ورق سیاه یکی از پرکاربردترین محصولات فولادی است که نقش پایه و اساسی در چرخه تولید انواع ورق های فولادی دیگر دارد. فعالان صنعت و بازار آهن، این محصول را به دلیل ظاهر مات و تیره‌اش ورق سیاه می نامند. این ورق فولادی، که با نام تخصصی ورق گرم نیز شناخته می شود، از طریق فرآیند نورد گرم تولید می گردد. مقاومت بالا، دوام مناسب و قیمت مقرون به صرفه، ورق سیاه را به انتخابی محبوب برای طیف گسترده ای از پروژه های عمرانی، ساختمانی و صنعتی تبدیل کرده است.
در این مقاله به طور کامل توضیح داده می شود که ورق سیاه چیست، چگونه تولید می شود، خصوصیات ورق سیاه کدامند، انواع ورق سیاه چه دسته بندی هایی دارند و کاربرد ورق سیاه در صنایع مختلف چگونه است.
فرآیند تولید ورق سیاه
ورق سیاه از فرآیند نورد گرم فولاد تولید می شود. در این روش، فولاد در دمایی بسیار بالاتر از دمای تبلور مجدد خود (بالاتر از ۹۲۶ درجه سانتی‌گراد یا ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد) حرارت می بیند. این حرارت دهی امکان شکل دهی آسان فولاد و رسیدن به ضخامت های دلخواه را فراهم می کند.
مراحل تولید ورق سیاه
تولید ورق سیاه شامل یک زنجیره دقیق از مراحل است که کیفیت نهایی محصول را تضمین می کند:
۱. آماده سازی و گداختن تختال ها: ابتدا تختال های فولادی (اسلب) در کوره های ذوب تا دمای بالاتر از ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد گداخته شده و به سمت خط تولید حرکت داده می شوند. تختال های داغ معمولاً از جنس فولاد کربن دار هستند.
۲. زدودن لایه های اکسیدی: در حین حرارت دهی و ریخته گری، لایه ای از اکسید به صورت فلس روی سطح تختال ایجاد می شود. اگر این اکسیدها حذف نشوند، می توانند بر کیفیت و استحکام نهایی فولاد تأثیر منفی بگذارند. برای زدودن آن ها از روش های مکانیکی یا شیمیایی استفاده می کنند.
۳. فشردن با دستگاه رول پرس: تختال با عبور از میان غلتک های دستگاه رول پرس، فشرده می شود. این عمل ضخامت تختال را کاهش داده و عرض آن را افزایش می دهد تا برای مراحل بعدی آماده شود.
۴. نورد نهایی و خنک کاری: ورق سیاه مجدداً از میان غلتک های قدرتمند هیدرولیک عبور می کند که فشار زیادی به ورق وارد می آورد و خواص مکانیکی آن را بهبود می بخشد. پس از نورد نهایی، ورق ها را به میز دریافت منتقل کرده و به صورت کلاف در می آورند. در این مرحله، ورق ها با اسپری آب یا هوا به تدریج خنک می شوند تا به ویژگی های مکانیکی مورد نظر برسند.
۵. بسته بندی و مارک گذاری: در مراحل پایانی، کلاف های ورق سیاه در بسته های مقاوم قرار می گیرند تا حمل و نقل آنها آسان شود. همچنین اطلاعاتی مانند نام کارخانه و مشخصات فنی را روی ورق ها چاپ می کنند تا اصالت محصول تأیید گردد.
خصوصیات ورق سیاه
ورق سیاه ویژگی های فنی مشخصی دارد که آن را برای کاربردهای سنگین و مقاوم سازی مناسب می سازد.
مشخصات فنی و ظاهری ورق سیاه
- ظاهر مات و زبر: ورق سیاه سطحی مات، زبر و ناصاف دارد که به دلیل تماس مستقیم با اتمسفر و اکسید شدن در حین تولید نورد گرم ایجاد می شود.
- ضخامت و ابعاد: ضخامت ورق سیاه از حدود ۱.۵ یا ۲ میلی متر تا ۱۰۰ میلی متر متفاوت است. ابعاد استاندارد آن به صورت شیت شامل ۱۰۰۰×۲۰۰۰، ۱۲۵۰×۲۵۰۰ و ۱۵۰۰×۶۰۰۰ میلی متر است.
- چگالی: چگالی ورق سیاه (فولاد کربنی معمولی) تقریباً ۷.۸۵ گرم بر سانتی متر مکعب است. برای محاسبه وزن دقیق ورق، طول، عرض، ضخامت و چگالی فولاد را در هم ضرب می کنند.
- خواص مکانیکی: ورق سیاه مقاومت کششی بالایی دارد و توان تحمل کشش و فشار زیاد را ارائه می دهد. همچنین از استحکام، چکش خواری و چقرمگی مناسبی برخوردار است.
- قابلیت جوشکاری: جوش پذیری ورق سیاه عالی است و می توان آن را به راحتی جوش داد.
- قابلیت فرم دهی: ورق سیاه قابلیت انعطاف پذیری و خمش خوبی دارد که امکان شکل دهی قطعات پیچیده را فراهم می کند.
- مقاومت در برابر خوردگی: این ورق در حالت خام، مقاومت نسبی در برابر زنگ زدگی و خوردگی دارد، اما به اندازه ورق های پوشش دار مقاوم نیست و برای محافظت در برابر محیط های سخت، نیاز به پوشش دهی دارد.
گریدهای مهم ورق سیاه
ورق سیاه بر اساس میزان کربن و استحکام مکانیکی به گریدهای مختلفی تقسیم می شود.
- ورق ST37: این گرید رایج ترین و اقتصادی ترین نوع ورق سیاه به شمار می رود. میزان کربن در آن پایین است که شکل پذیری و جوش پذیری بالایی را ایجاد می کند. مقاومت کششی آن حدود ۳۷۰ تا ۴۲۰ مگاپاسکال است. از این ورق در کاربردهای سبک تر مانند ساختمان سازی، تولید انواع لوله و پروفیل سیاه استفاده می کنند.
- ورق ST52: این ورق دارای درصد کربن بالاتر و سختی بیشتری نسبت به ST37 است. مقاومت کششی آن بالاتر (حدود ۵۲۰ تا ۶۱۰ مگاپاسکال) است. ورق ST52 برای صنایع سنگین، ساخت تانکرها، پروفیل های سنگین و سازه هایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین و تنش‌های مکانیکی بالا دارند، مناسب است.
- گریدهای صنعتی (مانند A516): گریدهایی مانند A516 برای کاربردهای تخصصی که نیاز به مقاومت در برابر حرارت و فشار بالا دارند (مانند ساخت مخازن تحت فشار و دیگ های بخار) طراحی می شوند.
انواع ورق سیاه
ورق سیاه بر اساس نحوه عرضه در بازار و همچنین کاربرد نهایی دسته بندی می شود.
دسته بندی ورق سیاه بر اساس شکل عرضه
- ورق سیاه رول یا کلاف (کویلی): این ورق ها به صورت رول یا کلاف پیچیده شده در بازار عرضه می شوند. این نوع ورق معمولاً ضخامت ۱.۵ تا ۱۵ میلی متر و عرض های ۱۰۰۰، ۱۲۵۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ میلی متر دارد و طول آن نامحدود است. قابلیت حمل آسان و برش در طول دلخواه را فراهم می کند.
- ورق سیاه شیت یا فابریک: این نوع ورق مستقیماً از کارخانه به صورت برش خورده و در ابعاد استاندارد یا سفارشی تولید می شود. ورق فابریک اغلب در ضخامت های بالای ۱۵ میلی متر تولید می شود. ابعاد پرکاربرد شامل ۶۰۰۰×۱۵۰۰ و ۶۰۰۰×۲۰۰۰ میلی متر است.
دسته بندی ورق سیاه بر اساس کاربرد
- ورق سیاه معمولی (ساختمانی): این ورق ها (مانند ST37) برای استفاده در کاربردهای عمومی تر مانند ساختمان سازی، فریم ها، پایه های صنعتی و سازه های سبک و نیمه سنگین مناسب هستند.
- ورق سیاه صنعتی: این نوع ورق ها (مانند ST52 و A516) استحکام بالاتری دارند و در ساخت پروفیل های بزرگ و صنایع سنگین تر مانند پتروشیمی، ساخت ماشین آلات سنگین، مخازن تحت فشار و کشتی سازی کاربرد دارند.
کاربرد ورق سیاه در صنایع مختلف
ورق سیاه به دلیل استحکام، دوام بالا، قابلیت جوشکاری و قیمت مناسب، حضوری پررنگ در بسیاری از صنایع دارد.
- ساختمان سازی و سازه های فلزی: ورق سیاه در ساخت اجزای سازه ای مانند تیرآهن، ستون، پل های فلزی، قاب سوله، نبشی، ناودانی و همچنین در ساخت درب و پنجره و نرده های فلزی استفاده می شود.
- صنعت خودروسازی: این ورق در تولید قطعات بدنه خودرو، چرخ ها، شاسی ها، و قسمت های زیرین خودرو که نیاز به مقاومت در برابر فشار و ضربه دارند، به کار می رود.
- تولید لوله و پروفیل: ورق سیاه ماده اولیه برای تولید انواع لوله ها (مثل لوله آب، گاز و داربستی) و پروفیل های فولادی (از جمله پروفیل ساختمانی و صنعتی) است.
- ساخت مخازن و تانکرها: از ورق سیاه در ساخت مخازن تحت فشار، دیگ های بخار، تانکرها و سیلوها برای ذخیره سازی مواد مایع و گازی استفاده می کنند.
- کشتی سازی و صنایع دریایی: به دلیل مقاومت خوب در برابر فشار، ورق سیاه برای ساخت بدنه کشتی ها، قایق ها و تجهیزات دریایی کاربرد دارد.
- تجهیزات سنگین صنعتی: این محصول در تولید ماشین آلات سنگین، تجهیزات کشاورزی، تجهیزات استخراج معادن و قطعات بزرگ صنعتی به کار می رود.
تفاوت ورق سیاه با سایر ورق های فولادی
ورق سیاه با دو نوع اصلی دیگر ورق های فولادی، یعنی ورق روغنی (نورد سرد) و ورق گالوانیزه، تفاوت های اساسی دارد که از فرآیند تولید نشئت می گیرد.
| ویژگی | ورق سیاه (نورد گرم) | ورق روغنی (نورد سرد) | ورق گالوانیزه |
|---|---|---|---|
| فرآیند تولید | نورد گرم در دمای بالا | نورد سرد در دمای پایین | پوشش دهی ورق سیاه یا روغنی با روی |
| ظاهر سطح | مات، تیره، خشن و زبر | صاف، براق و نرم | براق و صیقلی |
| استحکام | استحکام و مقاومت بالا در برابر ضربه و فشار | استحکام پایین تر ولی دقت ابعادی بالاتر | دوام و ماندگاری بالا |
| کاربرد اصلی | سازه های سنگین، لوله ها، تانکرها و زیرساخت ها | لوازم خانگی، قطعات ظریف خودرو، دکوراسیون داخلی | محیط های مستعد رطوبت و خوردگی (مانند سقف و لوله‌های آب) |
جمع بندی و تهیه مقاطع فولادی
ورق سیاه، به عنوان محصول اولیه نورد گرم، نقشی حیاتی در زیرساخت های صنعتی و ساختمانی ایفا می کند. انتخاب گرید و ضخامت مناسب این محصول (مانند ST37 برای ساختمان های عمومی یا ST52 برای سازه های سنگین) تعیین کننده مقاومت و کاربری نهایی سازه است.
شرکت فولاد موحد به عنوان مجموعه ای با سابقه در صنعت فولاد، انواع مقاطع فولادی را عرضه می کند. این شرکت تولید کننده انواع پروفیل ها و لوله های فولادی با بالاترین کیفیت است. فولاد موحد در حوزه فروش و عرضه مقاطعی همچون ورق سیاه، قوطی فولادی، تسمه، چهارچوب، سپری، لوله داربستی، میلگرد، ناودانی، نبشی و تیرآهن فعالیت دارد. محصولات فولادی با کیفیت و استاندارد داخلی و خارجی به مصرف کنندگان و مشتریان ارزشمند ارائه می گردد.
فولاد موحد با بهره گیری از تجربه و تخصص، محصولاتی را عرضه می کند که نیازهای پروژه های صنعتی و ساختمانی را به بهترین شکل تأمین می نماید. اکنون با شناخت کامل از ورق سیاه چیست و خصوصیات ورق سیاه کدامند، می توانید با اطمینان خاطر مقاطع فولادی مورد نیاز پروژه خود را از مجموعه فولاد موحد تهیه کنید و از کیفیت و استاندارد محصولات مطمئن باشید.
سوالات متداول
ورق سیاه چیست و چه کاربردهایی دارد؟ ورق سیاه، ورق فولادی تولید شده به روش نورد گرم است که سطحی مات و خشن دارد. این محصول بیشتر در ساخت سازه های فلزی، قطعات صنعتی، مخازن، کشتی سازی و پروژه هایی که به استحکام و مقاومت بالا نیاز دارند، استفاده می شود.
تفاوت ورق سیاه و ورق روغنی در چیست؟ تفاوت اصلی این دو محصول در فرآیند تولید، ظاهر و کاربرد آنهاست. ورق سیاه از نورد گرم تولید می شود و سطحی زبر و مات دارد، در حالی که ورق روغنی از نورد سرد تولید می شود و سطحی صاف و براق دارد.
انواع ورق سیاه از نظر استاندارد کدامند؟ ورق سیاه در گریدهای مختلفی تولید می شود. رایج ترین استانداردها شامل ST37 (برای کاربردهای ساختمانی سبک تر) و ST52 (با درصد کربن بالاتر و سختی بیشتر برای صنایع سنگین) است. همچنین گریدهای صنعتی مانند A516 نیز وجود دارد.
چگونه وزن ورق سیاه محاسبه می شود؟ وزن ورق سیاه را با استفاده از فرمول زیر محاسبه می کنند: وزن ورق سیاه = طول × عرض × ضخامت × چگالی فولاد. چگالی فولاد تقریباً ۷.۸۵ گرم بر سانتی متر مکعب است.
آیا ورق سیاه برای پروژه های ظریف و زیبا مناسب است؟ خیر. ورق سیاه سطحی زبر و اکسید شده دارد و برای کاربردهایی که زیبایی ظاهری در اولویت است، مناسب نیست. ورق روغنی (نورد سرد) برای صنایع ظریف تر که نیاز به دقت و زیبایی دارند، مناسب تر است.
ضخامت های رایج ورق سیاه چقدر است؟ ورق های سیاه در طیف وسیعی از ضخامت ها تولید و عرضه می شوند، که معمولاً از ۲ میلی متر تا ۱۰۰ میلی متر متغیر است. پرمصرف ترین ضخامت ها در صنایع زیر ۱۵ میلی متر قرار دارند.
