ناحيه نورد سرد
واحدهای نورد سرد در جهان معمولاً شامل مجموعهای از خطوط تولید و سرویس است که هر یک از این خطوط، بخشی از عملیات مورد نیاز برای دستیابی به محصول نهایی مورد انتظار را تکمیل میکند. این واحدها میتوانند تولیدکننده انواع محصولات زیر باشند:
- محصولات سرد شامل کلاف و ورق
- محصولات پوششدار شامل:
- کلاف و ورق قلعاندود
- کلاف و ورق گالوانیزه
- کلاف رنگی
با توجه به هدف از تأسیس کارخانه نورد سرد، این واحد میتواند تولیدکننده یکی یا تمامی محصولات فوق باشد و بر همین اساس، فناوریهای مورد نیاز انتخاب و بهکار گرفته میشوند. ناحیه نورد سرد شرکت فولاد مبارکه اصفهان مجموعهای است که تولید کلیه محصولات یادشده را پوشش میدهد و متناسب با هر محصول نهایی، سیکلهای تولید و ماشینآلات مرتبط در زنجیره تولید تعریف و اجرا میگردد. ناحیه نورد سرد فولاد مبارکه شامل خطوط تولید زیر است که توانایی تولید کلیه محصولات سرد و پوششدار را دارد:
- واحدهای اسیدشویی شماره ۱ و ۲
- واحدهای تاندم ۵ قفسهای و نورد دو قفسهای برای تولید ورقهای نازک قلعاندود
- واحد شستشوی الکترولیتی ورق برای چربیزدایی
- واحد بازپخت هیدروژنی برای اصلاح ساختار مولکولی ورق
- واحد اسکینپاس برای ایجاد نورد سطحی روی ورقهای سرد
- واحد تمپر میل دو قفسهای برای نورد سطحی روی کلافهای ارسالی به قلعاندود
- خطوط برش ورقهای نازک و ضخیم
- خطوط اصلاح و بازرسی ورق
- خط بستهبندی نیمهاتوماتیک
- خط قلعاندود
- خطوط برش محصولات قلعاندود
- خط گالوانیزه
- خط تولید ورق رنگی
مدیریت محصولات سرد
مدیریت محصولات سرد شامل واحدهای زیر است:
واحد اسيد شویي ورق (واحدهای شماره 1 و 2)
هدف از اسيدشویي ورق حذف كردن لايه اكسيدي موجود در سطح ورق هاي نورد گرم است كه در درجه حرارتهاي بالا در حين نورد گرم در اثر واكنش آهن با اكسيژن هوا بهصورت Fe2O3 و FeO در سطح ورق تشكيل ميشود. براي حذف این لايه اكسيدي از اسيدشویي ورق با اسيد كلريدريك استفاده ميشود. ظرفيت توليد اين واحدهای اسیدشوئی فولاد مبارکه 2 ميليون تن در سال است .
واحد تاندم پنج قفسه
واژه «تاندم» (Tandem) به معنای قرارگیری پشتسرهم و متوالی است و به چیدمان قفسههای نورد در این خط اشاره دارد. این واحد، یکی از حساسترین و کلیدیترین بخشهای تولید ورق فولادی در شرکت فولاد مبارکه محسوب میشود. اما چرا این واحد مهم است؟ نورد سرد (کار سرد) به تغییر شکل پلاستیکی فلز در دمایی پایینتر از دمای تبلور مجدد (معمولاً دمای محیط) اطلاق میشود. اگرچه در شرایط خاص و براي ايجاد شكلپذيري بيشتر، ممکن است نورد سرد در دماهای بالاتر نیز انجام شود، اما همواره محدود به بازه دمایی پایینتر از تبلور مجدد است. برتریهای اصلی نورد سرد نسبت به نورد گرم عبارتند از:
- حذف نیاز به پیشگرمایش؛
- بهبود چشمگیر کیفیت و پرداخت سطح؛
- دقت ابعادی بالاتر و یکنواختی ضخامت؛
- ارتقای خواص استحکامی ورق.
بخشی از محصولات خروجی از خطوط اسیدشویی، جهت کاهش ضخامت به واحد تاندممیل ۵ قفسهای ارسال میشوند. در این واحد، ورق با عبور از ۵ قفسه نورد چهارغلتکی (متشکل از دو غلتک کاری و دو غلتک پشتیبان)، تحت تأثیر همزمان کشش طولی و فشار عمودی قرار میگیرد. این فرآیند منجر به کاهش ضخامت ورق از ۴۵ تا ۸۵ درصد میشود. ظرفیت تولید این واحد سالانه ۱.۵ میلیون تن است.
واحد نورد دو قفسهای
بخشی از محصولات اسیدشوییشده جهت ادامه فرآیند تولید به خط نورد دو قفسهای ارسال میشود. وظیفه اصلی این خط، کاهش ضخامت ورق در دمای محیط (نورد سرد) با عبور رفتوبرگشتی ورق از میان دو قفسه چهارغلتکی (متشکل از دو غلتک کاری و دو غلتک پشتیبان) است. در این فرآیند، میزان کشش و نیروهای اعمالشده بهصورت تماماتوماتیک کنترل میشود که این امر تضمینکننده کیفیت بالای محصولات نهایی است. ظرفیت اسمی این خط ۲۰۰ هزار تن ورق نازک در سال است.
واحد باكس آنيلينگ شماره 1 (با گاز محافظHNX )
اين واحد دارای ظرفيت توليد500 هزارتن در سال است و با اهداف زير ايجاد گرديده است :
- نرم كردن ورق فولادي
- بهبود بخشيدن قابليت ماشين كاري و شكلپذيري
- افزایش قابليت انعطافپذيري
- برطرف كردن تنشهاي داخلي ناشي از نورد
- كاهش دادن يا برطرف كردن ناهمگونی ساختمان كريستالي فولاد درسيكلهاي حرارتي
- بهبود خواص و ساختمان ورق و آماده كردن جهت عمليات بعدي
واحد باكس آنيلينگ شماره 2 (با گاز محافظ H2)
اين واحد دارای ظرفيت توليد 700 هزار تن در سال است كه در مجموع با واحد باكس آنيلينگ شماره يك، 1 میلیون و200 هزارتن در سال توليد خواهند داشت. این واحد همان وظایف واحد باكس آنيلينگ شماره يك را بر عهده دارد. مزيتهاي اين واحد نسبت به باكس آنيلينگ با گاز محافظ HNX، يكنواختي بيشتر در خواص مكانيكي محصول، تميزي بيشتر سطح و میزان تولید بالاتر (PDW) است.
واحد شستشوي الکتروليتي (ECL)
فرآیند نورد و تولید ورقهای نازک قلع اندود به گونهای است که قبل از ورود کلافهاي نورد شده به قسمت بازپخت، ورق بايد تميز شده باشد که اين عمل بهوسيله فرآيند شستشوي الکتروليتي انجام ميشود. به این صورت که ورق از ميان يک حوضچه داراي خاصيت قليايي و تحت جريان الکتريکي عبور ميکند، سپس تميز و خشک شده و بهصورت کلافهايي با وزن حداکثر 23 تن پيچيده ميشود. فرآيند نورد خاصيت سختي و شکنندهاي به ورق ميدهد که با اين وضعيت برای بهکار بردن در صنايع بستهبندي مناسب نيست. براي رسيدن به اين اهداف، تميزکردن، دوباره شکل دادن و به حالت اول برگرداندن کريستالهاي فولاد توسط بازپخت، راه لازم و مناسبي است. ظرفيت توليد اين واحد 200 هزار تن در سال است.
واحد بازپخت هيدروژني (BAP)
بهطور کلي کاهش ضخامت، باعث تغيير فرم کريستالي در ورق فولاد ميگردد و اثر زيادي در خواص مکانيکي ورق دارد که در نتيجه آن ورق بسيار سخت و شکننده شده و مقاومت فلز نيز در مقابل تغيير فرم و شکلپذيري شرايط لازم را ندارد و بايد به ساختار قبل از نورد فولاد برگردانده شود. در اين واحد عمليات حرارتدهي و پخت کلافها بهمنظور يکنواخت سازي ساختار مولکولي ورق و همچنين دستيابي به کيفيتهاي متالورژيکي مورد نظر صورت ميگيرد. ظرفيت توليد اين واحد 150 هزار تن در سال است .
مدیریت محصولات پوششدار
مدیریت محصولات پوشش دار شامل واحدهای زیر است:
واحد تمپرميل (DCR)
در اين واحد ورق بعد از عبور از کورههاي بازپخت، بسيار نرم ميشود، لذا براي دستیابی به خواص مکانيکي مناسب بايد به طريقي سطح ورق را سخت نمود و اين کار با عبور از خط تمپرميل دو قفسهاي امکانپذیر میشود. هر قفسه داراي دو غلتک کاري و دو غلتک پشتيبان است. این واحد به دو منظور نورد تمپرميل و نورد سرد مجدد ورق با توجه به مصرف پيشبيني شده است. ظرفيت توليد واحد 200هزار تن در سال است .
واحد اسكين پاس شماره 1
اين واحد با ظرفيت توليد 550 هزارتن در سال با اهداف زير ايجاد شده است:
- نورد پوستهاي ورق آنيل شده با مقداري ازدياد طول جهت بالا بردن و يكنواخت كردن پروفيل تنش كرنش در ورق
- بهبود خواص مكانيكي و شكلپذيري
- ايجاد صافي بهتر در سطح ورق
- دادن زبري لازم در سطح ورق جهت كاربردهاي شكل پذيري، رنگ آميزي و لعابكاري
- ايجاد سختي لازم در ورق
واحد اسكين پاس شماره 2
اين واحد با ظرفيت توليد 650 هزارتن در سال طراحي شده كه در مجموع با واحد اسكين پاس شماره 1 به ميزان 1 میلیون و 200 هزار تن توليد خواهند داشت. وظایف اين واحد همانند واحد اسكين پاس شماره يک بوده و از مزيت آن نسبت به اسكين شماره 1 ميتوان به امكان توليد محصول با عرض كلاف هاي 1670 ميليمتر نسبت به 1530 ميليمتر در اسكين شماره يک اشاره نمود كه خود موجب افزايش توليد و تأمين خواستههاي مشتريان از نظر عرض بيشتر گرديده است .
واحد قلع اندود
خط توليد ورق قلع اندود شركت فولاد مباركه اصفهان براساس روش الكتروليت اسيدي با محلول فرواستان طراحي گرديده كه در اين روش ورق پس از عبور از حوضچههاي شستشوي الكتروليتي و شسته شدن با آب و عبور از حوضچه اسيدشويي الكتروليتي و دو مرحله شستشو با آب وارد حوضچههاي محتوي محلول الكتروليت شده و طي پنج مرحله در حالي كه شمش خالص قلع، آند و ورق كاتد را تشكيل ميدهد، به روش الكتروليتي هر دو سطح ورق قلع اندود ميگردد. در اين خط امكان پوشش دهي قلع با ضخامتهاي متفاوت (8/2، 6/5 و 2/11 گرم بر متر مربع) در روی هر سطح ورق نيز وجود دارد. پس از انجام عمليات پوششدهي قلع، ورق با عبور از كورهاي به نام كوره مافل تا درجه حرارت بالاي نقطه ذوب قلع (232 درجه سانتيگراد) داغ ميشود و سپس در حوضچهاي سريعاَ سرد ميگردد تا علاوه بر افزايش چسبندگي قلع، باعث درخشندگي سطح ورق قلع اندود نيز شود. ورق قلـع اندود شـــده سپس بهمنظور رسوب دادن لايه اي از كرم (Cr) بر روي آن از يك حوضچه عمليات شيميايي عبور داده ميشود. اين عمل براي جلوگيري از اكسيداسيون بيشتر و تغيير رنگ سطح ورق در طول نگهداري در انبار انجام ميگیرد. در ضمن اين كار قابليت چسبندگي رنگ و لحيم كاري را افزايش ميدهد .
در پايان اين مرحله و پس از شستشوي ورق با آب و خشك شدن با هواي گرم، عمل روغنزني به روش الكترواستاتيك بهمنظور محافظت ورق از آسيبهاي هنگام بستهبندي و حمل و نقل در حد لايه بسيار نازكي بر روي هر دو سطح ورق صورت ميگيرد. براي تداوم عمليات قلع اندود در هر دو قسمت ورودي و خروجي خط، برج ذخيره كننده ورق در نظر گرفته شده است. محصولات اين خط به صورت كلاف به بازار مصرف و یا به خطوط برش ارسال ميگردد. ظرفيت توليد اين واحد 100 هزارتن در سال است .
خطوط برش قلع اندود 1 و 2
ظرفیت خط برش شماره یک 50 هزار تن و خط برش شماره دو 75 هزار تن در سال است. در این خطوط کلافهای قلعاندود پس از برش بر اساس سفارش مشتری به صورت شیت (ورق) بستهبندی و به بازار ارسال میشوند.
عمده كاربردهاي ورق قلع اندود
قوطي هاي روغن ، مواد غذايي و غير غذايي به اشكال مختلف،قوطي هاي نوشابه به صورت 2 تكه و 3 تكه،قوطي هاي اسپري ، دبه ، بشكه ، چليك ، سطل، درب شيشه و بطري، سيني هاي پخت، صفحه هاي چاپ، پانل هاي سقفي، واشرها و فيلترهاو ساير مصنوعات
واحد اصلاح ورق شماره 1
اين واحد با ظرفيت توليد 200 هزارتن در سال با اهداف زير ايجاد گرديده است:
· بازرسي سطوح كلاف
· حذف موج ورق و بهبود صافي سطح ورق
· برش كناري جهت يكنواخت نمودن عرض در حد تلرانس مورد نياز
· قطع قسمتهاي معيوب و يا داراي عيوب غير ممتد
· قطع قسمتهاي غيريكنواختي ضخامتي (بيشتر از تلرانس مجاز)
· روغن كاري سطح ورق
· تقسيم كلاف به كلافهاي با تناژ كمتر و متناسب با تجهيزات مشتريان
واحد اصلاح ورق شماره 2
اين واحد با ظرفيت توليد 300 هزار تن در سال با همان اهداف واحد اصلاح شماره يک ايجاد شده و از مزيت هاي آن نسبت به خط اصلاح شماره يک ميتوان به موارد زير اشاره نمود:
امكان بازرسي دو سطح ورق از نظر كيفي
توانمندي بالاتر تجهيز همسطح کننده (Leveler) برای برطرف کردن موجها
دقت بالاتر دستگاه كناره بري
دستگاه برای چاپ روي ورق (Marker)
واحد اصلاح ورق شماره 3 و 4
اين دو واحد با ظرفيت توليد هر یک 300 هزار تن در سال با همان اهداف واحدهای اصلاح شماره 1 و 2 ايجاد شدهاند.
واحد برش سبك
اين واحد با ظرفيت توليد 120 هزارتن در سال براي ضخامتهاي بين 3/0 ميليمتر تا 5/1 ميليمتر و با اهداف زير ايجاد شده است:
برش كلاف به صورت صفحاتي با ابعاد از پيش تعيين شده و تبدیل آن به بستههاي ورق، بازرسي سطح ورق، برطرف كردن موجهاي ورق، كناره بري، قطع قسمتهاي معيوب و روغن كاري
واحد برش سنگين
اين واحد با ظرفيت توليد 140 هزارتن در سال براي ضخامتهاي بين 6/0 ميليمتر تا 3 ميليمتر و با همان اهداف واحد برش سبك ايجاد شده است .
واحد برش طولي
اين واحد با ظرفيت توليد 50 هزارتن در سال با اهداف زير ايجاد شده است :
- برش كلاف به صورت طولي و تبديل كلاف به چند كلاف باريك با عرضهاي مورد درخواست
- برش كناري جهت يكنواخت نمودن كنارهها
- روغنكاري سطح ورق
خط بستهبندي نیمه اتوماتیک
اين خط برای بستهبندي كلافهاي خطوط اصلاح ورق و ارسال به مشتري ايجاد شده است.
خط توليد ورق گالوانيزه
توليد ورق گالوانيزه در شرکت فولاد مباركه اصفهان به روش غوطهوري داغ است. مزيت اين روش گالوانيزه بر روشهاي ديگر مقرون به صرفه بودن، امكان ايجاد ضخامتهاي بالاي پوشش، استحكام بالا و چسبندگي پوشش گالوانيزه به ورق فولادي است. كلافهاي ورودي از خطوط نورد سرد (تاندم ميل و نورد دو قفسهاي) در ابتداي خط گالوانيزه به يكديگر جوش خورده و بهصورت يك نوار پيوسته به خط وارد (شارژ) ميشود. در قسمت شستشو سطح ورق توسط چربيزدايي با مواد قليايي، برسزني و شستشو و با آب گرم تميز شده سپس با هواي داغ خشك ميشود و پس از آن كلاف تميز شده وارد كورههاي آنيل با اتمسفر محافظ ميگردد. ورق طي سه مرحله پيشگرم، گرم كردن و هم دمايي (Soaking) که نهایتا به دمای حدود 750 درجه سانتیگراد میرسد، متناسب باكاربرد محصول آنيل شده، توسط سيستم خنككننده، دماي آن براي ورود به حمام مذاب روي تنظيم ميگردد. درجه حرارت حمام مذاب روی حدود 460 درجه سانتیگراد است که با خروج از حمام مذاب، لايه نازكي از فلز روي (مجموع وزن پوشش برای هر دو سطح 100 تا 350 گرم بر متر مربع)، بر روي هر دو سطح ورق مينشيند. بلافاصله پس از خروج از مذاب، جت هوا ضخامت پوشش را تنظيم مينمايد. در مرحله خنككاري ورق و رساندن آن به دماي محيط ابتدا دمش هوا، دماي ورق را كاهش و پس از آن ورق وارد تانك آب سرد ميشود. در پايان دمش هوا ورق را خشك مينمايد. شايان ذكر است ضخامت پوشش ورق توسط دستگاه ضخامت سنج كنترل شده، صافي سطح و زبري دلخواه توسط نورد پوستهاي و تجهيز اصلاح ورق اعمال ميگردد. بهمنظور جلوگيري از شوره زدن ورق گالوانيزه حين نگهداري در انبار، عمليات كروماته روي آن انجام ميشود و سطح پوشش گالوانيزه پسيو (Passive) ميشود. پس از بازرسي ورق، در صورت درخواست مشتري روغن محافظ توسط دستگاه روغنكاري الكترواستاتيك بر سطح ورق پاشيده ميشود. كلاف گالوانيزه توليدي پس از بستهبندي به بازار مصرف عرضه ميگردد. ظرفيت توليد اين واحد 200 هزارتن در سال است .
عمده كاربردهاي ورق گالوانيزه
- پانلها و تابلوهاي برق، سيني كابل
- برخي از قطعات لوازم خانگي و تجهيزات آشپزخانه
- مخازن
- مجراهاي هوا و دودكش، ناودانها و لولهها
- بدنه و سقف سولهها و سالنها
خط توليد ورق رنگي
خط تولید ورق رنگی شرکت فولاد مبارکه اصفهان در امتداد خط گالوانیزه قرار گرفته و بهصورت خط پوششدهی غلتکی طراحی شده است. از مزایای این خط میتوان به سرعت بالا، مصرف رنگ کم و سازگاری با محیطزیست اشاره کرد. در این روش، کلاف گالوانیزه یا کلاف نورد سرد اسکینشده بهصورت پیوسته وارد بخش آمادهسازی ورق میشود؛ ابتدا محلول چربیزدایی با دمای مناسب به سطح رویی و زیرین ورق پاشیده میشود، سپس غلتکهای ویژه، دو سطح ورق را برس میزنند. این فرآیند یکبار دیگر تکرار شده و ورق پس از شستوشو با آب، توسط دمش هوای گرم کاملاً خشک میشود.
در انتهای این مرحله، برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و افزایش چسبندگی رنگ به سطح ورق، ماده شیمیایی مناسبی روی هر دو سطح ورق اعمال شده و در دمای مناسب خشک میشود. انجام این مرحله باعث میشود که پوشش رنگی در حین فرآیندهای شکلدهی بعدی از سطح ورق پوسته نشود. سپس ورق برای اعمال رنگ وارد قسمت پوششدهی میشود. در این قسمت ابتدا رنگ اولیه (Primer) از جنس پلیاستر و رنگ پشت ورق (Back Coat) بهترتیب روی سطح بالایی و زیرین ورق اعمال شده و برای پخت رنگ، ورق وارد کورهای به طول ۴۰ متر با دمای ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد میشود.
پس از پخت کامل و سرد شدن ورق، رنگ نهایی (از جنس پلیاستر، پلیوینیلایدینفلوئوراید، اپوکسی، پلیوینیلکلراید و پلیاورتان) با ضخامت ۲۷ تا ۳۲ میکرون (برای دو روی ورق) معادل حدود ۷۰ تا ۷۵ گرم بر مترمربع، توسط غلتک اعمال شده و عملیات پخت در داخل کوره با حرارت حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد (تلفیقی از هوای داغ و مشعل) انجام میگردد. در صورت استفاده از رنگهای پلاستیزول با ضخامت ۱۰۰ تا ۲۰۰ میکرون بر سطح رویی ورق، میتوان با تجهیزاتی به نام Embosser که بعد از کوره پختِ رنگ نهایی قرار دارد، بافتهای سطحی خاصی نظیر طرح چرم، کتان، گرانیتی و… ایجاد نمود. محصول فوق دارای مقاومت خوردگی بالا و شکلپذیری عالی است.
در مرحله بعد، محصول توسط واحد کنترل کیفی بهدقت بررسی شده و برای جلوگیری از آسیب دیدن رنگ، لایهای از جنس پلیاتیلن یا پلیپروپیلن روی سطح ورق چسبانده میشود و ورق پس از بستهبندی به بازار مصرف عرضه میگردد. با استفاده از تجهیزاتی به نام Laminator، امکان اعمال فیلم محافظ از جنس PET و PVC بر سطح ورق بهعنوان لایه نهایی وجود دارد. این نوع ورق برای لوازمخانگی از جمله درب یخچال و فریزر کاربرد دارد. ظرفیت تولید این واحد ۱۰۰ هزار تن در سال است.
عمده کاربردهای ورق رنگی:
- صنایع ساختمانی: سقف و بدنه انبارها و کارگاهها، سقف کاذب، نمای داخلی و خارجی ساختمانها
- لوازمخانگی: بدنه خارجی یخچال، آبگرمکن، اجاقگاز، ماشین لباسشویی و…
- صنایع فلزی: کابینت، تجهیزات اداری، پارتیشن، بدنه کامپیوتر و…
- صنعت حملونقل: ساخت کانتینر، سردخانهها، کاروانهای ثابت و متحرک و…