مقاله‌اى جامع و پرمحتوا درباره هرآنچه به فولادهاى ويژه مربوط مى‌شود
چالش‌هاى توليد فولاد مخصوص در جهان

ماهنامه پردازش: میلگرد کیفیت مخصوص [SBQ] یک محصول فولادی طویل است که با کیفیت تضمین شده‌ای توسط کارخانه تولید فولاد به مشتری خود تحویل داده می‌شود. این میلگرد‌ها تلرانس بهبود یافته‌ای برای کاربردهای تنش بالاتر دارند و مورد درخواست برای ساخت قطعات تخصصی هستند. میلگرد‌های SBQ برای واحدهای فرآوری ساخت قطعات مانند فورج گرم بسته، اکستروژن گرم، فورج سرد، ماشینکاری، عملیات حرارتی، عملیات جوشکاری طلب می‌شوند. کیفیت نهایی قطعات واحدهای فرآوری ثانویه به کیفیت حفظ شده در انتهای تولید فولاد همراه با کیفیت حفظ شده در انتهای ساخت بستگی دارد. بنابراین، کنترل کیفیت در هر یک از مراحل فرآیند تضمین می‌شود.

بخش‌های مختلف بازار ایجاد شده توسط بخش فولاد SBQ همواره در حال رشد و بازنگری است. کارخانه‌های فولاد برای تولید این فولادهای با کیفیت بالاتر نیاز به زیرساخت و قابلیت تکنولوژیکی مکفی دارند. در این مقاله برخی از مراحل مهم فرآوری SBQ و پارامترهای حفظ کیفیت حیاتی در ساخت در کارخانه تولید فولاد ارائه شده است.

۱- مقدمه:

محصول فولاد طویل را می‌توان به میلگرد کیفیت تجاری [MBQ] و میلگرد کیفیت مخصوص [SBQ] تقسیم کرد.

     فولادهای MBQ، در اندازه‌های مشخص با محدوده‌های شیمیایی مناسب برای تأمین مجموعه‌ای از خواص، برای جایی که مصرف نهایی غیربحرانی است، تولید می‌شود. میلگرد‌های MBQ، از بیلت‌های بدون قید و شرط ساخته می‌شوند. این میلگرد‌ها ممکن است کنترل‌های تلرانس آزادی داشته باشند و عیوب سطحی و داخلی در آنها گسترده هستند و به خوبی اندازه‌گیری نشده‌اند. فرآیند ساخت بر روی آن نوع میلگرد می‌تواند شامل عملیات از نوع ملایم فرآوری‌های خمش، شکل‌دهی گرم، پانچکاری و جوشکاری باشد. هنجارهای کیفیت از نظر تخلخل داخلی، درزهای سطحی نیز آزاد هستند.

     میلگرد کیفیت مخصوص یا همان SBQ، اصطلاحی است که در صنعت محصول طویل استفاده می‌شود،که در آنمیزان تنش تضمین شده‌ای درکاربرد می‌تواندتوسط فولاد برآورده شود. آنها محصولات فولادی طویلی هستند که برای پاسخگویی به کاربردهای دشوار تولید می‌شوند. تلرانس تنش فولادارتقا می‌یابد کهسطح بالاتری از ثبات و یکپارچگی را فراهم می‌کند. برای دستیابی به سطح مطلوب عملکرد، ترکیب شیمیایی و تمیزی (از نظر آخال‌ها، cleanliness) فولاد جهت حصول خواص مکانیکی مطلوب بسیار مهم است. در حالی که ترکیب شیمیائی بدست آمده مطابق اصول طراحی آلیاژ است، دستیابی به سطح تمیزی برای رسیدن به میلگرد کیفیت مخصوص بحرانی است و آنهاتأثیر مستقیمیبر خواص دینامیکی همانندعمر خستگیقطعات دارند.میلگرد‌هایSBQ با استفاده ازفرآیندهایی تولید می‌شوند کهپارامترهای کیفیت مورد نیاز برایمصرف نهاییو مشخصات مشتری راارتقا می‌دهند. ممکن است لازم باشد که کیفیت شامل تامین کمترین سطح جدایش شیمیایی، درجه‌بندی آخال، عیوب داخلی و عیوب سطحی در میلگرد‌های تولیدی باشد.

     ناهمگنی در حجم فولاد ذاتی فرآیندهای تولید فولاد است و SBQ دارای حداقل ناهمگنی قابل قبول برای مشتری است. ناهمگنی در محصول فولاد شامل آخال‌های غیرفلزی، جدایش ماکرو، جدایش میکرو، جاهای خالی میکرو یا ناپیوستگی‌هایی است که در ریخته‌گری ایجاد شده و در طی فرآیندهای بعدی تغییر شکل گرم ترمیم نیافته‌اند. در مورد میلگرد کیفیت مخصوص، یک سطح پذیرش کمی شده و تظمین شده ناهمگنی در فولاد وجود دارد. از نظر کاربرد، فولاد SBQ به دلیل میزان پایین‌تر مکان‌های منشاء عیب، در شرایط بسیار پر بارگذاری شده به‌کار می‌رود. از این رو، چند مورد قطعات حساس به تضمین بالای ایمنی بحرانی، که در آنها الزامات استحکام، عمر و دوام خستگی وجود دارند، در این گروه قرار می‌گیرند. قطعاتی که تحت اعمال بار چرخشی، تابیدگی و خمشی هستند نیاز به فولادهای SBQ دارند.

     فولادهای SBQ از نظر یکنواختی متالورژیکی و دقت ابعادی در راس طیف کیفیت قرار دارند. برخی از کاربردهای نهایی این فولادها ممکن است به کیفیت سطح برتر یا محدودیت‌های شیمیایی مخصوص، مشخصات متالورژیکی، عملیات حرارتییا تکمیل سطح نیاز داشته باشند. کیفیت داخلی این فولادها از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا فعالیت‌های ماشینکاری و خمش در مراحل بعدی فرآوری این فولادها انجام می‌شود. برای دستیابی به کیفیت متالورژیکی مطلوب، فولاد باید به خصوص تمیز باشد. این باعث می‌شود مسیر تولید این فولادها کمی پیچیده باشد. فولاد با تمیزی بالا از طریق مسیر فولادسازی یکپارچه یا از طریق یک فرآیند تصفیه ثانویه اضافی فولاد به‌دست می‌آید. در یک مینی‌میل، ورودی‌های به کوره قوس الکتریکی (EAF) دارای مواد آهن‌دار تمیزتری هستند [مثل DRI/HBI، چدن خام]. کیفیت و یکنواختی متالورژیکی داخلی با کاهش قابل توجه سطح مقطع در طی فرآیند نورد به‌دست می‌آید. این فولادها به صورت شاخه‌هایی با طول برش ثابت یا به صورت کلاف‌های سیم مفتول تولید می‌گردند.

۲- بخش‌های بازار SBQ:

بخش‌های بازار SBQ شامل فولاد کربنی،فولاد میکروآلیاژی، فولادهای کم‌آلیاژی عملیات حرارتی‌شده، فولادهای ابزار و قالب،فولادهای پرآلیاژی، فولادهای خوش‌تراش،فولادهای سخت‌شونده سطحی و فولادهای ضدزنگ می‌باشند. این فولادها گریدهایوظیفه‌ای [برای انجام وظیفه‌ای خاص] هستندکه به اشکال مختلفیشامل میلگرد‌های با مقطع گرد، چهارگوش (مربع) با گوشه‌های گرد،تسمه،تسمه با گوشه‌های گرد،شش‌گوش‌ها،لوله‌ها (تیوب‌ها) و اشکال خاص عرضه می‌شوند.این محصولات همچنین ممکن است شامل میلگرد‌های فولادی نورد گرم شده یا میلگرد‌های فولادی نورد سرد شده باشند. ابعاد دقیق، خواص متالورژیکی و ترکیب شیمیائی فولادهای SBQ تضمین می‌شوند. این فولادها دارای خواص مکانیکی برتر، کیفیت سطح و داخلی بدون عیب [طبق استاندارد مربوطه] هستند. محصولات خط تولید میلگرد کیفیت مخصوص فولادی منطبق با الزامات ویژه مشتری از جمله موارد مرتبط با ترکیب شیمیایی، قابلیت چکش‌خوری، سختی، نرمی (داکتیلیتی) و شرایط سطح فولاد است. فولادهای  SBQمعمولاً در طی فرآوری بعدی ماشینکاری، فورج یا کشش سرد می‌شوند. گریدهای فولادیتحت عملیات حرارتی از قبیلسختکاری مستقیم، کربن‌دهی، سخت‌کاری القاییو/یا نیتروژن‌دهی قرار می‌گیرند. میلگرد‌های SBQ به عنوان ماده‌اولیه ورودیبرای فورج قالب بسته یا فورج قالب باز، ماشینکاری مستقیم، عملیات سردکاری، کشش سیم، اکستروژن یا عملیات حرارتی بعدی و غیره ارائه می‌شوند.

     فولادهای آلیاژی SBQ میزان بحرانی سختی و یا سختی‌پذیری، استحکام، نرمی، چقرمگی، مقاومت به خستگی، مقاومت به شکست، مقاومت به سایش، قابلیت ماشینکاری، و شکل‌پذیری را تامین می‌کنند.چند گرید برای کاربردهای دمای بالاکه به استحکام در دمای بالا،خستگی حرارتی،خزش،اکسیداسیون و غیره نیاز دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.بخش‌های بازار در ارتباط با موارد کاربردهای معمول فولاد SBQ در جدول(۱) ارائه شده‌اند. انواع مختلفی از قطعات ساخته شده از فولادهای SBQ ذکر شده‌اند. فولادها شامل فولاد کربنی، فولاد آلیاژی و همچنین فولادهای ضدزنگ هستند. میلگرد‌ها در بخش حمل و نقل [خودرو، راه‌آهن، دریایی و غیره]؛ بخش انرژی [برق حرارتی، برق‌آبی، انرژی هسته‌ای، انرژی باد و غیره]؛ بخش‌های استراتژیک دفاع، هسته‌ای و هوافضا؛ صنعت نفت و گاز، صنعت ابزار و قالب، صنعت معدن و ماشین‌آلات صنعتی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ادامه این مطلب در پست‌های آینده ماهنامه تخصصی پردازش منتشر می‌گردد