ورق سیاه چیست؟ انواع، ابعاد و نحوه تولید

یکی از اولین و متداول ترین محصولات تولید شده با استفاده از کلاف های فولادی و فرآیندهای مختلف ورق سیاه یا گرم می باشد. علت نام گذاری این محصول به سبب فرآیند تولید آن توسط نورد گرم یا غوطه وری در مواد مذاب است که سبب پدید آمدن یک محصول فولادی با سطحی زبر می شود.

نام دیگر آن یعنی سیاه به علت غوطه ور شدن در مواد مذاب و پدید آمدن رنگ دانه های سیاه بر روی آن می باشد. در تعریف متالورژیکی ورق این گونه توضیح داده شده است که: به ورق ساخته شده از فولاد طی فرآیند نورد گرم Hot Rolling ، که در دمایی بالاتر از 930 درجه سانتی گراد (1700 درجه فارنهایت) تحت عملیات نورد فشاری قرار گرفته و در اثر این عملیات خاصیت فرم پذیری آن بهینه شده است، ورق فولادی نورد گرم یا به اختصار ورق سیاه Hot rolled mild steel گفته می شود.

همان طور که می دانید ورق های فولادی به تنهایی نمی توانند یک محصول نهایی باشند به همین علت با ایجاد فرآیندهای مختلف بر روی آن ها مانند نورد گرم و سرد، تبدیل به زیر مجموعه این فلز مانند ورق سیاه، روغنی، گالوانیزه و... می شوند. ورق های سیاه معمولاً و در اغلب موارد برای سازه های ساختمانی مانند پروفیل ها و مقاطع فلزی، تیرآهن ها، تسمه ها، گاردریل و دیگر تجهیزات ترافیکی کاربرد دارند. با این وجود استفاده از این محصولات جدا از کاربردهایی که دارند، بسته به گرید آن ها تعیین می شود و برای ساخت سایر ورق های فولادی نیز به کار برده می شوند.

گریدهای ورق سیاه

این محصولات که از اولین و عمده ترین انواع ورق های فولادی تولید شده توسط کارخانجات مختلف هستند، دامنه بسیار وسیعی در نوع فولاد، ضخامت و ابعاد آن دارند. رایج ترین و پرتقاضاترین ورق های سیاه تولید شده در کشور با نام های ST37 و ST52 شناخته می شوند که کیفیت آن ها را تعیین می کند و طبق استاندارد DIN 17100 تولید می شوند. البته لازم به ذکر است که این استاندارد  از سال 1980 به این سمت اعتباری نداشته و به جای آن از استاندارد BS EN 10025 استفاده می شود.                                                                                                  

به طور مثال برای گرید ST37 باید معادل آن را در استاندارد EN  جستجو کرد که با عنوان S235JRG2 معرفی می شود. علت این که در ایران همچنان این فولاد با نام ST37 معرفی می شود این است که تنوع محصولات فولادی به قدری زیاد نبوده که به عنوان ها و اختصارات جدید و جهانی احتیاج پیدا کند.

از سوی دیگر استفاده از ورق های سیاه با گرید ST37 و ST52 برای مصارف ساختمانی بیشتر به کار می رود. از کاربردهای دیگر ورق های سیاه می توان به استفاده از آن ها برای ساخت محصولات سرد و روغنی، گالوانیزه و رنگی اشاره کرد. به طور مثال این محصولات پس از طی کردن فرآیند اسیدشویی، به ورق روغنی و سپس با پوشش دهی این محصولات به ورق گالوانیزه تبدیل می شوند. با این وجود می توان گفت قیمت ورق سیاه بر نرخ روزانه این فلزات مؤثر است.

فرآیند تولید ورق سیاه

• در ابتدا تختال های گداخته تا دمایی بیش از 1100 درجه سانتی گراد با آنالیز شیمیایی مناسب با محصول نهایی از کوره به خط تولید انتقال داده می شوند.
• سپس لایه های اکسیدی ضخیم که به صورت فلس بر روی تختال تشکیل شده اند، زدوده می شوند.
• پس از آن اسلب را با استفاده از دستگاه رول پرس تا ضخامت و عرض کنترل شده ای فشرده می کنند.
• پس از سایزینگ اسلب ها، کاهش ضخامت آن ها به وسیله غلتک های رفت و برگشتی انجام می گیرد.
• پس از آن تختال نازک شده که هنوز حالت گداخته دارد در باکس جمع آوری کویل به صورت کلافی پیچیده می شود.
• ابتدا و انتهای کلاف باز شده و به وسیله گیوتین جداسازی می شود.
• بعد از آن مرحله اکسید زدایی ثانویه صورت می گیرد.
• سپس مجدداً به وسیله غلطک های هیدرولیک بسیار قوی و سنگین در معرض نورد نهایی قرار می گیرد که در این مرحله خواص مکانیکی بهبود پیدا می کنند.
• مرحله بعد خنک سازی ورق تولید شده و ارسال آن به سمت رول جمع کن می باشد.
• مراحل نهایی آن شامل بسته بندی و مارک کردن (چاپ برند و یا نام کارخانه و شماره ذوب) است.
• آخرین مرحله پیش از ارسال آن به انبار یا خروج از کارخانه، وزن کشی رول بسته بندی شده می باشد.

به طور کلی فرآیند نورد گرم در دمای بسیار بالا باید انجام شود تا محصول نهایی کیفیت مورد نظر را داشته باشد، اما بر خلاف آن فرآیند نورد سرد در دمای معمولی انجام شده و مراحل سخت تری دارد؛ زیرا زمانی که فولاد در دمای بسیار بالا قرار می گیرد، فرآیند شکل دهی آن بسیار راحت تر انجام می شود.

فرآیند نورد سرد نیز همان نورد گرم است، با این تفاوت که مراحل طولانی تری دارد. در این روش فولاد سرد شده طی عملیاتی نورد کاری قرار گرفته تا در نهایت یک فولاد با تلورانس ابعادی دقیق تر به دست آید. برای مثال می توان ورق های گالوانیزه را در نظر گرفت که با ابعادی دقیق و کیفیت ظاهری بالا در بازار آهن آلات به فروش می رسند. طبیعتاً می توانید حدس بزنید که قیمت ورق گالوانیزه نیز در مقایسه با محصولات گرم بالاتر می باشد. به همین دلیل است که محصولات سرد از تنوع بالایی در گرید و ظاهر برخوردار می باشند.

حتما بخوانید:ورق گالوانیزه چیست

ابعاد ورق سیاه

در مورد ابعاد و اندازه های ورق های گرم بهتر است بدانید که دامنه گسترده ضخامتی از 1 میلی متر تا 150 میلی متر دیده می شود. هر چه ضخامت ها بیشتر باشد محصول حالت اسلب یل تختال پیدا می کند و در عوض فرم دهی آن کاهش پیدا می کند. نحوه عرضه آن ها نیز به دو نوع رول یا شیت با ابعاد استاندارد می باشد. در حالتی که ورق در کارخانه با اندازه های استاندارد برش خورده شود به آن ورق فابریک می گویند. این کلمه بر اساس کلمه Fabricated به معنی ساخته شده می باشد.

همچنین به دلیل این که سطح خارجی این محصولات بر اثر وجود آثاری از اکسیداسیون و زنگ زدگی به حالت مات در آمده و مانند ورق های روغنی یا گالوانیزه براق نمی باشند، عبارت ورق سیاه برای آن ها رواج پیدا کرده است.

انواع ورق سیاه

ورق های گرم بر اساس ظاهر، ابعاد، اندازه، کاربرد و ترکیب مواد به موارد مختلفی تقسیم بندی می شوند که در ادامه به بررسی مهم ترین آن ها می پردازیم.

ورق سیاه رول شده، کویل یا کلاف

عرض های ورق سیاه رول شده که در انواع کویل یا کلاف نیز شناخته می شوند شامل 1000، 1250، 1500 و 2000 میلی متر و ضخامت 1.5 تا 15 میلی متر می شوند. همچنین طول آن ها نامحدود و مطابق با سفارش خریدار اندازه گیری می شود.

ورق سیاه فابریک یا شیت

ورق سیاه فابریک یا شیت در ضخامت های 15 میلی متر به بالا تولید می شود که هر سایزی قابل خرید است، اما ابعاد   ۱۰۰۰*۲۰۰۰ و ۱۲۵۰*۲۵۰۰ و ۱۰۰۰*۶۰۰۰ و ۱۵۰۰*۶۰۰۰ و ۲۰۰۰*۶۰۰۰ و ۲۰۰۰*۱۲۰۰۰ بیشترین کاربرد را در مقایسه با ابعاد دیگر دارند.

دو کیفیت یا گرید معروف ST37 و ST52 برای ورق سیاه معمولی و صنعتی وجود دارد که در آن ها  ST37  نماد قدرت و عدد کنار آن میزان تنش نهایی یا همان میزان سختی برحسب کیلوگرم بر سانتی متر مربع را نشان می دهد. ورق سیاه ST37 به عنوان ورق سیاه استاندارد با درصد کربن کمتر در صنایعی که بیشتر استحکام مورد نظر است مانند ساختمان سازی کاربرد دارد. ورق سیاه  ST52  به عنوان ورق سیاه صنعتی با درصد کربن بیشتر در صنایع سنگین که نیاز به فرم پذیری کم و در عین حال استحکام زیاد نیاز است مانند ساخت ماشین آلات کاربرد دارد.

تفاوت ورق سیاه با دیگر ورق های فولادی

بیشترین تفاوتی که در ورق سیاه با دیگر ورق های فولادی مشاهده می گردد ظاهر و رنگ قابل مشاهده این نوع ورق می باشد. ورق های سیاه همان گونه که از نامشان مشخص است دارای رنگی سیاه و مات هستند در حالی که ورق های روغنی و گالوانیزه براق می باشند. اگر نیاز به ورق هایی با تنوع رنگی بالا دارید بهتر است از ورق های رنگی استفاده کنید.

تولید این محصولات از طریق رنگ آمیزی شیت های گالوانیزه انجام می شود، البته پیش از آن باید یک سری مراحل را جهت آماده سازی سطح طی نمایند یا چسبندگی رنگ بهتری داشته باشند. در برخی اوقات این محصولات پس از رنگ آمیزی در دستگاه های مخصوص رول فرمینگ قرار گرفته و طرح های مختلفی بر روی آن ها اعمال می گردد. نام این فلزات ورق های شیروانی رنگی معرفی شده است. طبیعی است که قیمت ورق شیروانی رنگی از محصولات روغنی و سیاه بالاتر است.

حتما بخوانید:ورق رنگی چیست

تفاوت ورق سیاه با ورق روغنی

ورق سیاه با استفاده از فرایند نورد گرم و ورق روغنی با فرآیند نورد سرد تولید می شود. ضخامت های مورد نظر برای حالت رول در بین 1 میلی متر تا 15 میلی متر می باشد و در حالت فابریک ضخامتی در حدود 16 میلی متر به بالا را شامل می شود. البته دو کارخانه معتبر اکسین و کاویان اهواز ورق های سیاه را تا ضخامت 150 میلی متر نیز تولید می کنند. این در صورتی است که ورق های روغنی ضخامتی در حدود 3/0 تا 3 میلی متر را دارند.

همچنین همان طور که اشاره کردیم در فرآیند نورد سرد که سبب تولید شیت های سرد یا روغنی می شود، مراحل سخت تری از جمله سنباده کشی، تاب کاری، کشش سرد، نورد چرخشی، پولیش کاری و ... دارد؛ به همین دلیل است که قیمت ورق روغنی از ورق های سیاه بیشتر است. مجموعه آهن اینفو مرجع تخصصی قیمت گذاری ورق های فولادی می باشد. پیشنهاد می شود پیش از خرید هر محصول از مشاوره فنی کارشناسان این مجموعه بهره مند شوید.

تفاوت ورق سیاه با ورق گالوانیزه

در فرآیند تولید ورق سیاه مرحله گالوانیزاسیون و یا هیچ گونه آبکاری وجود ندارد. ورق گالوانیزه در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم است، اما ورق سیاه پس از تولید بلافاصله لایه ای اکسیدی بر روی آن تشکیل می گردد که منجر به نداشتن کیفیت ظاهری بسیار بالا می گردد. در صورتی که محصولات گالوانیزه با غوطه ور شدن ورق های روغنی یا سیاه اسیدشویی شده در حوضچه های مذاب روی به دست می آیند. همان طور که اشاره شد این محصولات پس از تولید از کیفیت ظاهری بهتری در مقایسه با شیت های گرم برخوردار بوده و تنوع زیادی در طرح و فرم آن ها نیز وجود دارد.

فرمول به دست آوردن وزن ورق سیاه

یکی دیگر از عوامل مهم در ساخت ورق های سیاه مربوط به وزن آن ها می باشد که باید طبق سفارش و کاربرد مورد نظر خریدار باشد. جهت محاسبه وزن ورق سیاه باید طول، عرض و ضخامت محصول را در نظر داشته باشید و از فرمول محاسبه وزن استفاده کنید.

وزن ورق سیاه = طول ورق (mm) * عرض ورق (mm) * ضخامت ورق (mm) * چگالی آهن  (7.85)

 کاربرد ورق سیاه

• پروفیل های ساختمانی بسته یا باز شامل قوطی، ستونی، پروفیل  Z، فرانسوی و چهارچوب و  ...
• مقاطع فولادی نظیر انواع تیر ورق، ناودانی، نبشی، سپری ...
• گارد ریل و تجهیزات ترافیکی
• ورق پانچ، تسمه و زهوارهای فولادی
• تانک و مخازن ذخیره سازی مشتقات نفتی
• کشتی سازی و دیگر تجهیزات دریایی و صنایع عظیم

و هزاران صنعت و مصنوعات  دیگر که با ورق های سیاه با ضخامت های متنوع قابل اجرا و تحویل می باشند. یکی از مهم ترین موارد تأثیر گذار بر نرخ روزانه ورق سیاه ضخامت آن ها بوده است. طبیعی است که نرخ ورق سیاه با ضخامت 100 میلی متر از همین محصول با ضخامت 16 میلی متر بیشتر است. گرید این محصولات نیز به علت ایجاد تفاوت در خواص و ویژگی های آن ها نیز تأثیر زیادی در کاربرد و قیمت نهایی دارند. در ادامه به بررسی کیفیت های مناسب شیت های گرم پرداخته شده است.

حتما بخوانید:ورق فولادی چیست

جمع بندی

در این مطلب در مورد نخستین ورق فولادی تولید شده از شمش یا اسلب یعنی ورق سیاه توضیح داده شد. سایر مشخصات این محصول فولادی پرتقاضا مانند محدوده ابعادی، گریدهای مورد استفاده در صنایع مختلف، کاربردها و ... نیز در قالب جداولی به شما معرفی شد. مجموعه آهن اینفو مرجع تخصصی تأمین ورق های فولادی در کشور می باشد. پیش از خرید ورق سیاه پیشنهاد می شود کاربرد مورد نظر خود را مشخص کرده و سپس با توجه به آن از مشاوره فنی کارشناسان مجموعه ما بهره مند شوید تا اطمینان کاملی از سفارش نهایی خود داشته باشید.