انواع شمش آهن و فولاد | مشخصات و کاربردهای آن

شمش آهن و فولاد انواع مختلفی دارد و هر یک از آنها دارای مشخصات و کاربردهای بخصوصی هستند. حتما شما هم دست کم یک بار واژه شمش فولاد را شنیده اید. اما آیا با انواع آن آشنا هستید؟ میدانید روش تولید آن ها چیست و چه کاربردی دارند؟ آیا تفاوت بین انواع شمش آهن را میدانید؟ ما در این مقاله می‌خواهیم به تمام سوالات شما در مورد شمش فولادی پاسخ دهیم.

اگر بخواهیم ساده و خلاصه توضیح دهیم، به طور کلی چندین مرحله برای تولید یک محصول تمام شده فولادی وجود دارد. مرحله اول تبدیل مواد معدنی به کنسانتره، گندله، سنگ آهن و آهن اسفنجی است. همه اینها در حیطه مواد اولیه قرار میگیرند. اما در مرحله دوم با استفاده از این مواد، انواع شمش آهن و فولاد مانند شمش بیلت، بلوم و تختال تولید می‌شود. سپس در مرحله سوم این شمش ها به محصولات فولادی مانند تیرآهن، میلگرد و … تبدیل شده و به بازار عرضه می‌شوند.

بیشترین تمرکز ما در این مقاله روی مرحله دوم یعنی تولید محصول میانی یا همان شمش فولاد است. پس با آرتان پرس همراه باشید.

*** شمش چیست؟

به طور کلی شمش‌ها مقاطع فلزی پرداخت نشده ای هستند که به عنوان ماده اولیه برای ساخت مقاطع و محصولات دیگر به کار میروند. شمش ها طی عملیاتی متنوعی مانند شکل دهی، برش کاری و … تبدیل به محصول مورد نظر میشوند. همچنین آن ها میتوانند به عنوان ذخیره ارزی بین دولت ها مبادله شوند. یکی از مهمترین انواع شمش در کشورها، شمش فولاد است. بنابراین قیمت شمش آهن برای بسیاری از تجار و اقتصاد دانان یک کشور تولید کننده فولاد دارای اهمیت است.

*** شمش آهن چیست؟

شمش آهن به انگلیسی Iron ingots نامیده میشود و برای تولید شمش آهن، دو مسیر وجود دارد. مسیر اول استفاده از قراضه ذوب شده اشکال قبلی فولاد است که قبلا مورد استفاده قرار گرفته اند و یا به هر دلیل دیگری قابلیت کاربرد ندارند. مسیر دوم استفاده از مواد اولیه معدنی مثل سنگ آهن است که این نوع شمش آهن از کیفیت بالاتری نسبت به شمش حاصل از قراضه تولید میکند.

در مسیر دوم تولید شمش فولاد، در ابتدا سنگ آهنی که از معادن استخراج میشود، وارد کارخانجات ذوب شده و طی عملیاتی خالص سازی میشود. سپس در قالب های مشخصی ریخته شده و سرد می‌شود. به این ترتیب شمش آهن تولید شده و در ساخت محصولاتی مانند میلگرد، مفتول، تیرآهن، انواع ورق و … به کار گرفته میشود.

*** انواع شمش فولاد

همان طور که گفته شد، مواد اولیه مورد نیاز برای تولید محصولات فولادی، شمش های فولادی هستند. شمش آهن و فولاد بسته به نوع محصولی که میخواهیم تولید کنیم، انواع مختلفی دارند و اساس طبقه بندی آن ها تفاوت در ابعاد و شکل سطح مقطع آن ها است. در ادامه به توضیح انواع شمشهای فولاد میپردازیم.

 *** اینگت (ingot)

اینگت یا شمش محصول نیمه تمامی است که سطح مقطع آن عمدتا ذوزنقه ای شکل و طول آن کمتر از ۲ متر است. رایج ترین شمش ها از جنس فولاد، چدن، طلا، آلومینیوم و مس هستند. به شمش فولادی، شمش فابریک هم گفته میشود. از کاربردهای این نوع شمش آهن میتوان به ساخت نمونه های آزمایشگاهی اشاره کرد.

*** بیلت (billet)

این محصول در بازار آهن آلات بسیار پرطرفدار است. بیلت به عنوان یکی از محصولات میانی نورد فولاد، سطح مقطع دایره ای یا مربعی شکل دارد. مساحت سطح مقطع بیلت کمتر از ۲۳۰ سانتیمتر مربع است و طول بیشتری نسبت به شمش دارد. به همین دلیل عموما برای تولید محصولات طویلی مانند میلگرد و مفتول از بیلت استفاده میشود. به بیلت شمشال هم گفته میشود.

*** اسلب (slab)

اسلب که به آن تختال هم گفته میشود، سطح مقطع مستطیل شکلی به ابعاد ۱۲۵۰*۲۳۰ میلیمتر دارد و برای تولید تسمه، لوله و ورق های فولادی مورد استفاده قرار میگیرد. طول این محصول ۱۲ متر است. دیگر مشخصات این نوع شمش آهن را در مقاله اسلب یا تختال چیست بخوانید.

*** بلوم (bloom)

سومین نوع از انواع شمش آهن شمش بلوم است. این شمش یا از کنار اسلب بریده می‌شود و یا تمام اسلب را به بلوم تبدیل می‌کنند. این محصول که به شمشه هم معروف است، به بیلت شباهت دارد. اما سطح مقطع آن بزرگ تر از بیلت است. به عبارتی طول اضلاع سطح مقطع مربعی شکل آن ۳۰ – ۱۵ سانتیمتر و مساحت سطح مقطع آن بزرگ تر از ۲۳۰ سانتیمتر مربع است. متداول ترین بلوم ها سطح مقطعی به ابعاد ۲۰۰*۱۸۰، ۲۵۰*۱۸۰ و ۲۵۰*۲۰۰ سانتیمتر مربع دارند. بلوم در ساخت پروفیل هایی مانند تیرآهن، سپری، ناودانی، قوطی و … کاربرد دارد.

*** روش های تولید انواع شمش فولادی

به طور کلی فولاد مذاب یا خام به سه روش تولید میشود. اما فناوری مورد استفاده در تولید انواع شمش فولاد در مراحل بعد از به دست آوردن فولاد مذاب، تقریبا یکسان است.

*** روش کوره قوس الکتریکی (EAF)

این روش نسبت به دیگر روش ها توجیه بیشتری دارد. در این روش ابتدا قراضه آهن داخل کوره قوس الکتریکی ریخته میشود. ظرفیت کوره قوس الکتریکی ۲۰۰۰۰ – ۱ کیلو است. سپس هم زمان با ذوب قراضه ها، ترکیبی از آهن اسفنجی که از احیای مستقیم گندله به دست آمده است، به همراه مواد سرباره ساز مانند آهک، کک، بنتونیت و دیگر مواد افزودنی به مذاب اضافه میشود.

در نهایت فولاد مذاب پس از نمونه گیری، دمش اکسیژن، همگن سازی و آنالیزهای مختلف به دست می آید. فولاد مذاب پس از تخلیه سرباره، توسط پاتیل به واحد ریخته گری مداوم منتقل و به وسیله نازل داخل تاندیش و سپس قالب مسی آب گرد ریخته گری میشود. در نهایت نیز بعد از خنک شدن منجمد می‌شود. شمش های تولید شده به روش کوره قوس الکتریکی کیفیت بهتر و درنتیجه قیمت بالاتری دارند. زیرا آنالیز آن ها دقیق تر است.

*** روش کوره بلند (BF)

روش کوره بلند یک روش سنتی برای تولید فولاد مذاب است که بیش از نود درصد سنگ آهن موجود در جهان در این کوره مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش ابتدا سنگ آهن فرآوری و آگلومره شده و سپس به همراه آهک و کک وارد کوره بلند میشود. به این ترتیب آهن خام یا چدن مذاب به دست می آید. بعد از تبدیل آهن خام به فولاد مذاب و حذف کربن و ناخالصی های دیگر آن به کمک اکسیژن، آن را به واحد ریخته گری مداوم منتقل میکنند که بعد از ریخته شدن در قالب منجمد شود.

*** روش کوره القایی (IMF)

در کوره های القایی امکان تصفیه مذاب وجود ندارد. به همین دلیل با این روش نمی‌توان شمش کم کربن تولید کرد. همچنین میزان عناصر مضر مانند فسفر و گوگرد در این روش، نسبت به روش کوره قوس الکتریکی بیشتر است.

*** روش های شمش ریزی

شمش ریزی بعد از به دست آمدن فولاد خام یا مذاب و به دو روش ریخته گری مداوم و دستی انجام میگیرد. در شمش ریزی مداوم که به روش CCM هم معروف است، فولاد مذاب با سرعت مشخصی در قالبی مسی ریخته میشود. در حین منجمد شدن نیز قسمت هایی از شمش که منجمد شده اند، با سرعتی برابر با سرعت بار ریزی از انتهای قالب خارج میشوند. این روش از سرعت بالایی برخوردار است و به دلیل مقرون به صرفه بودن، متداول تر از روش دستی است. در شمش ریزی دستی، مذاب به وسیله پاتیل به قالب منتقل شده و در نهایت منجمد میشود. نوع شمش ریزی تعیین کننده خواص فیزیکی و مکانیکی شمش به دست آمده است.

*** معروف ترین کارخانه های تولید کننده انواع شمش فولادی

• فولاد خوزستان
• شمش میلگرد و تیرآهن ذوب آهن اصفهان
• مجتمع فولاد کیمیا
• فولاد آتیه اندیشان سپهر شرق
• فولاد خزر
• فولاد ارفع
• فولاد پاسارگاد
• فولاد کاوه جنوب
• فولاد کاویان
• فولاد سیرجان
• نورد فولاد یزد
• فولاد هرمزگان
• فولاد جم قم
• فولاد سازان کیوان یزد
• ویان همدان

*** دو گرید معروف شمش فولادی

شمش فولادی در گریدهای متنوعی تولید میشود که معروف ترین آن ها ۳sp و ۵sp است. این دو گرید متعلق به استاندارد روسی GOST380 هستند که در تولید شمش فولادی مورد استفاده قرار میگیرد. در زیر به تفاوت های شمش فولادی ۳sp و ۵sp اشاره میکنیم.

• شمش فولادی ۳sp انعطاف پذیری بیشتری نسبت به شمش فولادی ۵sp دارد.
• شمش فولادی ۳sp گران تر از شمش فولادی ۵sp است.
• میزان عناصر آلیاژی شمش فولادی sp3 کمتر از شمش فولادی sp5 است.
• شمش فولادی sp3 معمولا در ساخت نبشی، ناودانی و میلگرد با سایزکوچک و شمش فولادی sp5 در تولید کلاف و میلگرد تا سایز ۲۵ مورد استفاده قرار میگیرد.

*** شمش میلگرد

مهم ترین نکته در استفاده از شمش برای تولید میلگرد، میزان کربن موجود در شمشی است که میخواهیم از آن انواع میلگرد تولید کنیم. برای تولید میلگرد با سایز ۴۰ – ۱۴ از شمشی که میزان کربن آن ۳۵ – ۳۰ درصد است، استفاده میشود. برای سایزهای کوچک تر هم از شمش فولادی کم کربن استفاده میکنند تا انعطاف پذیری مورد نظر را تامین کند.

در تولید میگرد با سایز میلگرد کوچک معمولا از شمش ۱۲۰ و ۱۳۰ و در تولید میلگرد با سایز بزرگ از شمش ۱۵۰ استفاده میشود. همچنین در تولید میلگردهای ساختمانی استفاده از بیلت و در تولید میلگردهای صنعتی استفاده از بلوم متداول است.

*** عوامل موثر بر قیمت شمش آهن در بورس کالا

مانند هر محصول دیگری، عوامل متعددی بر قیمت شمش آهن تاثیرگذار هستند. در این قسمت میخواهیم به بررسی این عوامل بپردازیم.

*** قیمت سنگ آهن

همان طور که قبل تر هم اشاره شد، یکی از مواد اولیه مورد نیاز برای تولید انواع شمش آهن و فولاد ، سنگ آهن است. بنابراین کاملا طبیعی به نظر میرسد که قیمت شمش متاثر از قیمت سنگ آهن باشد.

*** قیمت جهانی نفت

حدود ۱۵ درصد از قیمت شمش و به طور کلی محصولات فولادی ناشی از میزان انرژی مصرف شده برای تولید آن ها است. بنابراین با افزایش قیمت جهانی نفت، شاهد افزایش قیمت تمام شده شمش و محصولات فولادی خواهیم بود.

*** قیمت ضایعات آهن

با توجه به این که در تولید شمش فولادی از ضایعات آهن نیز استفاده میشود، از این رو قیمت ضایعات بر قیمت نهایی شمش تاثیرگذار خواهد بود. تولید ضایعات در ایران محدود است. لذا میتوان آهن اسفنجی را جایگزین ضایعات آهن کرد.

*** عرضه و تقاضا

به طور کلی عرضه و تقاضا نقش کلیدی در تعیین قیمت نهایی یک محصول دارد. به این صورت که با افزایش عرضه قیمت کاهش و با افزایش تقاضا قیمت افزایش پیدا میکند.

*** هزینه حمل و نقل

یکی از فاکتورهای موثر بر قیمت محصول، هزینه حمل و نقل آن است.

*** تولید کنندگان عمده جهانی

سیاست های تولید کنندگان جهانی یک محصول، میتواند روی قیمت آن تاثیر زیادی داشته باشد. به عنوان مثال کاهش میزان صادرات، میتواند موجب افزایش قیمت شمش آهن در بازار جهانی شود.

*** نرخ ارز

به طور کلی با افزایش نرخ ارز، تقاضا برای آهن آلات و همچنین انواع شمش فولادی کاهش پیدا میکند. بنابراین نوسانات ارزی و به تبع آن تغییر میزان تقاضا بر قیمت شمش فولادی تاثیر میگذارد.

*** قیمت شمش آهن

شمش فولادی علاوه بر شاخه ای به صورت کیلویی هم فروخته میشود. برای اطلاع از قیمت هر کیلو شمش آهن میتوانید به جداول قیمتی آرتان پرس مراجعه کنید.

*** وزن شمش آهن

آگاهی از وزن شمش برای فعالان بازار آهن آلات بسیار حائز اهمیت است. زیرا شمش ماده اولیه تولید محصولات فولادی است. وزن شمش کارخانه های مختلف ممکن است بسته به ترکیب شیمیایی مختلف آن ها اندکی باهم متفاوت باشند. اما محاسبه وزن آن کار چندان سختی نیست. شما میتوانید با در دست داشتن چگالی شمش و ضرب آن در حجم شمش به راحتی جرم آن را به دست آورید.

منبع: آرتان فولاد ایرانیان