ورق سیاه چیست؛ نحوه تولید و ویژگی های آن

ورق سیاه چیست؟ پاسخ به این سوال بسیار مهم است چرا که یکی از مهم‌ترین مقاطع تولیدی در صنعت، ورق سیاه فولادی می‌باشد. ورق به عنوان یکی از محصول‌های نهایی در صنایع پایین دستی فولاد مانند خودروسازی و یا لوازم خانگی کاربرد وسیعی دارد. یکی از انواع ورق‌های فولادی، ورق سیاه می‌باشد. برای اینکه با این محصول بیشتر آشنا شوید، ابتدا بایستی بدانید که منظور از ورق سیاه چیست و چگونه تولید می‌شود. در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

*** منظور از ورق سیاه چیست؟ 

شاید تابحال فرآیند نورد گرم را شنیده باشید. در اصطلاح به ورق تولیدی به روش نورد گرم ورق سیاه گفته می‌شود. اگر بخواهیم دقیق تر توضیح دهیم، در اصطلاح متالورژیکی به ورقی که از فولاد نورد گرم ساخته شده است و در دمای بالاتر از ۹۳۰ درجه سانتیگراد تحت عملیات نورد فشاری قرار گرفته تا خاصیت فرم پذیری آن بهینه شود، ورق فولادی نورد گرم و یا اصطلاحا ورق سیاه گفته می‌شود.

آیا می‌دانید دلیل اصلی نامگذاری ورق سیاه چیست؟ هنگام تولید این ورق به روش نورد گرم، به دلیل اینکه در دمای بسیار بالا قرار می‌گیرد؛ اجزا ورق دچار ذوب شده و روی سطح آن زنگ زدگی و اکسیداسیون رخ می‌دهد که این امر منجر به تیره و مات شدن سطح این ورق می‌شود. به همین دلیل به این محصول ورق سیاه گفته می‌شود.

*** مراحل تولید ورق سیاه چیست؟

یکی از سوالاتی که پیش می‌آید این است که مراحل تولید ورق سیاه چیست؟ برای تولید ورق سیاه از محصول میانی تختال به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. اولین مرحله از تولید ورق سیاه، حرارت دادن تختال در کوره پیش گرم می‌باشد. با این کار یک پوسته اکسیدی روی سطح تختال ایجاد می‌شود که برای از بین بردن آن از عملیات پوسته شویی استفاده می‌شود.

مرحله دوم که به نورد خشن معروف است به این صورت است که با عبور دادن تختال‌های پوسته شویی شده از میان غلتک‌ها، ضخامت آنها را کاهش می‌دهند. بعد از این مرحله، ورق‌ها وارد مرحله نورد نهایی خواهند شد. در این مرحله ورق‌ها به دمای بالا می‌رسند تا ناهمواری ها و نواقص احتمالی آنها در این مرحله کاملا رفع شود. خط نورد نهایی دارای ۵ تا ۷ قفسه می‌باشد تا بتوان ضخامت ورق‌ها را به ۱٫۸ تا ۳ میلیمتر کاهش داد. پس از کاهش ضخامت در این مرحله، دمای ورق‌ها حدود ۵۸۰ درجه سانتیگراد کاهش داده می‌شود تا برای مرحله کلاف پیچی آماده شوند. در نهایت ورق‌ها بصورت کلاف و یا بصورت شیت در بازار عرضه می‌شوند.

لازم به ذکر است که بدانید اگر قرار به استفاده از این ورق‌های سیاه در صنعت ساختمان سازی باشید، معمولا آلیاژهای تیتانیم و آلومینیوم به ورق اضافه می‌شوند تا محصول نهایی بدست آید. در حقیقت با پایان مرحله نورد، محصول بدست آمده یک محصول واسطه خواهد بود.

*** اجزای اصلی خط نورد گرم در تولید ورق سیاه چیست؟

برای تولید ورق سیاه از روش نورد گرم استفاده می‌شود. خط تولید این روش شامل اجزا مختلفی می‌باشد که به اختصار هرکدام توضیح می‌دهیم.

*** کوره پیش گرم

با استفاده از این کوره‌، تختال‌ها را می‌توان تا دمای ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد حرارت داد. با انجام پیش گرم تختال در حقیقت عیوب ساختاری فولاد تا حدودی از بین خواهد رفت. در انجام پیش گرم با انتخاب درست میزان حرارت جهت گرم کردن تختال‌ها، می‌توان در هزینه صرفه جویی کرده و از نظر ساختاری از تشکیل رسوب سخت جلوگیری شود.

*** قفسه‌های نورد خشن

به دنبال ایجاد پوسته اکسیدی بر روی تختال‌ها در اثر پیش گرم، بعد از آن عملیات پوسته زدایی انجام می‌گیرد. سپس تختال‌ها برای کاهش ضخامت وارد قفسه‌های نورد خشن می‌شوند.

*** جعبه کلاف

بعد از عملیات نورد خشن، تختال‌های کاهش ضخامت داده شده به جعبه کلاف منتقل می‌شوند. در حقیقت با استفاده از این جعبه می‌توان ظرفیت تولید را افزایش داد. از ویژگی‌های خاصی که این جعبه دارد این است که می‌تواند پوسته‌های ایجاد شده روی سطح تختال را شکسته و از طریق همگن سازی دما به ایجاد خواص مکانیکی یکنواخت در ورق‌ها کمک کند.

*** نورد نهایی

خط نورد نهایی شامل ۵ تا ۷ قفسه می‌باشد که می‌توان ورق‌ها را با سرعت ۱۰ الی ۲۰ متر بر ثانیه به ترتیب از این قفسه‌ها عبور داد. در این مرحله ضخامت ورق‌ها بین ۱ الی ۴ میلیمتر کاهش می‌یابد. در این مرحله از قفسه‌های چهار غلتکه استفاده شده و از طریق سیستم اتوماتیک کنترل ضخامت، ضخامت ورق‌ها تنظیم می‌شود.

*** خنک کاری و مرحله کلاف پیچی

به منظور اینکه ورق‌ها به مرحله کلاف پیچی وارد شوند، دمای آنها را حدود ۵۸۰ درجه سانتیگراد کاهش می‌دهند. ورق‌ها پس از گذراندن مراحل نورد و خنک کاری، به صورت کلاف درآمده و برای مصرف به کارخانجات دیگر یا بازار فرستاده می‌شوند. بعضی اوقات نیز ورق‌های سفارشی بصورت شیت یا فابریک عرضه می‌شوند.

*** مقصود از انواع ورق سیاه چیست؟

اگر بخواهیم بدانیم که مقصود از انواع ورق سیاه چیست، باید این دسته بندی این محصول را بررسی کرد. از نظر دسته بندی ورق سیاه، این محصول را می‌توان براساس جزئیات آلیاژ، کیفیت مواد اولیه، ضخامت و کاربرد آن به انواع گوناگونی تقسیم کرد. کاربرد هر کدام از این انواع گوناگون ورق سیاه در بخش خاص خود می‌باشد. در ادامه به بررسی رایج‌ ترین انواع ورق سیاه می‌پردازیم:

*** ورق سیاه صنعتی

از ورق‌های سیاه صنعتی می‌توان به دو روش کلی استفاده کرد. یکی از آنها استفاده از این محصول در تولید پروفیل‌هایی با ابعاد بالا می‌باشد. استفاده دیگر از این محصول بصورت مستقیم در صنایع عظیم و غول پیکر مانند کشتی سازی می‌باشد. ورق سیاه صنعتی از نظر ابعاد، سایز، وزن و ضخامت با سایر ورق‌های سیاه متفاوت هستند.

*** ورق سیاه معمولی

با دسته بندی براساس میزان عنصر کربن در آلیاژ فولادی، سختی متفاوتی برای ورق‌های فولادی درنظر گرفته خواهد شد. اگر ورق سیاه معمولی را براساس میزان کربن موجود در آلیاژ آن تقسیم بندی کنیم، دو نوع ورق سیاه ST37 و ST52 خواهیم داشت. این دو گرید شامل سایر عناصر دیگر هم هستند. در ورق‌های ST37 عناصر دیگری مانند فسفر، گوگرد، سیلیسیم و منگنز وجود دارند. همین عناصر با درصدهای متفاوت در ورق ST52 نیز وجود دارند.

منظور از دسته بندی براساس نحوه عرضه به بازار ورق سیاه چیست؟ ورق سیاه براساس نحوه عرضه به بازار به دو نوع رول و شیت تقسیم بندی می‌شود که در ادامه هرکدام را معرفی می‌کنیم.

*** ورق سیاه کلاف یا رول

طول ورق سیاه بصورت رول یا کلاف هیچ محدودیتی ندارد. عرض این ورق‌ها در اندازه‎‌های ۱، ۱٫۲۵، ۱٫۵ و ۲ متر تولید می‌شود. ضخامت ورق سیاه کلاف یا رول نیز از ۱٫۵ تا ۱۵ میلیمتر متغیر می‌باشد.

*** ورق سیاه شیت یا فابریک

این نوع از ورق‌های سیاه به ورق‌های سفارشی معروف هستند؛ چراکه ابعاد و ضخامت ورق مورد نیاز توسط مشتری به کارخانه ارائه می‌شود تا محصول موردنظر تولید شود. ورق‌های سیاه شیت یا فابریک آماده در بازار در ابعاد ۱*۲ متر، ۱٫۵*۲٫۵ متر، ۱*۶ متر، ۱٫۵*۶ متر، ۲*۶ متر و ۲*۱۲ متر و با ضخامت بیشتر از ۱۵ میلیمتر عرضه می‌شوند.

*** استانداردهای ورق سیاه

یکی از سوالاتی که برای شما ممکن است پیش بیاید این است که استاندارد ورق سیاه چیست؟ ورق سیاه به طور کلی در دو نوع معمولی و صنعتی و در استانداردهای مختلف تولید می‌شود. رایج‌ ترین استاندارد ورق سیاه در ایران ST37 و ST52 می‌باشد که جزء ورق‌های سیاه معمولی می‌باشند. در نوع صنعتی آن استاندارد A285-GR C، A283 – GR C و A516 –GR 60 را می‌توان نام برد.

نکته‌ای که در اینجا لازم است بدانید این است که ورق ST37 در مقایسه با ورق ST52 دارای سختی کمتری می‌باشد که آن هم به دلیل میزان کربن کمتر آن است. همچنین بهتر است بدانید که ورق سیاه ST37 و ST52 به ترتیب ۳۷ و ۵۲ مگاپاسکال تنش را می‌توانند تحمل کنند.

*** کاربرد ورق سیاه

با توجه به اینکه ورق سیاه در استانداردها و ضخامت‌های مختلفی تولید می‌شود، یکی از سوال‌هایی که پیش می‌آید این است که کاربرد ورق سیاه چیست؟ ورق سیاه ST33 که با نام ورق سیاه ST37 نیز شناخته می‌شود، در صنعت ساخت و ساز کاربرد دارد. از ورق ST44 که با نام ورق ST52 نیز معروف است؛ به دلیل داشتن سختی بالا، در ساخت تانکر، سیلندر گاز و برخی از لوله‌های نفتی خاص کاربرد دارد.

قیمت روز ورق سیاه براساس نوع کاربرد و ضخامت آن متفاوت خواهد بود. نکته‌ای که باید به آن توجه داشت این است که با توجه به کاربرد، ضخامت‌های ۱٫۵ تا ۱۵ میلیمتر در بازار بصورت رول یا کلاف عرضه می‌شوند. ورق سیاه با ضخامت بیشتر از ۱۵ میلیمتر نیز بصورت شیت یا فابریک در بازار ارائه می‌شود.  

*** جدول وزنی ورق سیاه

وزن ورق سیاه را می‌توان با توجه به ابعاد و ضخامت آن بدست آورد. برای محاسبه وزن ورق سیاه از فرمول زیر استفاده می‌شود.

وزن ورق سیاه = طول ورق(میلی متر) * عرض ورق (میلی متر) *ضخامت (میلی متر)* چگالی ورق

در ادامه جدول وزنی ورق سیاه برای برخی از ابعاد رایج در بازار برای شما ارائه شده است.

*** نتیجه گیری

مقصود از اینکه ورق سیاه چیست و علت نامگذاری آن بیان شد. نحوه تولید ورق سیاه روش نورد گرم می‌باشد که شامل چندین مرحله است. ورق سیاه از نظر بسته بندی به رول و شیت و از نظر استاندارد به ورق سیاه معمولی و صنعتی تقسیم بندی می‌شود. یکی از فاکتورهای استفاده از ورق سیاه وزن آن می‌باشد که می‌توان به جدول وزنی این محصول رجوع کرد و یا وزن ورق را خودمان بدست آوریم. امیدواریم تا با مطالعه مقاله فوق، پاسخ سوال‌هایتان پیرامون موضوع ورق سیاه دریافت کرده باشید.