نورد فلزات یکی از مهمترین فرآیندهای تولید در جهان مدرن به شمار می رود و نقش اساسی در شکل دهی و تولید انواع محصولات فلزی دارد. بیشتر محصولات فلزی تولیدی در جهان امروزی در یکی از مراحل تولید خود تحت فرآیند نورد گرم و نورد سرد قرار می گیرند. نورد معمولا اولین گام در تبدیل فلزات خام به اشکال پایه ای مورد نیاز صنایع مختلف است. این فرآیند، با تبدیل فلزات به اشکال مورد نیاز، امکان تولید مقاطع سازه ای مقاومی را فراهم می کند که ستون فقرات بسیاری از پروژه های عمرانی و ساختمانی هستند.
استفاده از این روش به ویژه در صنعت ساخت و ساز و تولید قطعات ماشین آلات، از اهمیت بالایی برخوردار است و محصولات مختلفی مانند ورق ها، میله ها، تیرآهن ها و صفحات فلزی را برای کاربردهای گوناگون فراهم می آورد.
نورد فولاد چیست؟
در صنعت فولاد، نورد به فرایندی گفته می شود که طی آن فولاد از میان چندین جفت غلتک عبور داده می شود تا ضخامت آن کاهش یافته و به صورت یکنواخت در بیاید. به عبارت ساده تر، زمانی که فولاد مذاب بین غلتک ها فشرده شده و نازک می شود تا به ضخامت مشخصی برسد، آن را فولاد نورد شده می نامند.
نورد فولاد سابقه ای طولانی در تاریخ فلزکاری دارد. شواهد نشان می دهند که نمونه های اولیه از آسیاب های نورد که به آسیاب های شکاف دهنده معروف بودند، حدود ۶۰۰ سال پیش از میلاد در خاورمیانه و جنوب آسیا وجود داشتند. بعدها در سال ۱۷۸۳، هنری کورت از انگلستان با ثبت اختراع غلتک های شیار‌دار خود برای نورد میله‌های آهنی، انقلابی در این صنعت ایجاد کرد. اصول مدرن نورد فولاد نیز بر همین پایه شکل گرفته و به یکی از مهمترین مراحل در فرآوری فولاد تبدیل شده است.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: قیمت هر کیلو قالب فلزی
فرآیند نورد فولاد چگونه است؟
فرآیند نورد فولاد شامل عبور دادن فولاد از میان غلطک های چرخان است تا فولاد تحت فشار قرار گرفته و طول آن افزایش یابد. به بیان دیگر، فشاری که توسط غلتک ها وارد می شود، باعث نازک شدن و کشیده تر شدن فلز می گردد. این تکنیک که نوعی تغییر شکل پلاستیک محسوب می شود، به دلیل کارایی بالا و تولید مقاطع یکنواخت با سرعت زیاد شناخته شده است. محصولات حاصل از نورد فولاد شامل ورق های فولادی، میله ها و قطعات طولانی تر هستند و حتی می توانند به شکل های مربعی یا گرد نیز تولید شوند.
این قطعات نورد شده در صنایع ساخت و ساز و تولیدات صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، ورق های فولادی تولید شده از طریق نورد به طور معمول در ساخت قوطی های نوشیدنی، صنعت ساختمان سازی و خودرو سازی کاربرد دارند. فرآیند نورد فولاد به دو دسته اصلی تقسیم می شود که بر اساس دمای پردازش انجام می گیرد: نورد گرم، نورد سرد. هر یک از این روش ها بسته به نیاز محصول نهایی و ویژگی های مورد نظر در تولید فولاد به کار گرفته می شود.
انواع نورد فولاد
همانطور که گفتیم، نورد فولاد به دو روش اصلی انجام می شود: نورد گرم و نورد سرد.
در نورد گرم، فلزات در دمای بالای ۱۰۰۰ درجه فارنهایت نورد می شوند، به طوری که فلز در این دما از تبلور مجدد جلوگیری می کند. محصولاتی که از نورد گرم به دست می آیند، ویژگی های مکانیکی یکنواخت تری دارند و تنش های ناشی از تغییر شکل در آن ها کمتر است. این روش برای تولید ورق های فلزی ساده استفاده می شود و محصولاتی مانند ریل های راه آهن، شاسی کامیون ها، آبگرمکن ها و سازه های فلزی نیز به این روش تولید می شوند.
در مقابل، نورد سرد در دماهای پایین تر و معمولا در دمای اتاق انجام می شود. این روش باعث افزایش استحکام فلز به دلیل ایجاد کرنش در آن می شود و فلزاتی که از نورد سرد به دست می آیند، سطح صاف تر و دقت ابعادی بالاتری دارند.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: محاسبه تحمل وزن جک سقفی
مزایا و معایب نورد گرم
مزایا:
۱- بهبود کارایی: در دماهای بالا، مقاومت فلز در برابر تغییر شکل کاهش می یابد که کارایی آن را بهبود می بخشد.
۲- افزایش ویژگی های مواد: این فرآیند باعث تقویت ساختار بلوری می شود و منجر به تولید ماده ای مقاوم تر می گردد.
۳- عدم سخت شدن کار: از آنجایی که دمای پردازش بالاتر از نقطه تبلور مجدد فلز است، افزایش مقاومت و سخت شدن کار در این فرآیند رخ نمی دهد.
معایب:
۱- دقت ابعادی: تغییرات دمایی قابل توجه در طول و بعد از فرآیند می تواند به دقت ابعادی پایین تری منجر شود.
۲- کیفیت سطح: اکسیداسیون در حضور هوا باعث ایجاد یک لایه اکسید بر روی سطح می شود که منجر به ظاهر نامطلوب تری خواهد شد.
۳- انرژی و هزینه: گرم کردن ماده نیاز به انرژی زیادی دارد که می تواند هزینه های بالاتری را به همراه داشته باشد.
تفاوت نورد سرد و گرم چیست؟
تفاوت اصلی بین نورد سرد و نورد گرم در نحوه فرآوری آنها نهفته است. نورد گرم به فرآیند نورد فولاد در دماهای بالا اشاره دارد که باعث می شود فولاد به آسانی شکل بگیرد. در مقابل، نورد سرد به فرآیند پردازش فولاد نورد گرم پس از خنک شدن اشاره دارد که در دمای پایین تر انجام می شود و منجر به کاهش ضخامت می‌گردد. در این مرحله، فولاد پس از سرد شدن، ممکن است مراحل آنیل کردن و یا نورد تمپر (نورد پوسته ای) را نیز تجربه کند.
تفاوت اصلی بین نورد سرد و نورد گرم در نحوه فرآوری و دمای عملیاتی آنها است. نورد گرم به فرآیند شکل دهی فولاد در دماهای بالا اشاره دارد، جایی که فولاد به دلیل حرارت زیاد به راحتی قابل فرم دهی است. در مقابل، نورد سرد به فرآیند پردازش فولاد نورد گرم پس از خنک شدن اشاره دارد که در دماهای پایین تر انجام می شود و منجر به کاهش ضخامت و بهبود خواص مکانیکی می گردد. در این مرحله، فولاد ممکن است تحت عملیات آنیلینگ یا نورد پوسته ای (نورد تمپر) قرار گیرد تا خواص سطحی و ساختاری آن بهینه شود.
فولادها در گریدها و مشخصات مختلف می توانند به صورت نورد گرم یا نورد سرد تولید شوند. درک این تفاوت ها به شما کمک می کند تا بهترین نوع فولاد را برای نیازهای خاص خود انتخاب کنید.
پیشنهاد ناشر
ممکن است این را نیز بپسندید: روش تولید نیوجرسی
تجهیزات مورد نیاز نورد فولاد
برای نورد فولاد، تجهیزات و دستگاه های مختلفی مورد نیاز است که هر یک نقش خاصی در فرآیند تولید دارند. این تجهیزات به طور کلی شامل موارد زیر هستند:
قفسه نورد
این بخش از دستگاه نورد، شامل مجموعه ای از غلتک ها است که شمش های فولادی از میان آن عبور می‌کنند تا به ضخامت و شکل دلخواه برسند. قفسه های نورد می توانند به انواع دو غلتکی، سه غلتکی و شش غلطکی تقسیم بندی شوند.
غلتک ها
غلتک ها ابزار اصلی در فرآیند نورد هستند که با فشار بر روی شمش، آن را نازک کرده و شکل می دهند. این غلتک ها معمولا از فولاد سخت ساخته می شوند تا در برابر سایش مقاوم باشند.
یاتاقان ها
یاتاقان ها برای نگهداری و پشتیبانی از غلتک ها استفاده می شوند و به حرکت روان آن ها کمک می کنند.
محفظه محافظت از یاتاقان ها
این محفظه ها برای حفاظت از یاتاقان ها در برابر گرد و غبار و آلودگی های دیگر طراحی شده اند.
نیرو محرکه حرکت غلتک ها
این سیستم معمولا شامل موتورهای الکتریکی است که نیروی لازم برای چرخش غلتک ها را تامین می کند.
تجهیزات مکانیکی و الکتریکی
این تجهیزات برای کنترل و تنظیم نیرو و سرعت دورانی غلتک ها استفاده می شوند تا دقت در فرآیند نورد افزایش یابد.
سیستم های خنک کننده
در برخی از فرآیندها، نیاز به خنک سازی فلز وجود دارد تا دما در محدوده ای مناسب حفظ شود.
سیستم های اندازه گیری و کنترل کیفیت
این سیستم ها برای نظارت بر ابعاد و کیفیت محصولات تولید شده استفاده می شوند تا اطمینان حاصل شود که محصولات با استانداردهای مورد نظر مطابقت دارند.
کلام آخر
نورد فلزات یک فرایند مهم در تولید محصولات فلزی، تحول و شکل دهی به مواد اولیه نقش بسزایی ایفا می کند. این فرآیند به ویژه در صنعت فولاد با کاهش ضخامت ورق و ایجاد شکل های مورد نیاز، پایه گذار تولید مقاطع سازه ای مقاوم است. از نورد گرم برای تولید محصولات بزرگ و مستحکم و از نورد سرد برای افزایش استحکام و دقت ابعادی استفاده می شود.
تجهیزات مورد نیاز برای نورد فولاد شامل قفسه های نورد، غلتک ها، یاتاقان ها و سیستم های کنترل و اندازه گیری است که هر یک به نحوی در این فرآیند حیاتی هستند. در نهایت، درک جزئیات و تفاوت های نورد گرم و سرد به تولید کنندگان کمک می کند تا بهترین انتخاب را برای نیازهای خاص خود انجام دهند و کیفیت محصولات نهایی را بهبود بخشند. فرایند نورد فلزات با تولید مقاطع فولادی و ویژگی های مطلوبی که دارد، در تامین نیازهای صنایع مختلف و پروژه های عمرانی اهمیت ویژه ای دارد.
بدون دیدگاه