فرایند تولید ورق استیل

ورق  استیل نوعی از فولادهای ضد زنگ است که نام درست و علمی آن درواقع استنلس استیل است اما در بازار که آن را با نام استیل می‌شناسند. فولاد بر اساس ترکیب عناصر موجود در آلیاژ آن در انواع مختلف تولید می شود. در یک دسته بندی کلی فولاد را به دو گروه کم کربن و پر کربن تقسیم می کنند. در این میان به فولادی که دارای خاصیت ضد زنگ باشد، استیل ضد زنگ یا ورق استیل نیز می‌گویند. این فولادهای مقاوم از نظر استحکام نیز در درجه بالایی قرار دارند و در برابر فشار، کشش، ضربه و مواد خورنده مختلف دوام و استحکام دارند. قیمت ورق استیل نسبت به ورق‌های فولادی معمولی بیشتر است زیرا آلیاژ آن متفاوت است و در واحدهای فراوری فولاد به هزینه بیشتری برای تولید نیاز دارد. علاوه‌بر این موارد قیمت ورق آهن و قیمت آهن امروز نیز در تعیین قیمت این نوع ورق اثرگذارند. توجه داشته باشید که استنلس استیل یکی از آلیاژهای فولاد است یعنی در واقع از مشتقات آهن به شمار می رود زیرا فولاد خود یک آلیاژ آهن به شمار می رود؛ اما آهن و فلزات آهنی در برابر رطوبت و اکسیژن هوا زنگ می زنند در حالی که استیل دچار زنگ آهن نمی‌شود؛ و این به خاطر تفاوت در ترکیب شیمایی و وجود عنصر کروم است.

مراحل تولید ورق استیل

ورق‌های استیل مانند بسیاری از ورق های فولادی و فلزی دیگر به دو صورت رول و شیت ساخته می‌شوند. رول‌ها در عرض و ضخامت استاندارد و شیت‌ها در طول، عرض و ضخامت استاندارد عرضه می شوند. در روش نوردکاری، فولاد را در دمای بالا حرارت می دهند و از میان غلتک‌های عمودی و افقی عبور می‌دهند تا به سایز مورد نظر برسد. برخی محصولات در دمای اتاق نورد می‌شوند که به آن نورد سرد گفته می‌شود و بسیاری از محصولات نیز در دمای بالا نورد می‌شوند که به آن نوردکاری گرم گفته می‌شود. در خط تولید ورق استیل بر اساس نوع ورق ابزارها و ماشین آلات مختلفی همچون آج زنی، برشکاری، شست‌وشو، اسیدشویی استفاده می‌شود.

ذوب مواد خام و اولیه

ماده اولیه سنگ آهن است که از معادن استخراج می شود، فراوری می شود و به محصولات دیگری مثل آهن اسفنجی، کک، ذغال، فولاد چدن و آهن خام تبدیل می شود. سنگ آهن در هر مرحله از فراوری، تصفیه می شود و برخی از عناصر و مواد زائد از آن حذف یا کم می شود. عناصر اصلی تشکیل دهنده ترکیب شیمیایی آهن شامل کربن، سیلیسیم، منگنز، فسفر، گوگرد، تیتانیوم، مولیبدن، کروم، وانادیوم، نیکل و غیره است. کربن اضافه در کوره های ذوب از آن جدا می شود و این کار در چند مرحله انجام می شود زیرا کربن زیاد باعث چقرمگی و سختی بیش از حد شده و کیفیت آن را کاهش می دهد. هر یک از عناصر نام برده دیگر نیز به همین صورت خصوصیات فلز را تحت تأثیر قرار می دهند بنابراین باید مقدار آن ها کنترل شود. فراوری سنگ آهن و آهن خام را تا تولید فولاد معمولی را می توانید در مقالات دیگر سایت بخوانید در اینجا به بخش فراوری فولاد و ساخت فولاد ضد زنگ می‌پردازیم.

فراوری و حذف مواد زائد

کوره‌های ذوب مختلفی در کارخانه‌های فولاد و ذوب آهن استفاده می‌شود، کوره بلند از بزرگ‌ترین و اولین کوره‌ها به شمار می‌رود گه ظرفیت بالایی دارد و برای تولید فولاد در حجم بالا توجیه دارد. کوره قوس الکتریکی نوع دیگری است که رایج‌تر است زیرا هزینه آن کمتر است و برای ظرفیت پایین‌تر نیز استفاده ‌شود و از نظر سوخت نیز اقتصادی‌تر است.

در داخل کوره های ذوب ماده اولیه فولاد را تا دمای بالا حرارت می‌دهند تا مذاب شود. در دمای ذوب با افزودن موادی مخصوص اکسیژن زدایی انجام می‌شود، کربن اضافی حذف شود و عناصر مورد نیاز اضافه گردد. برای کربن زدایی از سیستم خلأ اکسیژن دی کربوریزاسیون یا VOD – از سیستم آرگون اکسیژن دی کربوریزاسیون یا AOD استفاده می‌شود.

برای اینکه یک ترکیب عالی ایجاد شود نیاز به هم زدن فولاد مذاب است تا یک ترکیب یکدست ساخته شود.

فرم دهی

در مرحله فرم دهی با روش‌های نوردکاری سرد و گرم فلز ساخته شده به شکل‌های مختلفی از جمله اسلب و ورق فرم دهی می‌شود. وقتی که استیل در حل سرد شدن است و به کریستال شدن نرسیده است، یکسری عملیات فرم دهی روی آن انجام می شود. در نورد داغ یعنی وقتی که فولاد هنوز داغ است، اگر فرم دهی انجام شود، محصول استیل زمخت و زبر خواهد شد. از این روش معمولاً برای ساخت شمش، بیلت، یا بلوم استفاده می‌شود. اگر لازم به تولید محصولی با ابعاد دقیق باشد باید از نورد سرد استفاده شود؛ زیرا فولاد در دمای بالا به راحتی شکل می‌گیرد و تا سرد شدن آن ممکن است لبه‌ها و گوشه‌ها تغییر شکل پیدا کنند و ابعادی دقیق حاصل نشود

عملیات حرارتی

عملیات حرارتی مختلفی بر روی استیل انجام می‌شود تا میزان مقاومت، استحکام و خصوصیات فنی و مکانیکی آن بهبود یابد. برای از بین بردن تنش‌های داخلی و بهبود خواص مکانیکی از فرایند آنیلینگ استفاده می‌شود. در این روش ابتدا فولاد حرارت داده می‌شود و بعد به صورت کنترل شده سرد می‌شود. گاهی بعد از این فرایند به رسوب زدایی نیاز پیدا می‌شود تا لایه محافظ به خطر نیفتد.

عملیات برشکاری

برای ارائه محصول به بازار و تبدیل آن به محصول نهایی باید عملیات برشکاری انجام شود تا سایز استاندارد حاصل گردد. دستگاه‌ها و ابزارهای مختلفی برای برش فلزات از جمله فولاد و استیل وجود دارد برای برش استیل در ضخامت های کم می توان از دستگاه برش آهن CNC و یا برش لیزری استفاده کرد و برای سایزهای ضخیم و صفحات قطور معمولاً قیچی های فلزی و مکانیکی مثل گیوتین استفاده می‌شود.

استفاده از روش ها و ابزارهای مختلف برای برش فولادها و فلزات گوناگون فقط به دلیل تفاوت در ضخامت‌ها نیست. برخی آلیاژهای فولاد هنگام برشکاری با روش‌هایی مثل واترجت و CNC ممکن است در محل برش دچار تغییر خصوصیات فنی شود بنابراین قبل از استفاده از یک روش برای برشکاری باید از تأثیر آن بر فلز مطلع بود. محصول تولید شده باید از نظر کیفیت سطحی مورد تائید باشد بنابراین قبل از ارسال به بخش کنترل کیفیت یک سری عملیات سطحی مثل اسیدشویی، شست و شو، پرداخت کاری، پولیش کاری، ماشین کاری، سنگ زنی و…  بر روی آن انجام می‌شود.

کنترل کیفیت

در کارخانه‌های تولید کننده، هر محصول اعم از این ورق؛ بعد از خروج محصول از خط تولید آن را وارد واحد کنترل کیفیت می‌کنند تا از نظر میزان تطابق با استانداردها، مورد ارزیابی و تست‌های مختلف قرار دهند. میزان مقاومت محصول، میزان استحکام، مقاومت در برابر فشار، کشش، ضربه و غیره توسط ابزارها و دستگاه‌های مختلف آزمایش می‌شوند و نتیجه تست‌ها در یک برگه به نام برگه آنالیز محصول درج می‌گردد و به همراه محصول به بازار ارائه می گردد. معمولاً به این صورت است و اگر مشتری نیاز به انجام آزمایش مجدد و یا متفاوت داشته باشد، می‌تواند این کار را از طریق آزمایشگاه‌های متالوژی معتبر انجام دهد تا از کیفیت محصول مطمئن شود.

انواع ورق استیل

به طور کلی ورق‌های استیل در تنوع بالایی ساخته می‌شوند و از نظر کیفیت نیز در رتبه بالاتری از ورق‌های فولادی معمولی قرار دارند. این نوع ورق نسبتاً گران‌‌‍تر است و معمولاً در کاربردهای مهم مورد استفاده قرار می‌گیرد. بر اساس جنس و آلیاژ ساخت سه دسته از استیل‌های ضد زنگ وجود دارد:

1. استیل مغناطیسی
2. استیل عیرمغناطیسی
3. استیل نسوز

استیل‌های بگیر که در سری ۴۰۰ هستند، جذب آهن ربا می‌شوند و خاصیت مغناطیسی دارند؛ در مقابل استیل‌های نگیر که جذب آهن ربا نمی‌شوند و در سری ۳۰۰ هستند؛ قرار دارند. در برخی ویژگی ها این دو دسته با هم شباهت دارند و در برخی خصوصیات متفاوت هستند؛ اما استیل‌های نسوز آن دسته از محصولات فولادی هستند که دارای ترکیب شیمیایی قوی در برابر آتش و دمای بالا دارند.

ویژگی‌های ورق استیل

ورق استیل یا فولاد، آلیاژی برگرفته از آهن است که تنها ۲ درصد کربن دارد. به همین جهت این ورق نیز مثل آهن در مجاورت با رطوبت و اکسیژن هوا اکسید می‌شود و دچار خوردگی می‌شود بنابراین اگر لازم باشد در شرایط آب و هوایی نامساعد مورد استفاده قرار بگیرد، پس از مدتی دچار زنگ‌زدگی و فرسایش می‌شود. این موضوع برای برخی صنایع بسیار اهمیت دارد؛ بنابراین باید ترکیب شیمیایی این فولاد به گونه ای تغییر یابد که مقاومت پیدا کند یا روشی پیدا کنیم که از این فولاد در برابر عوامل جوی محافظت کنید.

دو راه حل رایج در این خصوص هست، گالوانیزه کردن فولاد (پوشش با فلز روی) – پوشش با مواد مختلفی چون اپوکسی – یا تغییر آلیاژ استیل. استنلس استیل از راه تغییر آلیاژ بهره می‌برد؛ بنابراین می‌توان گفت که مقاومت آن دائمی است و محدود به دوام لایه محافظ و پوششی نیست. ورق‌های استیل از نظر ظاهر و ابعاد و اندازه‌ها نیز متنوع هستند. به این صورت که انواع ورق فولادی ساده، آجدار، رنگی، ورق استیل خش دار ساخته می‌شود و در صنایع گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ورق استیل رنگی

ورق‌های استیل قابل رنگ کاری هستند. این محصولات با کیفیت در رنگ‌های مختلف و ضخامت‌های متنوع برای کاربردهای تزئینی و زیبایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همان‌طور که می‌دانید ظاهر ورق‌های استیل براق، تمیز و شفاف است.

این محصولات اگر رنگی باشند زیبایی چند برابری خواهد داشت. بنابراین نوع رنگی این ورق، یک محصول جذاب در بازار است که تحت فرایند PVD لایه ای از رنگ بر روی آن قرار می گیرد.

نحوه تولید ورق استیل رنگی شبیه به ورق گالوانیزه رنگی است اما تکنیکی که از آن استفاده می شود با نام PVD است که مخفف عبارت Physical Vapor Deposition است و تنها در چند کشور اجرا می‌شود. در این تکنیک که به معنای انباشت بخار فیزیکی – لایه نشانی با بخار فیزیکی – است، این ورق در شرایط خلأ بالا و دمای بین ۱۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد با یک لایه یکنواخت از رنگ پوشش داده می‌شود. لازم به ذکر است که میزان ضخامت پوشش رنگ در این روش قابل کنترل است.
درست مانند روش گالوانیزاسیون، قبل از عملیات PVD باید سطح ورق تمیز و عاری از هرگونه آلودگی و چربی باشد، خشک و تمیز بودن ورق مهم است. یک محفظه خلاء با میزان مناسبی از گاز آرگون پر می شود. ورق موردنظر و یک فلز هدف را در آن قرار می گیرند. سپس یک اختلاف پتانسیل بالا اعمال می شود و سطح فلز هدف تحت اصابت یون های آرگون قرار می گیرد. به این ترتیب اتم‌های سطح فلز هدف از آن جدا شده و بخار می‌شوند و بعد این بخارها به سمت ورق استیل می روند و به صورت یک لایه پوششی بر روی سطح آن قرار می‌گیرند؛ بنابراین برای رنگ کردن استیل با رنگ‌های مختلف باید از فلز هدف مختلفی استفاده شود.

رنگ‌های استاندارد برای رنگ کاری ورق استیل:

• رنگ برنز: آلومینیوم و تیتانیوم
• رنگی مشکی: کربن، آلومینیوم و تیتانیوم
• رنگ قرمز: زیرکونیوم با چگالی بالا
• رنگ آبی: آلومینیوم با چگالی بالاتر و تیتانیوم
• رنگ طلایی: تیتانیوم

ورق استیل تزئینی رنگی به این روش بس یار باکیفیت و رایج است. لازم به ذکر است که روش‌های دیگری مثل آبکاری و رنگ رزی برای پوشش دهی رنگی ورق‌های استیل وجود دارد اما روش PVD مزایای زیادی دارد و همین باعث شده تا رایج تر باشد.

مزایای ورق استیل رنگی با روش PVD:

• این روش خصوصیات ورق فولادی را تغییر نمی‌دهد.
• میزان مقاومت و سایش ورق را افزایش می‌دهد.
• کیفیت و دوام بالاتری دارد.
• میزان مقاومت به خوردگی ورق را افزایش می‌دهد.
• ضخامت لایه رنگی قابل کنترل است.
• سمی نیست و به محیط زیست صدمه نمی‌زند.
• قابل بازیافت و استفاده مجدد است.
• در نهایت باعث افزایش دوام و طول عمر ورق می‌شود.

کاربرد ورق استیل

ورق استیل نیز مانند سایر ورق‌‎های آهنی به دلیل خواص و ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد در جایگاه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربرد ورق‌های استیل شامل موارد زیر می‌شود:

• ساخت قطعات آسانسور
• ساخت لوازم خانگی، آینه، کابینت
• ساخت زیورآلات، جواهرات و ساعت
• ساخت گنبد و گلدسته
• ساخت نمای ساختمان ها
• ساخت تابلو
• تولید شیرآلات
• ساخت سقف کاذب
• در کارخانه های مواد غذایی
• در هتل ها و معماری داخلی
• ساخت محصولات تزئینی و دکوراتیو
• در صنعت حمل و نقل

در ایران انواع ورق استیل داخلی و وارداتی وجود دارد که برای خرید هر یک می‌توانید با آهن‌رسان تماس بگیرید.

جمع‌بندی

در این مقاله مراحل تولید ورق استیل و مزیت و کابردهای بسیاری در صنعت دارد را بررسی کردیم. آهن‌رسان به عنوان مرجع خرید مقاطع آهنی آنلاین این امکان را برای شما فراهم آورده تا تنها با یک تماس تلفنی بتوانید محصول مود نظر خود را نظیر انواع ورق استیل بدون پرداخت نقدی وجه خریداری کنید. همچنین شما می‌توانید قیمت لحظه‌ای انواع آهن‌آلات را در سایت آهن‌رسان مشاهده کنید و در صورتی که با سوالی مواجه شدید کافیست با شماره (۳۱۹۱۶) تماس بگیرید و پرسش خود را با کارشناسان حرفه‌ای ما مطرح کرده و پاسخ جامعی دریافت کنید.

سوالات متداول

آیا ورق استیل زنگ نمی‌ز‌ند؟

خیر این ورق‌ها مقاومت بالایی به خوردگی دارند اما این خصوصیات در برخی گریدهای آن در این مورد با هم فرق دارند.

آیا ورق استیل ایرانی بهتر است یا نوع خارجی؟

اغلب محصولات ورق استیل در بازار وارداتی هستند.