تیرآهن محصولی پرمصرف در صنعت ساخت و ساز است که در شاخه‌‌های مختلف صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد و کارخانه های زیادی در کشور در تولید انواع تیرآهن، فعالیت دارند.
تیرآهن‌ها با چندین روش نوردکاری تولید میشوند. در ادامه این مقاله از آهن اسپات(ahanspot)، شما را با نورد (Rolling) و نوردکاری برخی از آهن الات آشنا خواهیم کرد. در ادامه همراه ما باشید.

عملیات نورد کاری

نورد کردن یا عملیات نورد کاری فرآیندی است که در آن یک جسم در میان دو یا چند غلطک بسیار بزرگ یا بسیار سنگین، تحت فشار زیاد قرار داده شود. این عملیات از قرون گذشته در جوامع مختلف متداول بوده و بیشتر جهت صاف کردن سطح اجسام بوده است. اما امروزه نورد کاری برای مقاصد دیگری هم کاربرد دارد. علت اینکه نورد کاری در گذشته فقط برای صاف کردن سطوح اجسام بوده، مربوط به قدرت کم ابزار آن دوره است و در حال حاضر ابزارهای این فرآیند بسیار قوی و کارا هستند.

با پیشرفت تکنولوژی و امکان تأمین نیروی فشار بسیار بالا به اجسام و فلزات، عملیات نورد کاری کاربردهایی بسیار بیشتری پیدا کرده که عبارتند از:

  • پرداخت سطح فلزات
  • حذف نقطه تسلیم
  • افزایش استحکام فلز
  • کاهش ضخامت فلز
  • تراز کردن سطح اجسام
  • فرم دهی به فلزات

قدرت و دقت عملیات نوردکاری به حدی رسیده است که در کنار تولید سیم‌‌های نازک فلزی و ورق قوطی کنسرو توسط نورد، امکان تولید ورقه ضخیم بدنه نفت کش‌های قاره‌پیما نیز وجود دارد. با این روش، نقطه تسلیم فلز تقریباً حذف شده و سطح آن در اثر اعمال فشار، به صورتی ناهمگن تغییر شکل نخواهد داشت.

مرحله اصلی عملیات نورد کاری مربوط به میزان قدرت و فشار غلتک‌ها است و هرچه این فشار بالاتر باشد، کاربردهای آن بیشتر خواهد بود اما برای افزایش مجدد این کارایی امکان دیگری هم وجود دارد و آن هم گرم کردن جسم یا فلز است. تلفیق این دو ابزار در کنار هم باعث ایجاد دو روش متفاوت نورد سرد و نورد گرم شده که در ادامه به بررسی هر یک خواهیم پرداخت.

روش نورد کاری سرد

روش اولیه و قدیمی نورد کاری، روش نورد سرد بوده، به این معنی که جسم به صورت مستقیم تحت فشار غلتک‌ها قرار گرفته و سطح خارجی آن نورد کاری شود. در این روش با توجه به اندازه فشار غلتک‌ها، جسم تسطیح، پرداخت و یا نازک خواهد شد. در اصل این روش مانند چکش عمل کرده و فشاری بر سطح فلز وارد می‌کند اما اندازه این فشار بسیار بزرگتر از فشار ضربه چکش است. کارایی روش نورد سرد محدود بوده و مناسب برای انجام روی قطعات کوچک و یا برای اعمال تغییرات کوچک بر شکل اجسام کوچک است.

فرآیند نورد سرد در دمای عادی محیط انجام شده و قادر است تا فلز را حداکثر تا 20 درصد سخت و مقاوم‌تر کند و به همین دلیل هم محصولات نورد سرد، اجسامی سبک و کوچک هستند. در صنعت فولاد هم تولید محصولاتی مثل انواع ورقه، میله، نوار و تسمه با استفاده از روش نورد سرد انجام گرفته است. تغییراتی که در این عملیات روی جسم انجام شده، بیشتر در سطح جسم بوده و یا به اصطلاح تغییرات پوستی هستند و به همین علت هم قابلیت شکل دهی به اجسام توسط این روش بسیار محدود است.

در این عملیات در ابتدا فلز مورد نظر باید تمیز شود که برای این کار با استفاده از اسید اقدام به اسیدشویی سطح فلز کرده و سپس قطعه مورد نظر وارد فضای بین غلتک‌ها می‌شود. دمای قطعه معادل دمای محیط است و فقط فشار غلتک‌ها بر بدنه آن وارد می‌گردد. در تکنولوژی امروزی این فشار از طریق جک‌های هیدرولیکی یا پنوماتیکی به غلتک وارد شده و به خاطر چرخش آن‌ها، این فشار به همه جای فلز اعمال خواهد شد. قدرت حاصل از نیروی هیدرولیک دستگاه، فشار وزن غلتک‌ها را بر فلز، به مراتب بیشتر خواهد کرد.

اگر قرار باشد این عملیات تغییر زیادی در فلز ایجاد کند، از تعداد بیشتری از غلتک‌ها و یا از طبقات بیشتری برای نوردکاری استفاده خواهد شد. با تکرار دفعات نورد کاری سرد، قطعه مورد نظر به ابعاد دقیق‌تری خواهد رسید و همچنین سطح هموارتری پیدا خواهد کرد. همچنین با تکرار و ادامه نورد کاری فلز، امکان خم‌کاری و یا کشش قطعه وجود خواهد داشت. هر بخش دارای دو یا چند غلتک، یک واحد یا یونیت دستگاه نورد سرد است و با افزایش این واحدها در دستگاه، امکان انجام تغییرات بیشتر وجود خواهد داشت.

مزایای نوردکاری سرد

در محصولات فلزی تولید شده توسط عملیات نورد سرد، چند نکته مثبت و مزیت خاص وجود دارد که بعضی از مزایای نورد سرد عبارتند از:

  • بسیار مناسب تولید محصولات دارای ابعاد دقیق است.
  • محصول نهایی دارای استحکام بیشتری خواهد بود.
  • قطعه فلز تولیدی گوشه یا لبه مشخصی خواهد داشت.
  • حمل و نقل قطعات حین عملیات آسان‌تر است.
  • فلزات سطوح هموار و یکنواختی پیدا می‌کنند.
  • تلورانس ابعاد قطعه تولیدی به حداقل خواهد رسید.
  • فرم تیرآهن تولیدی این روش، بسیار یکنواخت است.
  • فقط به تأمین نیروی مکانیکی نیاز خواهیم داشت.

معایب روش نورد کاری سرد

در محصولات تولیدی با این روش، معایبی هم وجود دارد مثل:

  • گاهی قطعات تولیدی دچار تاب خوردگی خواهند شد.
  • گاهی تولید فلزات دارای فرم پیچیده، مشکل خواهد داشت.
  • هزینه این روش نورد کاری، مقداری گران‌تر است.

روش نوردکاری گرم

روش جدیدتر نورد کاری قطعات فلزی، با استفاده از گرم کردن فلز انجام می‌گردد. در این روش ابتدا قطعه فلزی به دمای بسیار بالایی رسیده و سپس وارد محفظه غلتک‌ها خواهد شد. قطعه فلز در ابتدا باید مدتی در حرارت زیاد نگه داشته شود تا دمای تمام قسمت‌های آن یکسان شود. دقیقاً به همین خاطر هم هست که امکان شکل‌‌پذیری فلز بسیار زیاد خواهد شد. همیشه وقتی فرم دادن به فلزات دارای جزییات و پیچیدگی‌های زیادی بوده و تعداد زوایای روی محصول بالا باشد، روش نورد گرم کاراتر خواهد بود.

در روش نورد گرم، چون در ابتدا قطعه فلزی حرارت زیادی دیده و متبلور می‌شود، عملیات غلتک‌ها به فشار کمتری احتیاج خواهد داشت. همچنین اگر قرار باشد تغییرات خیلی زیادی در شکل فلز ایجاد شود، انرژی فشار غلتک‌ها همراه با نرم شدگی فلز متبلور، تمام تغییرات مورد نظر را ایجاد خواهند کرد. با رسیدن حرارت یکسان به همه جای قطعه فلزی و نرم و مومی شدن آن، امکان تغییر شکل هماهنگ سطوح داخلی و خارجی، کاملاً فراهم خواهد شد و در غیر اینصورت، فقط سطح خارجی فلز تغییر شکل خواهد یافت.

مزایای نوردکاری گرم

حرارت بسیار بالا کمک بزرگی برای نورد کاری فلزات بوده و به همین دلیل هم انجام عملیات نورد گرم دارای مزیت‌‌هایی است که برخی از آن‌ها عبارتند از:

  • ساختار مولکولی قطعه پس از اتمام فرآیند، هیچ تغییری نخواهد کرد.
  • بافت قطعه فلزی پس از خنک شدن، دچار خشک شدگی نخواهد شد.
  • با افزایش حرارت، قابلیت فرم پذیری قطعه افزایش خواهد یافت.
  • ایجاد تغییرات پیچیده در فرم فلز، با این روش قابل اجراست.
  • محصولات آن کمتر به عملیات پرداخت کاری نیاز دارند.
  • کاملاً مناسب قطعات بسیار بزرگ یا بسیار سنگین فلز است.
  • محصولات آن معمولاً ارزان‌تر از محصولات نورد سرد هستند.

معایب روش نورد گرم

در کنار وجود مزایای این روش، ممکن است محصول نهایی نورد گرم، شامل عیوبی مثل موارد زیر باشد:

  • افزایش ضریب اصطکاک در فلز وجود خواهد داشت.
  • شکل محصول نهایی ممکن است دقیق نباشد.
  • گاهی امکان خشن شدن بافت فولاد وجود دارد.
  • حرارت بالا باعث اکسیده شدن فولاد خواهد شد.
  • در حرارت خیلی زیاد، خواص فلز تغییر خواهد داشت.
  • امکان کنترل کامل ابعاد محصول نهایی وجود ندارد.
  • تأمین انرژی مکانیکی و انرژی حرارتی هم‌زمان مورد نیاز است.

وجود مزایا و معایب مختلف در روش‌های عملیات نورد کاری، باعث شده تا هر محصول فلزی با توجه به مورد مصرفی که دارد، توسط یکی از دو روش که بیشتر مناسب آن باشد، تولید شود.

مقایسه روش نوردکاری سرد و گرم

درباره مزایا و معایب هر روش نورد صحبت کردیم، حال این دو روش را در کنار هم مورد مقایسه قرار خواهیم داد. بعضی از خواص هر روش دارای نوعی برتری نسبی است، مثل موارد زیر:

  • ترک خوردگی در محصولات نورد گرم، کمتر وجود دارد.
  • امکان کنترل ابعاد محصول در روش نورد سرد، بالاتر است.
  • قطعات نورد گرم دارای برتری در انعطاف پذیری هستند.
  • دستگاه نورد گرم تجهیزات کمتری دارد.
  • ظاهر سطوح قطعات نورد سرد، کیفیت بالاتری دارد.
  • قطعات کوچکتر و زاویه دار، با نورد سرد قابل تولید هستند.
  • معمولاً محصولات نورد گرم مقاومتر هستند.

محصولات و مقاطع نوردکاری شده

تا اینجا دو روش تولید محصولات نوردی بیان شد. از نظر شکل و فرم محصولات نوردی نیز، می‌توان به چند مورد اصلی اشاره کرد، این موارد عبارتند از:

  • محصولات نوردی تخت یا بدون شکل

این محصولات هیچ زوایای بر روی سطح خود ندارند و با غلتک‌هایی کاملاً تخت تولید می‌‌شوند، مثل انواع ورق که فقط تحت فشار قرار گرفته و هیچ فرم خاصی نمی گیرند.

  • محصولات نوردی شکل دار یا غیرتخت

این تولیدات در اثر انجام عملیات نورد کاری به شکلی متفاوت تبدیل شده و مثل فرم اولیه خود نخواهند بود. انواع لوله نوردی، پیچ های رزوه دار و ریل راه آهن از جمله این محصولات هستند. این محصولات ممکن است با نوردهایی مسطح یا فرم دار تولید شوند.

با استفاده از نورد کاری محصولات بسیار زیادی در اشکال گرد، تخت، صفحه، قوطی و زاویه دار قابل تولید است که برخی از آن‌ها عبارتند از:

  • تسمه، نوار، میله، سیم، مفتول گالوانیزه و سیاه
  • سیم‌های رابیتس و آرماتوربندی و انواع توری
  • انواع پروفیل ساختمانی و ریل راه آهن
  • شاسی کامیون، بدنه و قطعات خودرو
  • ورق انواع قوطی و ظروف بسته‌بندی
  • نبشی، ناودانی، سپری و میلگرد
  • تیرآهن H و I
  • دیواره انواع مخزن و بویلر
  • بدنه انواع لوازم خانگی
  • ورق روغنی سرد و ورق سیاه
  • انواع لوله و پایپ

به طور کلی در تولید محصولات نوردی هر زمان انعطاف پذیری محصول مهم باشد، از روش نورد گرم و هر وقت استحکام محصول ارجح باشد، با روش نورد سرد تولیدات انجام خواهد شد. در همه انواع این محصولات ممکن است کم و بیش عیوب ظاهری مثل چین یا ترک، تشکیل پوسته یا اکسیده شدن و انواع ناهمواری نیز وجود داشته باشد.

نحوه انجام نورد تیرآهن

تولید تیرآهن با روش‌های مختلفی انجام می‌شود. یکی از این روش‌ها انجام عملیات نورد کاری است که هم با روش نورد سرد و هم با روش نورد گرم، این کار قابل انجام است. انتخاب روش تولید تیرآهن بستگی به سایز تیرآهن و موارد مصرف آن دارد و قبل از شروع تولید آن، شمشی انتخاب می‌شود که آنالیز شیمیایی آن مناسب محصول نهایی باشد.

تولید تیرآهن با روش نورد سرد

این روش برای تولید تیرآهنی انتخاب می‌شود که می‌بایستی دوام و استحکام بسیار بالایی داشته باشد و معمولا اندازه آن نیز کوچک‌تر است. متریال این تیرآهن باید دارای کربن بیشتری باشد تا بتواند بار وزن و فشار بیشتری را تحمل نماید.
در این روش شمش فولاد تحت تأثیر فشار بسیار بالای چند غلتک قرار گرفته و طی چند مرحله غلتک کاری، تبدیل به تیرآهن می شود. تبدیل شمش به تیرآهن با این روش به انرژی مکانیکی خیلی زیادی احتیاج دارد و به همین دلیل هم محصول تولید شده با این روش گران‌تر خواهد بود.

روش نورد گرم برای تولید تیرآهن

بیشتر تیرآهن تولیدی در صنعت فولاد، با استفاده از روش نورد گرم تولید و به بازار عرضه می شود. این مدل تیرآهن بیشتر در صنعت ساخت و ساز به مصرف می رسد. برای انجام این کار ابتدا باید شمش از انبار به کوره حمل شود تا در حرارت 1100 درجه، مرحله گرمادهی آن انجام شود. در این مرحله شمش تحت تأثیر حرارت بالا، نرم شده و آماده فرم پذیری خواهد شد. سپس این شمش باید پوسته زدایی شود تا برای شکل پذیری آماده گردد.

حال نوبت اولین مرحله غلتک کاری است و در این مرحله شمش نرم شده، تحت فشار دو غلتک افقی قرار گرفته و ضخامت آن کم می‌شود. با ورود و عبور شمش از بین این دو غلتک، ضخامت شمش کاهش یافته و همزمان طول آن افزایش پیدا می‌کند.

دومین سری غلتک کاری، مرحله عملیات نورد گرم است و در این مرحله شمش نازک شده باید از میان 4 غلتک عبور نماید. دو غلتک افقی قسمت جان تیرآهن را فرم دهی کرده و دو غلتک عمودی هم بال‌های تیرآهن را ایجاد می‌کنند.

تا این مرحله شکل کلی H در تیرآهن ایجاد شده و حال زمان ایجاد ابعاد دقیق در تیرآهن هاش است. در مرحله سوم نورد توسط چند غلتک، اندازه جان و بال تیرآهن به ابعاد دقیق و مورد نظر می‌رسد. تا این مرحله فرم کامل یک تیرآهن در شمش ایجاد شده و باید محصول را خنک کرد.

پس از کاهش درجه حرارت تیرآهن هاش تولیدی، توسط چند نورد، باید کل طول شاخه تیرآهن تراز شود و هیچ انحنایی در طول شاخه باقی نماند. حال محصول نهایی آماده شده و پس از برش به اندازه مورد نظر، بسته‌بندی خواهد شد.

کارخانجات تولید تیرآهن

در ایران شرکت‌های متعددی تیرآهن تولید می‌کنند و هریک با ظرفیت‌های مختلفی که دارند، بخشی از این محصول را در گرید کیفیتی خاصی عرضه می‌نمایند. تعدادی از این شرکت‌ها عبارتند از:

بزرگ‌ترین غول تولید تیرآهن در ایران کارخانه ذوب آهن اصفهان است و استان‌های اصفهان، خراسان رضوی و آذربایجان شرقی به ترتیب جایگاه اول تا سوم تولید این محصول را در اختیار دارند.

خرید محصولات فولادی و آهن آلات از آهن اسپات

برای انجام یک خرید خوب باید توجه داشت که در حال حاضر تیرآهن توسط منابع بسیار زیادی عرضه می‌شود؛ اما نکته بسیار مهم، نحوه خرید این محصول فولادی پرمصرف است. برای انجام یک خرید منطقی و امن، بهتر است موارد زیر را در نظر داشته باشیم:

  • قبل از هر چیز باید اخبار مهم درباره فولاد را مرور کنیم.
  • حتماً شرایط فعلی بازار فولاد و تیرآهن را بررسی نماییم.
  • عرضه کننده تیرآهن معتبر بوده و همیشه در دسترس باشد.
  • اطلاعات کامل محصول را از فروشنده دریافت نماییم.
  • نحوه تحویل بار و هزینه‌‌های حمل آن را محاسبه نماییم.
  • حتماً باید به روز بودن قیمت تیرآهن بررسی گردد.
  • از اصالت کالا و برند و از تقلبی نبودن آن مطمئن شویم.
  • در زمان تحویل کالا، کیفیت محصول دریافتی کارشناسی شود.

البته تمامی این نکات توسط کارشناسان آهن اسپات تحت بررسی هستند. مصرف کنندگان محترم تیرآهن چنانچه قصد خرید این محصول را داشته باشند، می‌‌توانند به این سایت مراجعه کرده و با خیال راحت تک تک این موارد را درباره انواع محصولات عرضه شده در سایت بررسی نمایند.