آنچه در این مقاله میخوانید:
ورق سیاه یکی از پرکاربردترین انواع ورق صنعتی است که علاوه بر صنایع تولیدی، در ساختمانسازی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما آیا می‌دانید ورق سیاه چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟ از کاربردهای این ورق در صنایع چه می‌دانید؟ این ورق در ساختمانسازی به چه صورت استفاده می‌شود؟
ورق سیاه اصطلاحی آشنا برای فعالان حوزه صنعت، به خصوص بازار فولاد است. این محصول پرکاربرد ویژگی‌های خاصی دارد که آن را به یکی از بهترین مصنوعات آهنی تبدیل کرده‌اند. در این مطلب قصد معرفی این ورق، انواع و کاربردهای آن در صنایع را داریم. پس تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
ورق سیاه چیست؟
یکی از پرکاربردترین محصولات در صنعت آهن و فولاد، ورق‌های فلزی هستند. ورق‌های فلزی انواع مختلفی دارند و با متریال متفاوتی تولید می‌شوند که یکی از آن‌ها فولاد است. ورق‌های فولادی خود دارای انواع مختلف نورد سرد یا گرم هستند که یکی از انواع گرم آن، ورق سیاه است. تعریف ساده ورق سیاه به این صورت است که به ورق‌های فولادی تولید شده با روش نورد گرم، ورق سیاه گفته می‌شود.
ورق‌های نورد گرم یا Hot Rolling، در دمایی بالاتر از 930 درجه سانتی‌گراد و تحت فرآیند فشاری بالا تولید می‌شوند. فشار و حرارت بالایی که این ورق‌ها طی آن تولید می‌شوند، باعث فرم‌پذیر شدن آن‌ها می‌شود. این ورق‌ها در اثر حرارت بالایی که می‌بینند و آثار اکسیداسیون و زنگ زدگی فرآیند تولید، تغییر رنگ داده و مات و تیره‌تر می‌شوند که در این شرایط به آن‌ها ورق سیاه هم گفته می‌شود.
سطح خارجی ورق‌های سیاه یا نورد گرم برخلاف ورق‌های سرد و گالوانیزه، روغنی و براق نیست. ورق‌های نورد گرم، اغلب تیره و مات با سطح برآمده هستند. فرآیند خاص تولید ورق‌های روغنی یا نورد سرد باعث می‌شود که این مدل ورق‌ها ضخامت کمتری نسبت به ورق‌های سیاه داشته باشند.
سطح ورق گرم، صیقلی و صاف است؛ Black Iron Sheet نام دیگر مصطلح بین دست اندرکاران عرصه ساخت و ساز و دیگر صنایع است که به ورق‌های نورد گرم گفته می‌شود.
پیشنهاد به مطالعه بیشتر: ورق روغنی چیست؟
نحوه تولید ورق سیاه
مرحله ذوب
فرآیند تولید ورق‌های فولادی سیاه یا Black Iron Sheet با گرم کردن شمش‌های فولادی در دمای بسیار بالا و حدود 1100 درجه سانتی‌گراد آغاز می‌شود. در مکانیسم و فرآیند تولید ورق‌های سیاه یا نورد گرم، درجه حرارت بسیار مهم است؛ زیرا نورد گرم باید در دمایی بالاتر از نقطه تبلور مجدد فولاد انجام شود.
مرحله ریخته گری
بعد از گرم کردن شمش‌ها یا قطعات فولادی در دمای مورد نظر برای تولید ورق سیاه، شمش‌های ذوب و حرارت داده شده از چندین غلتک نورد عبور می‌کنند و در نهایت ورق‌های سیاه یا نورد گرم تولید می‌شوند. البته فرآیند تولید ورق‌های سیاه مراحل دیگری هم دارد.
مرحله پوسته زدایی
در فرآیند تولید ورق‌های سیاه، ابتدا تختال تولید شده ناشی از ذوب و عبور فولاد از غلتک‌ها در کوره‌های پیشگرم تحت دما و حرارت بالا قرار می‌گیرند. بعد از اینکه تختال از کوره پیشگرم خارج شد، پوسته‌ای اسیدی روی سطح تختال‌ها تشکیل می‌گردد که برای از بین بردن این پوسته اکسیدی، عملیات پوسته شویی انجام می‌شود. عملیات پوسته زدایی تاثیر زیادی در پایین آمدن دمای سطحی تختال بعد از بیرون آمدن از کوره دارد.
مرحله نورد و آنیل
مرحله بعدی در فرآیند تولید ورق‌های فولادی سیاه، نورد خشن است که در این مرحله، قطعه چندین مرتبه از بین غلتک‌ها عبور می‌کند تا به تدریج به ابعاد و ضخامت مورد نظر برسد. در فرآیند نورد خشن، توزیع دما تحت تاثیر عواملی مانند انتقال حرارت به محیط، تغییر شکل پلاستیک و … قرار می‌گیرد. این فرآیند ضخامت تختال‌ها را تا 30 درصد کاهش می‌دهد. تعداد قفسه‌های نورد خشن حدود 2 تا 3 عدد است.
مرحله خنک کاری و کلاف پیچ
در مرحله نهایی برای تولید ورق سیاه، ورق‌های فولادی از چند غلتک نور سرد عبور می‌کنند. غلتک‌های سرد شکل نهایی ورق‌های سیاه را تشکیل می‌دهند و فرم نوارها و ورق‌های فولادی را ایجاد می‌کنند. زمانی که ورق سیاه وارد نورد سرد می‌شود، سرعت فرآیند کاهش پیدا می‌کند که این موضوع به دلیل کاهش دماست.
در نهایت این ورق با همان رنگ مات و به صورت سیاه یا با روکشی اکسید شده به عنوان ورق سفید، وزن کشی، رول و بسته‌بندی شده و به بازار عرضه می‌گردد.
انواع ورق سیاه
ورق سیاه از حیث کاربرد، آلیاژ، ترکیبات و موادی که در ساخت آن به کار می‌رود، ظاهری که دارد و بسیاری موارد دیگر،به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود.
انواع ورق سیاه بر اساس ابعاد و نحوه عرضه
اولین تقسیم‌بندی این ورق‌ها براساس نحوه عرضه آن‌ها به بازار است که به دو صورت کلاف یا رول شده و فابریک یا شیت تقسیم‌بندی می‌شوند که به شرح زیر هستند:
ورق سیاه رول شده یا کلاف
یکی از شیوه‌های عرضه ورق‌های سیاه در بازار، عرضه به صورت رول شده است که در اصطلاح به آن کلاف هم گفته می‌شود. ورق‌های رول شده یا کلاف در ضخامت‌های مختلف بین 1.5 تا 15 میلی‌متر و با عرض‌های متفاوت 1.25، 1.5 و 2 متر تولید شده و در بازار عرضه می‌شوند.
ورق‌های سیاه رول شده معمولا یک تکه وارد بازار می‌شوند اما امکان برش آن‌ها در ابعاد دلخواه و متناسب با نیاز و خواست مشتری وجود دارد. این ویژگی باعث می‌شود که از این مدل ورق‌ها در صنایعی که ابعاد غیر استاندارد دارند هم استفاده شود.
ورق سیاه فابریک یا شیت
نوع دیگر ورق‌های سیاه بر اساس نحوه عرضه در بازار، ورق سیاه فابریک است که در اصطلاح به آن‌ها ورق شیت هم گفته می‌شود. وجه تمایز اصلی ورق‌های فابریک با ورق‌های کلاف در ضخامت آن‌هاست. ورق‌های سیاه فابریک بالای 15 میلی‌متر ضخامت دارند و در سایزهای متفاوت تولید می‌شوند.
رایج‌ترین سایز و ابعاد این مدل ورق‌ها ۱۰۰۰*۲۰۰۰، ۱۲۵۰*۲۵۰۰، ۱۰۰۰*۶۰۰۰، ۱۵۰۰*۶۰۰۰، ۲۰۰۰*۶۰۰۰ و ۲۰۰۰*۱۲۰۰۰ است که کاربرد بسیاری در صنایع فولادی دارند.
انواع ورق سیاه بر اساس آلیاژ
ورق‌های سیاه بر اساس آلیاژ هم به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. تنوع آلیاژهای این محصول باعث کاربردی‌تر شدن آن می‌شود و در هزینه‌های استفاده از ورق نیز تاثیرگذار است. براساس آلیاژ این ورق‌ها به دو دسته st37 و st52 تقسیم می‌شوند که در اصطلاح به آن‌ها گرید ورق سیاه گفته می‌شود. گریدهای مختلف ورق سیاه از لحاظ میزان کربن تفاوت دارند. دو گرید و آلیاژ مختلف ورق سیاه عبارتند از:
ورق سیاه با آلیاژ st37
ورق سیاه با آلیاژ st37 به عنوان ورق فولادی یا ورق فولاد نرم هم شناخته می‌شوند. ویژگی این ورق کم کربن بودن آن است. از دیگر ویژگی‌های این ورق می‌توان به خاصیت جوش پذیری، استحکام بالا و تولید پروفیل‌های سبک اشاره کرد. این مدل ورق سیاه، کاربردهای بسیاری در صنعت ساختمانسازی دارد.
ورق سیاه با آلیاژ st52
آلیاژ St52، ورقی با میزان سختی بیشتر است و در این مدل ورق از کربن بیشتری استفاده می‌شود. در آلیاژ ورق st52 عناصر دیگری همچون منگنز، فسفر، گوگرد و سیلیسیم نیز وجود دارد که درصدهای آن در گریدهای مختلف ورق سیاه آلیاژ ST 52 با هم متفاوت است.
نوع آلیاژ و میزان عناصر به کار رفته در تولید این ورق، ویژگی‌ها و کاربرد آن در صنایع صنعتی عظیم مانند پتروشیمی، ساخت مخزن و کشتی‌سازی و ساختمانسازی را مشخص می‌کند.
فرق ورق سیاه با دیگر ورق های فولادی
ورق‌های سیاه از جهات مختلفی با ورق‌های نورد سرد و دیگر ورق‌های فولادی تفاوت دارند که اصلی‌ترین آن، تفاوت ورق‌ها از نظر ظاهری است. همان‌طور که از نام ورق‌های سیاه مشخص است، این مدل ورق‌ها رنگ سیاه و مات دارند
ورق سیاه با ورق‌های دیگر فولادی که گالوانیزه یکی از انواع آن‌هاست نیز تفاوت‌هایی دارد. یکی از تفاوت‌های ورق گالوانیزه با ورق سیاه، فرآیند تولید ورق است. مکانیسم تولید ورق سیاه بدون هیچ گالوانیزاسیون یا آبکاری انجام می‌شود اما ورق‌های گالوانیزه آبکاری می‌شوند و این ویژگی موجب استحکام آن‌ها در برابر خوردگی و زنگ زدگی می‌شود. البته ورق سیاه هم برای به دست آوردن مقاومت نسبی ویژگی‌هایی دارد که یکی از آن‌ها استفاده از یک لایه اکسیدی روی ورق است.
ورق‌های سیاه با ورق‌های گالوانیزه از نظر زمان تولید هم تفاوت دارند. تولید ورق‌های گالوانیزه با سرعت بالا و در زمان کوتاهی انجام می‌شود و پایه اصلی ورق گالوانیزه ورق روغنی بوده که خود از ورق سیاه ساخته می شود، در حالیکه ورق‌های سیاه در چند مرحله و با فرآیندی زمان‌بر تولید می‌شوند.
ویژگی ها و مشخصات ورق سیاه
مانند دیگر محصولات فولادی، ورق‌های سیاه هم مشخصه‌های شیمیایی و فیزیکی خاص خود را دارند. هر کدام از آلیاژ‌ها و انواع این ورق از پارامترهای خاصی برخوردار هستند و با فرآیند به خصوصی تولید می‌شوند. اطلاع از مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی این ورق‌ها برای مصرف کنندگان آن‌ها از اهمیت زیادی برخوردار هستند.
در جدول زیر می‌توانید چند مدل رایج و کاربردی این ورق‌ها با آلیاژ s235 تا s500 را با مشخصات مختلفی که دارند، مشاهده کنید.
نام فولاد | روش اکسیداسیون | ضخامت کربن کمتر از 16 میلی‌متر | ضخامت کربن بین 16 -40 میلی‌متر | ضخامت کربن بیشتر از 40 میلی‌متر | میزان سیلیسیم | میزان منگنز | میزان فسفر | میزان گوگرد | میزان نیتروژن | میزان مس |
S235JR | FN | 0.19 | 0.19 | 0.23 | – | 1.5 | 0.045 | 0.045 | 0.014 | 0.060 |
S235J0 | FN | 0.19 | 0.19 | 0.19 | – | 1.50 | 0.040 | 0.040 | 0.014 | 0.060 |
S235J2 | FF | 0.19 | 0.19 | 0.19 | – | 1.5 | 0.035 | 0.035 | – | 0.060 |
S275JR | FN | 0.24 | 0.24 | 0.25 | – | 1.6 | 0.040 | 0.040 | 0.014 | 0.060 |
S275J0 | FN | 0.21 | 0.21 | 0.21h | – | 1.6 | 0.040 | 0.040 | 0.014 | 0.060 |
S275J2 | FF | 0.21 | 0.21 | 0.21H | 0.60 | 1.6 | 0.035 | 0.035 | – | 0.060 |
S355JR | FN | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.60 | 1.7 | 0.045 | 0.045 | 0.014 | 0.060 |
S355J0 | FN | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.7 | 0.040 | 0.040 | 0.014 | 0.060 |
S355j2 | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.7 | 0.035 | 0.035 | – | 0.060 |
S355K2 | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | – | 1.7 | 0.035 | 0.035 | – | 0.060 |
S460JRJ | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.80 | 0.040 | 0.040 | 0.027 | 0.60 |
S460J0J | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.80 | 0.040 | 0.040 | 0.027 | 0.60 |
S460J2J | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.80 | 0.040 | 0.040 | 0.027 | 0.60 |
S460K2J | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.80 | 0.040 | 0.040 | 0.027 | 0.60 |
S500J0J | FF | 0.23 | 0.23I | 0.24 | 0.60 | 1.80 | 0.040 | 0.040 | 0.027 | 0.60 |
اندازه ورق سیاه
ابعاد و اندازه ورق‌های سیاه در بازار متفاوت است. این محصول با ضخامتی به اندازه 1.5 تا 100 میلی‌متر تولید می‌شود. تفاوت ضخامت این ورق براساس آلیاژ و نحوه نورد شدن آن است.
عرض ورق سیاه هم اندازه‌های مختلف از 100 تا 200 سانتی‌متر دارد. ورق‌های سیاه چه در نوع رول شده و چه در نوع شیت با طول‌های متفاوت تولید می‌شوند و محدودیتی از این نظر دارند. ضخامت، عرض و طول این ورق موجب تفاوت در وزن این محصول هم می‌شود. براساس وزن، ضخامت و ابعاد مختلف ورق‌های سیاه یا نورد گرم این محصول را از سایزهای 2 تا 6 دسته بندی می‌کنند.
کاربردهای ورق سیاه
همان‌طور که در ابتدا گفته شد ورق‌های سیاه کاربرد متنوعی در صنایع دارند. این محصول پایه یا ماده اولیه تولید بسیاری از محصولات فولادی است و به عنوان پروفیل صنعتی در تولیدات محصول و ساختمانسازی نیز استفاده می‌شود.
از این محصول در صنایعی مانند خودروسازی، کشتی سازی و هر صنعتی که نیاز به متریالی مقاوم و مستحکم داشته باشد هم استفاده می‌شود. برخی از کاربردهای رایج و شناخته شده این محصول به شرح زیر هستند:
- استفاده در صنایعی مانند خودروسازی، ساخت ماشین آلات صنعتی به خصوص ماشین‌های کشاورزی
- تولید سازه‌هایی که نیاز به مقاومت دارند مانند مخازن کشتی، تانکرهای ذخیره سازی یا جابجایی
- ساخت و تولید انواع لوله‌های نفتی و مخازن نفت کش‌ها
- استفاده در صنعت پتروشیمی و انواع مختلف صنایع وابسته به آن
- ساخت و تولید انواع تجهیزات رانندگی نیازمند مقاومت مانند گاردریل‌های کنار جاده‌ای و اتوبان
- ساخت مخازن تحت‌فشار مانند دیگ بخار
- ساخت محصولات و سازه‌های نظامی مانند زیردریایی، جیپ، هلی‌کوپتر و سایر محصولات نظامی
- ساخت هواپیماها و تجهیزات فضایی
- ساخت ابزار قلاب برای اسب‌ها
- ساخت انواع تیر، ورق، ناودانی، نبشی، سپری و …
بهترین ورق سیاه برای صنایع مختلف
ورق سیاه از پرکاربردترین انواع ورق‌ها در صنایع است که بیشترین استفاده از آن‌ها در صنایع فولادی و تولید محصولات مرتبط با حوزه فولاد انجام می‌شود.
با توجه به صحبت‌های گفته شده، انتخاب و استفاده از این ورق‌ها باید با در نظر گرفتن کاربرد انجام شود تا بهترین نوع ورق برحسب نیاز خریداری شود.
ورق سیاه که بر حسب عملیات نورد گرم تولید می‌شود، ظاهری مات و سیاه دارد و به دلیل موادی که در آلیاژ آن استفاده می‌شود، نسبت به پوسیدگی مقاوم است. قیمت مناسب، ضخامت و تولید در ابعاد و با ویژگی‌های گوناگون، این ورق را به محصولی پر مصرف تبدیل می‌کند.
برای خرید انواع ورق فولادی می‌توانید از طریق فولادیار کوروش اقدام کنید. کارشناسان ما به طور منظم آماده پاسخگویی به سوالات و راهنمایی شما در زمینه خرید این محصول و دیگر محصولات فولادی هستند. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با ما تماس حاصل نمایید.