن سطوح قطعات از رنگ ، روغن ، گریس و هر گونه ترکیبات الی دیگر مورد استفاده قرار میگیرد .

وجودگل(Spangle )به دلیل وجود ناخالصی در روی هنگام کریستال شدن روی مذاب برروی ورق سرد ( روغنی ) میباشد. علت تولید کالاهای بدون گل به دلیل مسایل محیط زیست میباشد و در آینده تمامی کالاهای گالوانیزه بدون گل خواهد بود.درکل سه نوع گل وجود دارد :
-          مدل بی گل (Spangle Zero )
-          مدل گل ریز (Minimum Spangle )
-          مدل گل دار (RegularSpangle)

ترکیب شیمیایی فولادی که گالوانیزه می شود ،بسیار مهم است ، به عنوان مثال ، مقدار سیلیکون و فسفر موجود در فولاد شدیدا ضخامت و ظاهر پوشش گالوانیزه را تحت تاثیر قرار می دهد .مقدار ۰٫۰۴ % سیلیکون یا بیشتر و یا مقدار ۰٫۰۵ % فسفر یا بیشتر در فولاد منجر به ضخیم شدن پوشش می شود ،که شامل آلیاژهای آهن –روی می باشد.
کربن ، سولفور و منگنز موجود در فولاد اثر کمی در ضخامت پوشش گالوانیزه دارد.

ترکییات مشخصی ازفولادرشد لایه آلیاژی آهن _ روی را تشدیدمیکندکه درنهایت پوشش گالوانیزه که شامل آلیاژهای روی_آهن می باشد به جای ظاهری درخشان ، خاکستری تیره و مات میباشد.مقاومت به خوردگی این پوشش خاکستری تیره و مات معادل مقاومت به خوردگی پوشش گالوانیزه با ظاهر درخشان ، می باشد.
از آنجاییکه واکنش گالوانیزه یک فرایند نفوذی است ، بالا بودن دما و یا طولانی شدن زمان غوطه وری منجر به تشکیل لایه های آلیاژی ضخیم تری می شود، مانند سایر فرایند های نفوذی ، در مراحل اول واکنش سریع پیشروی کرده ودرادامه با رشدلایه های آلیاژی وضخیم تر شدن آنها سرعت آن کاهش می یابد.
طولانی ترشدن زمان غوطه وری ازیک حدمشخص،تاثیرزمان ،ناچیز می باشد.درگالوانیزه کردن فولادهایی که بیش از ۰٫۰۴ درصد سیلیکون دارند ، فرایند گالوانیزه به طور مشخصی ، تغییر می کند.
ضخامت خارجی ترین لایه روی شدیدا به نرخ خارج کردن نمونه ازحمام روی بستگی دارد .سریع خارج کردن نمونه ازحمام روی ، منجر به ضخیم تر شدن پوشش روی می گردد .برای تطبیق با استانداردهای خاصی ,برای اندازه گیری ضخامت پوشش نیاز است که چند نقطه از آن اندازه گیری شده و سپس میانگین آنها ضخامت نهایی پوشش در نظر گرفته شود.

معمولاً ورق های گالوانیزه را در کوره های خاص رنگ پاشی می کنند تا ورق رنگی تولید شود. ورق های رنگی در سقف سالن ها و کانکس مورد استفاده است. ورق های رنگی دررنگ های متنوعی تولیدمی شودکه دارای استانداردیکسانی درتمام دنیا می باشد. این استاندارد به نام رال رنگ شناخته می شود،تقریبا بیش از ۱۶ رنگ متنوع ورق رنگی تولید می شود که عبارتند از:
سفید یخچالی – رال ۹۰۱۶ ، کرم – رال ۹۰۱۰ ، قرمز – رال ۳۰۰۰ ، قرمز گوجه ای – رال۳۰۲۰ ، آبی نیسانی – رال ۵۰۱۵ ، آبی کاربنی – رال ۵۰۱۸ ، نارنجی – رال ۲۰۰۴ و رال۲۰۰۳ ، زرد – رال ۱۰۲۳ ، زرد لیمویی – رال ۱۰۲۸ ، بنفش – رال ۴۰۰۵ ،سبز چمنی –رال۶۰۲۴ ،سبز تیره – رال ۶۰ ۱۸ ،صورتی – رال ۴۰۰۳ ،قهوه ای رنگ سفال –رال ۸۰۰۴،قهوه ای سوخته ۸۰۱۸

ورق‌های اسید شویی شده نیز از ورق‌های گرم تولید می‌شود که طی پروسه ایی اسید شویی می‌شوند و زغال‌های سطحی ورق و مقداری از ناخالصی‌ها گرفته می‌شود و قدری ظاهر ورق براق‌تر می‌شود یعنی نزدیک به ورق روغنی است.
به فرآیندی که طی آن چربی های روی ورقی که توسط نورد گرم به ضخامت دلخواه رسیده است، با استفاده از اسید کلریدریک از ورق زدوده می شود، اسیدشویی می گویند.
بخشی از محصول تولیدی در واحد نوردگرم جهت شستشوی سطح ورق بوسیله اسید،به واحداسیدشوئی انتقال می یابد.در خطوط اسیدشوئی کلافها پس از باز شدن توسط قرقره های باز کننده واردحوضچه های اسید ازنوع اسید کلر یدریک شده و درآنجا جهت اکسیدزدایی شسته می شو ند.این کلاف ها پس از شسته شدن وخارج شدن ازحوضچه های اسید توسط آب شسته شده و با عبور از تو نل هوای گرم خشک می شوند.پس از عملیات اسید شو ئی بخشی ازمحصول به صورت کلاف اسید شوئی شده به بازار عرضه و بخش عمده آن برای تولید محصولات سرد به واحد نورد سرد انتقال می یابد.