ورق نورد سرد

تعریف ورق سرد و انواع آن

شاید برای شما هم این سوال به وجود آمده باشد که چرا به نوعی از ورق، ورق سرد می گویند. در واقع ورق سرد به فرآیند تولید این ورق های گفته می شود. به طور کلی فرآیند تولید ورق های فلزی به دو دسته نورد گرم و نورد سرد تقسیم می شود. علاوه بر روش تولید، ورق های سرد ویژگی های منحصر به فردی داشته و تفاوت هایی از جمله قیمت و کاربرد آن ها با ورق های نورد گرم دارند.

در مورد نورد سرد می توان گفت که محصولاتی که به این روش تولید می شوند با پرداخت سطح خوب و ابعاد دقیق مانند ورق گالوانیزه، تسمه، میله و لوله فلزی آن ها را در حالت سرد نورد می کنند. در حالت کلی ورق های سرد به ورق هایی گفته می شوند که توسط نورد سرد و ورق سیاه یا همان ورق گرم به ورق هایی می گویند که توسط نورد گرم تولید می شوند.

بخش عمده نورد سرد با غلتک های چهار طبقه و خوشه ای یا اقماری تهیه می شود. محصولاتی که به این روش تولید می شوند، نسبت به روش نورد گرم از استحکام بیشتری برخوردار هستند.

تشریح کلی فرایند نورد سرد

ورق حاصل از نورد گرم می تواند به عنوان یک محصول خاتمه یافته به بازار عرضه شده  مورد استفاده قرار گیرد و لیکن در صنایعی نظیر اتومبیل سازی، صنایع خانگی و غیره نمی توان از این نوع محصولات استفاده نمود. به همین دلیل الزامی است که عملیاتی نظیر نورد سرد روی این نوع ورق ها انجام گیرد به این صورت که ورق های حاصل  از نورد گرم پس از شسته شدن در اسید (جهت اکسید زدایی) و عبور از چند قفسه چهار غلتکی کاهش ضخامت پیدا می کنند.

کاهش ضخامت ورق در نورد سرد خصوصا ورق گالوانیزه و روغنی به وسیله یک یا چند قفسه نورد رفت و برگشتی و یا چند قفسه نورد تاندم (سلسله ای) صورت می گیرد. هر قفسه نورد شامل یک چارچوب فولادی است که یاتاقانهای غلتک ها در آن جای گرفته است و نیروی وارد شده به یاتاقانها و حاصل از نیروی نورد را تحمل می کند. به منظور کاهش نیرو و توان، افزایش دقت و یکنواختی ضخامت ورق های نازک از قفسه های چهار غلتکه استفاده می شود.

این قفسه ها شامل غلتک کاری و غلتک پشتیبان است. غلتک های کاری با قطر کمتر به صورت مستقیم با ورق در تماس هستند و غلتک های پشتیبان با قطر بزرگ تر به منظور جلوگیری از انحراف غلتک های کاری و خمش آن ها استفاده می شوند.

بخش های مختلف خط نورد: بخش های اصلی خط نورد عبارتند از

1 – ریخته گری: در این مرحله شمش هایی به طول تقریبا 10 متر و ضخامت 20 سانتی متر تولید می شود.

2 – کوره پیش گرم: در کوره پیش گرم شمش به دست آمده از مرحله ریخته گری پیوسته را طوری گرم می کنند تا در شمش دمای یکنواختی ایجاد شود. دمای یکنواخت باعث می شود که شمش در حین فرایند نورد گرم تغییر شکل ناهمگون ندهد. ضمنا باعث کاهش شدید نیرو و گشتاور لازم برای نورد می شود.

3 – نورد گرم: نورد گرم شامل دو قسمت است:

الف) نورد گرم رافینگ: در این قسمت از نورد گرم به وسیله نورد گرم سنگین و به کمک کاهش های بزرگ در سطح مقطع، شمش را به تختال تبدیل می کنند. این قسمت معمولا توسط دستگاه رفت و برگشتی یونیورسال انجام می گیرد.

ب) نورد گرم فینیشینگ: در این قسمت تختال ایجاد شده در قسمت رافینگ به ورق هایی با ضخامت تا 6 میلی متر تبدیل می شود. اگر ورق ها نیاز به نورد سرد و افزایش کیفیت سطح نداشته باشند بعد از این مرحله قیچی زنی می شوند. در غیر این صورت به شکل کلاف پیچ در آمده و وارد خط نورد سرد می شوند.

4 – اسیدشویی: ورق به دست آمده از نورد گرم به جهت افزایش کیفیت سطح و آماده شدن جهت انجام فرایند نورد سرد و پوسته زدایی برای کاهش سایش غلتک ها وارد این مرحله می شوند.

5 – نورد سرد: بعد از مرحله اسیدشویی، کویل به جهت افزایش کیفیت سطح، کاهش ضخامت و دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر وارد خط نورد سرد می شود که حاصل آن کویل هایی با ضخامت کمتر و دقت و کیفیت بالاتر به صورت کلاف یا ورق گالوانیزه و روغنی است. در این مرحله عملیات تغییر شکل در دمای زیر دمای تبلور مجدد صورت می گیرد که به همین دلیل به آن نورد سرد گویند.

6 – آنیلینگ: برای افزایش خواص مکانیکی فلز و رسیدن به محصولی یکنواخت تر پس از نورد سرد به دلیل اینکه عملیات های مختلفی روی ورق گالوانیزه و روغنی انجام شده است روی کلاف عملیات حرارتی انجام می شود.

7 – تمپر میل: برای حذف تغییر شکل های ناخواسته و تولید ورقی صاف ورق ها با ضخامت بیش از 0.5 میلی متر وارد این بخش می شوند.

وجود اصطکاک برای تغییر شکل ورق هنگام فرایند ضروری است به طوری که عمده انرژی لازم برای نورد به وسیله تنش برشی از غلتک ها به ورق انتقال می یابد. اگر اصطکاک بین ورق ها و غلتک ها از حدی کمتر باشد عمل ربایش ورق توسط غلتک صورت نمی گیرد و غلتک ها به روی ورق می لغزند. اصطکاک بیش از اندازه نیز سبب پایین آمدن کیفیت سطح کار می شود. در اصطکاک زیاد ممکن است ورق در نقاطی به طور کامل به غلتک بچسبد و اصطلاحا جوش موضعی پدید آید که باعث پایین آمدن کیفیت محصول می شود.

از سوی دیگر اصطکاک بیش از اندازه تولید حرارت را افزایش داده و این حرارت باعث بالا رفتن دمای ورق می شود و به این سبب انواع عیوب در ساختار ورق ظاهر می شود. تجربه و آزمایش همچنین تحلیل تنش در ناحیه تغییر شکل فضای بین دو غلتک نشان داده است که افزایش اصطکاک بین غلتک و قطعه کار، فشار غلتک را افزایش می دهد که این افزایش فشار خود عامل افزایش تغییر شکل غلتک ها می شود.

همین عامل امکان ایجاد ورق هایی با ضخامت پایین را از میان می برد. از طرف دیگر اصطکاک زیاد باعث بالا رفتن مصرف انرژی در تولید شده و با توجه به حجم تولید در این صنعت عاملی نامطلوب به حساب می آید. کلیه این عوامل لزوم بهره گرفتن از روانکاری مناسب را نشان می دهد.

ابعاد ورق سرد موجود در بازار

ورق های سرد موجود در بازار مثل ورق گالوانیزه و روغنی در سایزهای مختلفی در بازار به فروش می رسند. در حالت کلی می توان گفت که سایزهای استاندارد برای این محصولات عرض بین ۱۰۰ تا ۱۲۵ سانتیمتر و ضخامت ۰.۳ تا ۳ میلیمتر می باشد. به طور کلی این نوع از ورق ها در سایزهای مختلفی تولید و عملیاتی روی آن ها انجام می شود که پس از این عملیات دیگر تغییری در ظاهر آن ها حاصل نمی شود.

دسته بندی ورق سرد

ورق سرد بسته به نوع آلیاژ به کار رفته در آن به سه دسته تقسیم بندی می گردد:

معمولی st12: این نوع از ورق سرد در اصل، نوع پردازش‌شده‌ی ورق فولاد گرم است، با این تفاوت که ورق ST12 استحکام بیشتری نسبت به ورق‌های نورد گرم دارد. همچنین این ورق با عنصر غالب «کروم» تولید می‌شود. کروم، بسیاری از معایب ورق‌های فولادی را برطرف می‌کند و محصول را به یک ورق محکم‌تر تبدیل می‌کند.

نیمه کشش st13: این ورق با عنوان ورق سرد با «قابلیت کششی معمولی» به بازار عرضه می‌شود. ویژگی اساسی این ورق، استفاده‌ی کمتر از متریال فلزی و در نتیجه، تحمل بار بیشتر است. گفتنی است که از عناصر فلزی سیلیسیم، گوگرد، کربن و فسفر در ساخت این ورق، استفاده می‌شود.

فوق کشش st14: این ورق‌ها با قابلیت فوق کششی تولید می‌شوند؛ در میان انواع ورق سرد از جهت آلیاژ، ورق ST14 قابلیت کششی بیشتری دارد؛ گفتنی است که این ورق، مصارف بسیار تخصصی در جای‌جای صنایع گوناگون دارد. مثلاً، یکی از کاربردهای گسترده‌ی ورق ST14 در تولید فیلتر انواع اتومبیل‌ها است.

انواع ورق سرد موجود در بازار

ورق های سرد موجود در بازار شامل:

ورق روغنی : ورق روغنی در بازارهای تجاری به ورق سرد شهرت دارد. علت اصلی نامگذاری این ورق شکل ظاهری آن می باشد که آن را از دیگر ورق ها متمایز می سازد. این دسته از ورق ها با تکنولوژی نورد سرد تولید می شود و به دلیل حفاظت و جلوگیری از زنگ زدگی روی آن روغنی به عنوان محافظ زده می شود تا زمانی که به مشتری تحویل داده می شود از زنگ زدگی آن جلوگیری گردد.

ورق گالوانیزه : ورق روغنی پایه تولید ورق گالوانیزه می باشد که با استفاده از روش های مختلف پوشش دهی بر روی آن پوشش گالوانیزه افزوده می شود. پوشش گالوانیزه پوششی از فلز روی بوده که از خوردگی ورق جلوگیری می نماید. ورق گالوانیزه در صنعت در ضخامت های 5-0.8 میلی متر در کارخانجاتی از جمله فولاد مبارکه اصفهان تولید می گردد.

ورق گالوانیزه رنگی : ورق گالوانیزه پایه تولید ورق رنگی بوده که با تکنولوژی های مختلف رنگ های متنوع به صورت پیش رنگ کوره ای به آن افزوده می شود. کابرد عمده این ورق ها بیشتر در پوشش سقف شیروانی، خودروسازی، یخچال سازی و نمای خارجی ساختمان ها می باشد.

کاربرد ورق سرد

در صنعت ورق هایی با ضخامت بالا توسط نورد سرد به ضخامت های پایین تر تبدیل شده و به همین دلیل کیفیت ظاهری ورق های تولیدی با نورد سرد اعم از ورق گالوانیزه و ورق روغنی بسیار مناسب می باشد. به دلیل کیفیت ظاهری مناسب اکثر کاربرد این ورق ها در کارهای مربوط به ظاهر می باشد. از جمله آن ها می توان به صنعت خودروسازی، مبلمان اداری، لوازم خانگی، ساخت انواع قفسه، ساخت پانل های غیر قابل انعطاف، مصالح ساختمانی اشاره کرد.

ساخت قطعات مربوط به ساختمان‌ها
استفاده به منظور مصارف کششی معمولی و عمیق
ساخت انواع پنل غیر قابل‌ انعطاف
ساخت بسیاری از لوازم خانگی، مانند ماشین لباس‌شویی یا یخچال از دیگر موارد استفاده از ورق های نورد سرد هستند.

مزایای استفاده از ورق سرد

مهمترین مزیت ورق گالوانیزه و ورق روغنی که ورق سرد نامیده می شوند مقاومت فوق العاده این ورق ها در برابر فشارهای بالا می باشد. در عمل مهندسان ساختمان برای ساخت مصالحی با مقاومت بالا و استفاده از متریال کمتر از این نوع محصولات استفاده می کنند. با این ها مقاومت بالا تنها خصوصیات بارز این دسته از ورق ها نبوده و تنوع بالا در رنگ و اندازه سبب شده که این این محصولات در تولید انواع بسیاری محصولات اعم از صنعت خودرو تا لوازم خانگی و مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار گیرند.

ورق سرد، بر اساس آلیاژ به‌کاررفته در ساختش، ویژگی‌های متفاوتی دارد که شامل موارد زیر هستند:

ظاهری بسیار شفاف و صیقلی دارد.
رنگ‌کاری این ورق، بسیار خوب انجام می‌شود.
قابلیت خمش و برش بسیار مطلوبی دارد.
نسبت به ورق گرم، در ابعاد محدودتری تولید می‌شود.