ورق سیاه چیست؟

یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین محصولات تخت فولادی، ورق سیاه نامیده می شود. این فلز با نام های دیگر ورق گرم یا آهن نیز شناخته شده و با داشتن ویژگی های منحصر به فرد بیشترین کاربرد را در مصارف سنگین و صنعتی به خود اختصاص داده است. ماده اولیه تولید ورق سیاه اسلب فولادی یا تختال می باشد که ابتدا با فراوری سنگ آهن و تبدیل آن به کنسانتره، گندله، آهن اسفنجی، فولاد مذاب، شمش های منجمد و سپس برشکاری آن ها تولید می شود.

نام گذاری ورق سیاه نیز به علت ظاهر آن است. فرآیند تولید این فلز که بر روی تختال انجام می گیرد، نورد گرم می باشد. این فرآیند در حرارت بسیار بالا و در حدود 932 درجه سانتی گراد انجام می گیرد؛ به همین علت محصول نهایی آن دارای ظاهری سخت با رنگی کدر رو به مات و سیاه می باشد. از این رو ورق سیاه نامیده می شود. از سوی دیگر بهتر است بدانید این ظاهر می تواند به وسیله فرآیند اسیدشویی از یک سطح سخت و زبر به یک سطح صیقلی و نرم تبدیل شود. این فرآیند علاوه بر بهبود سطح ظاهری ورق گرم در جهت بهبود خواص آن و همچنین پاکسازی لایه های چربی، آلودگی و اکسیداسیون انجام می گیرد.

این موضوع به علت نداشتن مقاومت محصولات گرم در برابر اکسیداسیون می باشد. در واقع پس از تولید در صورت قرارگیری ورق های سیاه در برابر مجاورت هوا (در صورت نداشتن لایه محافظ)، لایه های اکسیدی بر سطح آن ها ایجاد می شود. با این حال می توان گفت این فلزات پرمصرف ترین محصولات تخت فولادی به شمار می آیند و این مسئله به علت داشتن گریدها و بازه ابعادی متنوع می باشد. در ادامه نیز به بررسی مشخصات، کاربرد، فرآیند تولید، ابعاد، عوامل اثرگذار بر قیمت ورق سیاه، کارخانجات و تفاوت آن با سایر محصولات پرداخته ایم.

مشخصات ورق سیاه

به طور کلی ورق های سیاه انواع مختلفی دارند که با نام گرید یا کیفیت شناخته می شوند. هر گرید مشخصات و ویژگی های خاص خود را دارد؛ زیرا اسلب اولیه آن بر اساس یک آنالیز شیمیایی مشخص و کنترل شده تحت فرآیند نورد گرم قرار گرفته است. در واقع ممکن است یک کیفیت دارای خاصیت چکش خواری و انعطاف پذیری فوق العاده ای باشد و در مقابل کیفیت دیگر دارای استحکام و مقاومت بسیار زیادی در برابر کشش باشد.

از این رو ورق سیاه را به چند دسته از نظر کیفیت و نحوه عرضه تقسیم بندی می کنند. ابتدا باید گفت منظور از آنالیز شیمیایی، میزان درصدی از عناصر آلیاژی است که در ساخت کیفیت های مختلف به کار برده می شوند. ورق سیاه به سه دسته اصلی از این لحاظ تقسیم شده که با نام های محصولات معمولی و ساختمانی، صنعتی و آلیاژی معرفی شده اند. هر دسته بندی گریدهای خاص با ویژگی ها و کاربرد اختصاصی را در بر می گیرد. اصلی ترین گرید معمولی ورق سیاه با نام ST37 و گرید صنعتی این محصول با نام اختصاری ST52 شناخته می شود.

از نظر نحوه عرضه نیز ورق سیاه به سه شکل رول، شیت فابریک و شیت برش خورده تقسیم بندی می گردند. اکثر کارخانجات این فلزات را به صورت رول عرضه می کنند، اما در مواقعی ورق سیاه با داشتن ضخامت های بیشتر به صورت شیت فابریک توسط کارخانجات تولید کننده و به شکل شیت برش خورده به وسیله واحدهای برشکاری کوچک عرضه می گردد.

با وجود این توضیحات مشخصات کلی شیت ها و رول های گرم شامل چکش خواری و انعطاف پذیری عالی، سطح ظاهری زبر و تیره، قیمت مقرون به صرفه، داشتن گریدهای متنوع، بازه ضخامتی و ابعادی متنوع، قابلیت جوش پذیری، استحکام کششی، مقاومت در برابر نیروهای طبیعی و مصنوعی، مقاومت نسبتاً معمولی در برابر خوردگی و زنگ زدگی، سطح پرداخت نشده، استحکام بالا در برابر حرارت و یکپارچگی ساختاری بالا می باشند.

کاربرد ورق سیاه

همان طور که اشاره شد، هر کدام از گریدهای ورق سیاه اعم از معمولی، صنعتی و آلیاژی کاربردهای خاص خود را دارند. به طور مثال کیفیت ST37 که با نام فولاد نرم نیز شناخته می شود، در ساخت قوطی ها و پروفیل های ساختمانی، تجهیزات کشاورزی، مصارف ساخت و ساز سبک، ساخت ورق های فولادی دیگر (سرد و پوششی)، لوله های سبک، صفحات مشبک، دستگاه های صنعتی، تجهیزات ترافیکی و ... کاربرد دارد.

از سوی دیگر فولاد ST52 با داشتن درصد بیشتری از عناصر آلیاژی در ساخت انواع مخازن حمل و تحت فشار، لوله های انتقال نفت و گاز، تجهیزات نفتی، ساخت و سازهای فلزی، سد سازی و پل سازی، قطعات خودروسازی و ... به کار می رود. کیفیت های آلیاژی نیز شامل گریدهایی با مشخصاتی خاص می باشند که برای مثال می توان به گریدهای آتش خوار اشاره کرد.

این گریدها با نام های اختصاری A283، A516 شناخته شده و دارای مقاومت بسیار زیادی در برابر حرارت می باشند. از دیگر کیفیت های آلیاژی می توان به فولاد A36 یا گرید دریایی اشاره کرد که دارای استحکام بالا در برابر آب شور دریاها و املاح آن ها می باشد؛ از این رو در تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. ورق های ضد سایش، آلیاژ های مناسب برای قطعات تقویتی، فرم دهی سرد، لوله سازی، رینگ و شاسی و ... نیز هر کدام با داشتن آنالیزهای شیمیایی مختلف، با نام های اختصاری گوناگونی معرفی می شوند. از این رو در کل کاربردهای ورق سیاه را در موارد زیر می توان خلاصه کرد:

• خودروسازی : ساخت سیستم تعلیق و رینگ و شاسی
• ساخت و ساز: سازه های عمومی و صنعتی، فلزی و غیر فلزی، قوطی و پروفیل و ...
• تجهیزات کشاورزی : چنگک، داس و ...
• تجهیزات ترافیکی : ساخت انواع گاردریل به همراه تجهیزات آن، پایه های تابلوهای راهنمایی رانندگی و ...
• ساخت مخازن: مخازن حمل و تحت فشار برای سیالات مختلف
• تجهیزات پتروشیمی : ایستگاه های نفتی، دکل ها، لوله های انتقال گازهای ترش و شیرین و ...

فرآیند تولید ورق سیاه

فرآیند تولید ورق سیاه در ابتدا با سنگ آهن و فراوری آن آغاز می شود، اما پس از تولید اسلب فولادی با آنالیز شیمیایی مشخص برای گرید مورد نظر فولاد گرم، تحت عملیات نورد گرم قرار می گیرد. به این صورت که ابتدا تختال ها در کوره های پیش گرم تا دمای 1200 درجه سانتی گراد حرارت می بینند. در مرحله دوم در جهت پاکسازی پوسته هایی که بر سطح تختال در فراوری سنگ آهن و مرحله ریخته گری (مشخص شدن عرض ورق سیاه) ایجاد شده اند، آن را در واحد پوسته شویی تحت فشار و پاشش آب زیاد قرار می دهند.

در بخش بعدی تختال برای کاهش ضخامت از غلطک های نورد گرم که بر خلاف جهت یک دیگر به صورت رفت و برگشتی حرکت می کنند، عبور داده می شود تا ضخامت آن به میزان مورد نظر برسد. این مرحله به صورت نورد مقدماتی و نهایی دوبار انجام می گیرد؛ زیرا در نورد مقدماتی تنها 25 درصد از ضخامت اسلب کاهش می یابد، اما در نورد نهایی ضخامت آن به میزان مد نظر سفارش داده شده توسط مشتری می رسد.

پس از مشخص شدن ضخامت ورق سیاه، برای کاهش دما در واحد کولینگ بر روی بسترهای خنک کننده قرار می گیرد تا دمای آن حدود 500 تا 600 درجه سانتی گراد کاهش یابد. در نهایت پس از خنک شدن کامل آن، شیت ها در واحد کلاف پیچ به صورت کویل یا رول در می آیند.

لازم به ذکر است در صورتی که محصولات گرم به صورت شیت های فابریک سفارش داده شده باشند، در واحدهای بعدی کارخانه که شامل برشکاری و لبه بری می باشد، در ابعاد مشخص جداسازی و برش می شوند. در برخی موارد می توان این فلزات را به صورت رول خریداری کرد و سپس توسط شرکت ها و خطوط برشکاری بیرون از کارخانه، عملیات برشکاری را بر روی آن ها انجام داد. از این رو شیت های برش خورده سیاه تولید می شوند.

ابعاد ورق سیاه

همان طور که بارها در مطلب اشاره شد، ورق سیاه دارای بازه ضخامتی و ابعادی متنوعی می باشد و همین ویژگی سبب شده تا استفاده های بسیار گسترده ای را در صنایع مختلف به خود اختصاص دهد. در کل بهتر است بدانید هر کدام از کارخانجات محصولات گرم، آن ها را در بازه ابعادی خاصی تولید می کنند. به طور مثال کارخانه فولاد مبارکه این فلزات را در ضخامت 2/1 تا 16 میلی متر تولید و عرضه می کند؛ در صورتی که کارخانجاتی مانند اکسین و کاویان، تولید کنندگان ورق سیاه ضخیم بار به شمار می آیند و این فلزات را در بازه ضخامتی 5 تا 100 میلی متر تولید می نمایند.

با این وجود باید گفت ورق سیاه یا آهن در بازه ضخامتی 2/1 تا 100 میلی متر، عرض های 650 تا 2000 میلی متر بسته به رول یا شیت بودن آن و طول های متغیر و مطابق با سفارش خریدار تا 6000 میلی متر توسط کارخانجات مختلف تولید و عرضه می شود. نحوه عرضه آن نیز همان طور که پیش تر اشاره شد، به سه صورت رول، شیت فابریک و شیت های برش خورده می باشد.

عوامل تأثیر گذار بر قیمت ورق سیاه

برای قیمت تمامی محصولات و مقاطع فولادی، یک سری عوامل همیشه دخیل هستند که به عنوان موارد ثابت بازار شناخته می شوند. هر شخص یا شرکت برای خرید این فلزات باید این عوامل را در نظر بگیرد، اما برای قیمت هر محصول یک سری موارد جداگانه مؤثر می باشند که بسته به جنس آن مشخص می گردند.

از جمله عواملی که بر قیمت محصولات فولادی تأثیر دارند، می توان به نوسانات بازار دلار و ارز، میزان عرضه و تقاضا در بورس، مواد اولیه مورد نیاز برای تولید، نرخ شمش فولادی وارداتی و صادراتی، وضعیت اقتصادی، نرخ جهانی فولاد، کارخانه سازنده، ابعاد و وزن اشاره کرد. این در صورتی است که قیمت انواع ورق سیاه تنها به برخی از این عوامل وابسته است. از جمله آن ها می توان به نحوه فراوری سنگ آهن، هزینه های استخراج و حمل و نقل آن، روش احیا، نرخ اسلب اولیه، آنالیز شیمیایی مواد، نوسانات دلار، گرید محصول، ابعاد، وزن، بورس و ... اشاره داشت.

هر کدام از این موارد دچار نوسانات خاصی هستند. به طور مثال هر چه میزان تقاضا برای ورق سیاه اکسین خوزستان (بهترین تولید کننده شیت های گرم فابریک ضخیم بار) افزایش یابد، طبیعتاً با قیمت بالاتر و تسویه در نوع نقدی عرضه می گردد. از سوی دیگر برخی از گریدها و ابعاد تنها در بازار آزاد آهن آلات عرضه شده و در صورت کمبود با نرخ بالاتری به فروش می رسند. همچنین در این میان دلالان و تولید کنندگان در قیمت محصولات گرم بسیار دخیل می باشند. به همین دلیل مرجع قیمت گذاری و فروشی که از آن خریداری می کنید، بسیار حائز اهمیت است.

کارخانه های برتر ورق سیاه در کشور

به طور کلی ورق سیاه توسط 6 کارخانه در کشور تولید می شود که در هر کدام از گریدها، ابعاد و استاندارد های مختلفی پیروی می شود. از این رو تولید کنندگان این محصول شامل شرکت فولاد مبارکه اصفهان، کارخانه اکسین خوزستان، شرکت کاویان اهواز، مجتمع فولاد گیلان، شرکت نورد و لوله اهواز و مجموعه فولاد اصفهان می باشند.

در این میان شرکت فولاد مبارکه یکی از برترین تولید کنندگان ورق های فولادی مختلف در کشور به شمار می آید که ورق سیاه را در بازه ضخامت 2/1 تا 16 میلی متر به صورت رول و در انواع معمولی، صنعتی و آلیاژی تولید و عرضه می کند. این کارخانه به همراه شرکت فولاد گیلان و شرکت نورد و لوله اهواز از جمله تولید کنندگان محصولات سیاه نازک بار شناخته می شوند؛ زیرا آخرین ضخامتی که توسط این شرکت ها تولید می شود، 16 میلی متر است.

سایر تولید کنندگان، یعنی شرکت های اکسین، کاویان، فولاد اصفهان و مجتمع فولاد خرم آباد، تولید کنندگان ورق سیاه ضخیم بار هستند. کارخانه اکسین خوزستان به عنوان برترین تولید کننده ورق گرم در کشور این فلزات را در بازه ضخامتی 5 تا 100 میلی متر به صورت شیت های فابریک تولید و عرضه می کند. محصولات این مجموعه از نظر سطح ظاهری، تلورانس ضخامت و گریدهای آلیاژی در صدر هستند.

کارخانه کاویان نیز به عنوان یکی از قدیمی ترین تولید کنندگان شیت های گرم، این فلزات را در بازه ضخامتی 8 تا 50 میلی متر به صورت شیت فابریک عرضه می کند. شرکت نورد و لوله نیز بیشتر به تولید ورق و لوله های سیاه می پردازد. با این وجود پیشنهاد می شود پیش از خرید ورق سیاه هر کارخانه با کارشناسان فروش یک مجموعه معتبر در این زمینه مشورت نمایید. همچنین بهتر است بدانید تمامی این تولید کنندگان ورق سیاه را با گرید st37 تولید می کنند، اما سایر گریدهای صنعتی و آلیاژی تنها توسط برخی از آن ها تولید و عرضه می شود. از جمله این کارخانجات می توان به تولید کنندگانی مانند کارخانه فولاد مبارکه اصفهان و شرکت فولاد اکسین خوزستان اشاره کرد.

تفاوت ورق سیاه و گالوانیزه

ورق های گالوانیزه یکی از محبوب ترین محصولات تخت فولادی به شمار می آیند؛ زیرا بر خلاف سایر محصولات فولادی، دارای مقاومت نسبتاً بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشند. این اصلی ترین تفاوت این محصول با ورق سیاه یا آهن می باشد. با این وجود بهتر است بدانید برای تولید فولاد گالوانیزه از ورق سیاه استفاده می کنند.

در واقع ورق سیاه به صورت غیر مستقیم از جمله مواد اولیه ورق گالوانیزه به شمار می آید؛ زیرا به صورت خام مورد استفاده قرار نمی گیرد. ابتدا اسیدشویی شده و سپس تحت فرآیند نورد سرد به ورق روغنی یا سرد تبدیل می گردد تا بتوان آن را پس از مراحل آماده سازی به وسیله فلز روی پوشش داد.

با این حال می توان گفت دومین تفاوت ورق سیاه با گالوانیزه در پوششی است که در سطح فولاد گالوانیزه وجود دارد. همچنین سطح ورق های سیاه زبر و دارای رنگی کدر می باشد، اما ورق های گالوانیزه به علت قرار گیری در فرآیندهای نورد سرد، چربی زدایی، کروماته و شستشو دارای سطحی بسیار صاف، صیقلی و رنگ نقره ای هستند.

دیگر تمایزی که مانند فولاد گالوانیزه و ورق آهن وجود دارد، مربوط به گریدها و بازه ابعادی آن ها می باشد. ورق آهن دارای گرید های متنوعی بوده که هر کدام با داشتن خواص متفاوت، در کاربردهای خاصی به کار می روند. این در صورتی است که ورق های گالوانیزه تنها در چند دسته گرید بندی شده و بیشترین کیفیت هایی که از این فلزات مورد استفاده قرار می گیرند، کیفیت های کششی با نام های اختصاری DX هستند.

تفاوت در ابعاد و گرید و همچنین خواصی مانند فرم پذیری، جوش پذیری، سطح ظاهری و ضخامت سبب تمایز در کاربردهای ورق گالوانیزه و سیاه نیز شده است. ورق سیاه بیشتر در موارد عظیم و صنعتی به کار می رود، اما کاربردهای ورق گالوانیزه مربوط به صنایع سبک تر و کوچک تر هستند که سطح ظاهری و فرم پذیری حائز اهمیت است.

تفاوت ورق سیاه و روغنی

جالب است بدانید بعد از محصولات گرم، دومین دسته بندی اصلی ورق های فولادی مربوط به محصولات سرد یا روغنی می باشد. ماده اولیه این فلزات نیز، ورق های گرم هستند که ابتدا تحت فرآیند اسیدشویی قرار می گیرند. این فرآیند سبب از بین رفتن چربی ها و لایه های اکسیدی و در نتیجه آماده شدن سطح ورق های گرم برای قرار گیری تحت فرآیند نورد سرد می گردد.

محصول نهایی این فرآیند ورق روغنی نام دارد که دارای سطح ظاهری بسیار صاف، صیقلی، درخشان و رنگ نقره ای روشن می باشد. این اولین تفاوت ورق روغنی و سیاه می باشد. البته اصلی ترین تفاوت ورق روغنی و سیاه در روش تولید و مواد اولیه ای است که برای تولید آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. استحکام کششی این محصول به سبب انجام فرآیند آنیل کاری بر روی آن بسیار بیشتر از ورق های گرم می باشد.

لایه روغنی که در پایان فرآیند نورد سرد بر روی ورق های سرد اعمال می شود، سبب مقاومت آن ها در برابر خوردگی تا یک مدت زمان مشخص می شود، اما ورق های سیاه در صورت قرارگیری در مجاورت هوای آزاد به راحتی دچار اکسیداسیون و خوردگی می شوند. از سوی دیگر فرآیند نورد سرد سبب تولید ورق های روغنی در بازه ضخامتی پایین در حدود 3/0 تا 3 میلی متر می گردد، در صورتی که محصولات گرم دارای بازه ضخامتی متنوع از 2/1 تا 100 میلی متر می باشند.

تنوع در گرید از دیگر تفاوت هایی است که در ورق سیاه با ورق روغنی می توان به آن اشاره کرد. محصولات روغنی تنها دارای چند گرید مختصر می باشند، اما از سوی دیگر عرضه ورق های روغنی در سطوح ظاهری مختلف در انواع براق، مات، زبر و نرم سبب شده تا این فلزات از محبوبیت بیشتری در مصارفی که سطح ظاهری اهمیت دارد، نسبت به ورق گرم برخوردار باشند.