فرق بلوم، بیلت، اسلب و شمش
بلوم، بیلت، اسلب و شمش این ۴ محصول، فرآورده‌های میانی نورد فولاد (کالاهای فولادی نیمه ساخته) به حساب می‌آیند که باید یک یا چند مرحله‌ی دیگر فرآوری شوند تا به محصول نهایی تبدیل شوند. فرق بلوم، بیلت، اسلب و شمش در ابعاد و شکل سطح مقطع آن‌هاست.
شمش چیست؟ اسلب چیست؟ برای اینکه فرق بلوم، بیلت، اسلب و شمش را بدانید قبل از هر چیزی لازم است آن ها را خوب بشناسید. ما نیز در ادامه مطالب به معرفی این محصولات می‌پردازیم.
بیلت چیست؟
شمشال یا بیلت (Billet): برعکس شمش، بیلت طویل است و سطح مقطع آن به شکل گرد یا مربعی با عرض کمتر از ۱۵ سانتی متر (یا سطح مقطع کوچکتراز ۲۳۰ سانتی مترمربع) می‌باشد. بیلت با روش ریخته‌گری مستقیم، اکستروژن (بیرون رانی) و یا به روش نورد شمش حاصل می‌شود. برای تولید سیم و میلگرد اغلب بیلت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بلوم چیست؟
شمشه یا بلوم (Bloom): زمانی که عرض بیلت (شمشال) بیشتراز ۱۵ سانتی متر (سطح مقطع بیشتر از ۲۳۰ سانتیمتر مربع) باشد به آن بلوم گفته می‌شود. به همین خاطر این دو کالا را اکثرا در یک گروه (بلوم و بیلت) قرار می‌دهند. برای ساخت تیرآهن، ریل، ناودانی، سپری، قوطی و… از بلوم استفاده می‌کنند. اسلب را در ادامه معرفی می‌کنیم تا فرق اسلب با بیلت مشخص شود.
شمش چیست؟
شمش (Ingot): این محصول طولی کمتر از ۲ متر دارد و ابعاد آن برای حمل و نقل فولاد و انبار کردن آن متناسب شده است. شکل سطح مقطع عرضی آن به شکل ذوزنقه می‌باشد.
اسلب چیست؟
اسلب یا تختال یا سلب (Slab): سطح مقطع اسلب مثل بیلت وبلوم مربعی نیست بلکه مستطیلی است. (به طور معمول به ضخامت ۲۳۰ میلی مترو عرض ۲۵/۱ متر و طول۱۲) برای ساختن صفحه، ورق‌های فولادی و…از اسلب استفاده می‌شود.
نکته: در حال حاضر فن آوری‌هایی که در تولید محصولات فولادی در مراحل پس از ایجاد فولاد مذاب یعنی نورد و ریخته‌گری مورد استفاده قرار می‌گیرد کم و بیش برابر است. ولی برای ایجاد فولاد مذاب یا خام، از فن آوری‌های متفاوتی مثل شیوه‌های کوره بلند (BF)، کوره قوس الکتریکی (EAF) و کوره القائی (IMF) میتوان استفاده نمود. با اینکه اکثرتولید فولاد خام در جهان با شیوه کوره بلند تولید می‌شود، ولی در ایران بخصوص به دلایل زیادی استفاده از شیوه کوره‌های الکتریکی معقول‌تر می‌باشد.
عناصر آلیاژی مهمی که به فولادهای ضد زنگ افزوده می‌شوند کربن و کروم برای دسته مارتنزیتی و فریتی و با اضافه کردن نیکل هم برای دسته‌های دوفازی و آستنیتی می‌باشند.
بعضی از این عنصرهای آلیاژی یا به طور عمدی به فولادهای ضد زنگ افزوده می‌شوند مثل سیلیسیم و منگنز و یا اینکه به طور ناخالص در فولادهای ضد زنگ وجود دارند. مثل اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد یا اینکه برای بهترشدن خاصیت‌های فولادهای ضد زنگ به آن‌ها افزوده می‌شوند مثل تیتانیوم، مولیبدن، مس و…
نیکل:
پایداری و گسترش فاز آستنیت:
ساختار نیکل به صورت Fcc است. با توجه به اینکه این ساختار همانند ساختار آستنیت است فاز آستنیت را پایدار و موجب افزایش محدوده آن می‌شود به صورتی که آستنیت تا درجه حرارت اتاق و پایین‌تر از آن هم پایدار شود.
افزایش مقاومت به خوردگی:
در فولادهای ضد زنگ آستنیتی، فریتی و دوفازی، مولیبدن در مقدارهای بیشتر از ۶٪ و یا بیش از آن در فوق آستنیتی به جهت افزایش مقاومت به خوردگی، بخصوص نسبت به حفره دار شدن و خوردگی شکافی اضافه می‌شود.
انواع فولادهای ضدزنگ
فولادهای ضد زنگ آستنیتی:
این گروه از فولادهای ضد زنگ کاربرد بسیاری دارند به دلیل مقاومت به خوردگی خوبی که در بیشتر محیط‌ها دارا هستند و در شماره‌گذاری AISI بعنوان فولادهای ضد زنگ سری ۳۰۰ نامیده شده‌اند و بعضی از آن‌ها که عنصر آلیاژی منگنز دارند بعنوان سری ۲۰۰ شماره‌گذاری می‌شوند. و نیز آلیاژهایی که با نیتروژن استوار می‌شوند به طور معمول با اضافه کردن پسوند N به اسم آن‌ها در سری‌های ۳۰۰ تعریف می‌شوند.
خاصیت‌های مکانیکی فولادهای ضد زنگ آستنیتی
فولادهای ضد زنگ آستنیتی را از راه فرایندهایی مثل استحاله‌ای (سرد کردن سریع برای تشکیل مارتنزیت) سخت، رسوب سختی و یا استحکام نمی‌توان آن‌ها را افزایش داد. در حقیقت افزایش استحکام این فولادها به وسیله عنصرهای آلیاژی مخصوصا عنصرهای آلیاژی جانشینی و با کار سرد ممکن است.
فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی:
این فولادها هم مانند فولادهای ضد زنگ فریتی به فولادهای ضد زنگ سری ۴۰۰ معروف هستند. مقدار کروم آن‌ها بین ۱۲ الی ۱۷ درصد متغیر می‌باشد. وجود عنصرهای بین‌نشین (کربن و نیتروژن) در این فولاد ها به طور معمول برای پایدار کردن فاز آستنیت و توسعه حلقه گاما می‌باشد به صورتی که میزان زیاد نیتروژن و کربن داشتن فولاد ضد زنگ مارتنزیتی با درصد بیشتر کروم را ممکن می‌سازد.
ویژگی های فولاد ضد زنگ مارتنزیتی
ویژگی آشکار این گونه فولادها عملیات حرارت‌پذیری آن‌ها است. به طوری که میتوان اول آن‌ها را آهنگری کرده و بعد با آستنیته و سریع سرد کردن (ایجاد مارتنزیت) و باز پخت کردن، عملیات حرارتی کرد.
میتوان گفت محدوده ترکیب شیمیایی فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی محدود است. چون که ترکیب این فولادها باید به صورتی در نظر گرفته شود که تا حدودی استحکام و سختی مورد انتظار ایجاد شود. این در صورتی است که مقاومت به خوردگی این آلیاژها نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی و فریتی کمتر است. میزان کروم و کربن را در این فولادها به طوری باید تنظیم کرد که آستنیته کردن کامل فولاد ممکن باشد.
در صورتی که مقادیر کربن زیاد باشد کربن اضافه در نزدیکی مرز دانه به صورت کاربید رسوب می‌کند. این امر موجب می‌شود که مقدار کروم در آن قسمت‌ها به میزان کمتر از ۱۲ درصد که یک حد بحرانی است کاهش پیدا کند. بنابراین برای غلبه بر اثرات ترکیب کربن و کروم و ایجاد کاربید کروم، نیاز است مقدار کروم را هم افزایش داد. پس با افزایش مقدار کروم، سختی‌پذیری همه فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی بهبود می یابد. همچنین برای سخت کردن میتوان آن‌ها را در روغن یا حتی هوا سرد کرد. از سوی دیگر مقدار افزودن این عنصرها هم محدود است چون عنصری مثل کربن موجب کم شدن دمای MS می‌شوند. در حالتی که این دما زیادی کم شود دیگر ما در دمای اتاق آستنیت خواهیم داشت.
میزان کربن و کروم و نیز عملیات حرارتی تاثیر چشمگیری روی ریز ساختار فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی دارند. در شکل‌های زیر مثال‌هایی از ریز ساختار آلیاژهای ۴۱۰ و۴۴۰ در حالات متفاوت عملیات حرارتی نشان داده شده است.
تولید فولاد به شیوه کوره
شیوه کوره بلند (BF)
شیوه کوره بلند (BF) که روش سنتی برای تولید است، از احیاء غیر مستقیم آهن استفاده می‌شود. به این گونه که اول سنگ آهن بعد از فرآوری و آگلومره شدن (فرایند پیش پخت و کلوخه‌سازی سنگ آهن پیش از شارژ به کوره بلند در کارخانه‌های فولاد سازی) با کک و آهک وارد کوره بلند شده و چدن مذاب یا آهن خام (Pig Iron) به وجود می‌آید.
در بخش بعد، آهن خام در یک کانورتربه فولاد مذاب تبدیل می‌شود و بعد از حذف کربن و دیگر ناخالصی‌های آن به کمک اکسیژن، فولاد خام (Crude Steel) تولید می‌شود. فولاد مذاب بعد از تخلیه سرباره، به وسیله پاتیلهای حمل مذاب به واحد ریخته‌گری مداوم فرستاده می‌شود. در واحد ریخته‌گری مداوم، مذاب درون قالب ریخته شده و در طی راه غلطکی با پاشیدن آب خنک به شمش منجمد تبدیل می‌شود. در آخر شمش فولادی ایجاد شده به طول‌های مورد نظر برش داده می‌شوند.
شیوه کوره قوس الکتریکی (EAF)
شیوه کوره قوس الکتریکی (EAF)، در این شیوه اول آهن قراضه توسط سبدهای مخصوص، درون کوره قوس الکتریکی ریخته شده و بعد در هنگام ذوب قراضه ها، ترکیبی از آهن اسفنجی و مواد سرباره ساز مثل کک، آهک، بنتونیت و دیگر مواد افزودنی از قسمت بالای کوره به ذوب اضافه می‌شود. بعد از نمونه گیری، دمش اکسیژن و همگن‌سازی و نیز آنالیزهای متفاوت به فولاد مذاب تبدیل می‌شود. مخلوط مذاب بعد از تخلیه سرباره، به وسیله پاتیلهای حمل مذاب به واحد ریخته‌گری مداوم فرستاده می‌شود.
در واحد ریخته‌گری مداوم، مذاب به وسیله نازل درون ظروفی به نام تاندیش و بعد درون قالب مسی آب گرد ریخته شده و در طی راه غلطکی با پاشیدن آب خنک به شمش فولادی منجمد تبدیل می‌شود. در آخر تختال‌های ایجاد شده به طول‌های مورد نظر برش داده می‌شوند. آهن اسفنجی (Sponge Iron) یا DRI، که درایجاد شمش فولادی استفاده می‌شود از راه احیاء گندله به دست می‌آید.
قیمت آهن همواره در رشد فروش آن تاثیرگذار است و اگر با رشد قیمت مواجه شود فروش آن در جهان برای مدت زمان مشخص کم می‌شود. برای اطلاع از قیمت شمش فولادی، قیمت تیرآهن، قیمت میلگرد به صفحه مربوطه مراجعه کنید.
