بیلت / شمش فولاد

شمش فولاد

بیلت یا به عبارت دیگر شمش فولادی یکی از محصولات نیمه تمام فولادی محسوب شده که در ابعاد و اندازه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. به طورمعمول طول بیلت ها وشمش های فولادی 6 و 12 متری خواهد بود. از متداولترین اندازه های شمش های فولادی عبارت است از:

150*150 سانتیمتر

130*130 سانتی متر

100*100 سانتی متر

بیلت ها در اثر فرایند ریخته گری و یا با استفاده از روش نورد به انواع محصولات آهن و فولاد تبدیل می شوند. انواع تیرآهن، مفتول های آهنی، میلگرد، نبشی و.... از جمله پرکاربردترین محصولات فولادی است که از مقطعی به نام شمش فولاد و یا بیلت حاصل می شود.

قسمت اعظم فولادي که در کارخانه هاي فولاد سازي به صورت شمش تهیه می گردد، توسط دستگاه هاي نورد به ورق، تیر آهن، تسمه هاي فولادي، ریل ، انواع پروفیل، لوله و سیم تبدیل می شود.  دستگاه نورد از دو غلتک به شکل استوانه تشکیل شده و شمش فولادی از بین این دو غلتک عبود داده می شوند. در نتیجه محصول تولیدی با هر بار عبور از بین این دو غلتک پهن تر و نازک تر می شود.

محصولات نورد شامل میل گرد، میل چهار گوش ،تسمه باریک، نبشی ، تیر آهن، ناودانی ، ریل ، ورق و صفحه هاي فولادي با ضخامت هاي متفاوت، لوله هاي بدون درز و با مقاطع دایره اي ، بیضی و چند ضلعی می باشند.

شمش فولادی  و تولید محصولات مختلف از آن

تمام فولادها به حالت مذاب تولید می شوند و پیش از انجام فرآیندهاي بیشتر باید جامد گردنـد. در روشـهاي صـنعتی انجمـاد بـه دو روش مختلف انجام می گیرد. در روش اول فولاد مذاب داخل قالب هاي مستطیل شکل ریخته می شود تا بصورت شمش  (ingot) جامد گـردد. این شمش ها توسط فرآیندهاي دیگري نظیر نورد گرم به محـصولات نیمـه نهـایی(finished semi) دیگـري بـه نـام هـاي شمـشه (bloom ) و شمشال (billet ) یا تختال(slab)  بر اساس ابعادشان تبدیل می شوند.

در روش دوم که رایج تر است، شمشه، شمشال یا تختال مـستقیما از آهـن مـذاب و توسـط روش ریختـه گـري مـداوم (continuous casting ) تولید می شوند. در این فرآیند فولاد مذاب در قسمت بالاي قالبی که انتهاي آن باز است و توسط جریان آب خنـک مـی شـود، ریخته می شود به طوري که فولاد جامد به طور پیوسته از انتهـاي قالـب خـارج مـی گـردد. فـولاد نیمـه نهـایی بـه محـصولات کارشـده (wrough)  نهایی نظیر میله (bar) ، ورق (sheet) ، نوار (strip) ،صفحه (plate ) ، مقاطع ساختمانی، سیم، ریل و لولـه توسـط روش هایی مانند نورد سرد و گرم ، کشش ، آهنگري (forging ) و اکستروژن تبدیل می شوند. براي رسیدن به خواص مطلوب براي کاربردهاي خاص مهندسی، بیشتر محصولات نهایی به ترکیبی از عملیات حرارتی و عملیات شکل دهی نیازمندند.

طریقه ریخته گری شمش فولاد

ریخته گری شمش فولاد به طریقه تکباری از نظر مشخصات متالوژیکی ، تکنولوژیکی و تولیدی دارای نارسایی ها و نقایص عمده ای است که تبدیل شرایط انجماد و افزایش کمیت و کیفیت تولیدی را ایجاب می نماید، مهمترین مباحث تولیدی بر انتخاب بر آیند مطلوب از سه عامل متالورژی ، تکنولوژی و اقتصاد قرار دارد . در شمش ریزی که به تولید محصول نیمه تمام میانجامد ، بسیاری از عیوب و نارسایی های تولیدی ، هنگامی مشخص می گردند که کار مکانیکی نظیر نورد ، پتکاری ، پرس ، فشار کاری و ... بر روی قطعه انجام گرفته است و کار و هزینه بیشتری صرف شده است و همین مطلب دقت و کنترل در تولید شمش ها را لازم می دارد . خواص شکل پذیری مکانیکی آلیاژها ، مستقیماً " به نرمش Ductility و تا و Strength آنها بستگی دارد و این دو مشخصه نیز شدیداً " تحت تاثیر ساختار شمش ، همگنی و یا ناهمگنی دانه های بلوری ، مک حفره و جدایش قرار دارد . مهمترین مشخصات مورد لزوم در ساختار شمش ها عبارتند از :
الف : ریز بودن دانه ها
ب : گرایش دانه ها از ستونی به محوری
پ : همگن و هم اندازه بودن دانه ها
ت : نازک بودن مرز دانه ها
ث : همگنی شیمیایی و فقدان جدایش های مستقیم یا معکوس
ج : کاهش مک انقباضی و نایچه
چ : همگنی در اندازه ، شکل و پخش مک های انقباضی
ح : کاهش مک های انقباضی پراکنده
خ : کاهش و حذف مک های گازی و ریز مک ها
د : حذف و کاهش ترک های درونی و سطحی
ذ : کاهش مقدار آخال و سرباره

شمش ریزی مداوم ، روش جدیدی است که هر چند ایده و طرح های اولیه آن در زمان بسمر و سال های 1840-1850 مربوط می شود ، ولی عمر کاربردهای صنعتی آن از 81 سال بیشتر نیست . از طرف دیگر ، گشترش تکنولوژی جهانی سبب شده است که تحقیقات و طرح های مستقلی در کشورهای جهان ارائه شود و تنوع فاحشی را در انواع روش های ریخته گری مداوم پدید آورد بطوریکه مجموع طرح های ثبت شده در این مورداز 811 نوع نیز متجاور است.