جستجو 
نورد گرم چیست و چه مراحلی دارد؟ + جدول مقایسه نورد سرد و گرم
فرآیند نورد از جمله اقدامات و مراحل مهم و موثر در تولید فولاد و آهنآلات محسوب میشود. انواع نورد شامل دو نوع کلی پروسه نورد گرم و سرد است؛ نورد گرم (Hot rolling) در واقع مجموعه عملیاتی است که با هدف شکل دادن به فلز مورد استفاده قرار میگیرد. در این پروسه از گرم کردن فلز و حرارتدهی آن تا دمای تبلور مجدد فلز استفاده میشود تا ورق فولادی بهخوبی قابلیت فرمپذیری و انعطاف را پیدا کند. در فرآیند نورد گرم، فلز پس از حرارت دیدن بهتدریج سرد میشود تا ساختار محصولات نهایی، یکنواخت باشد. اگر میخواهید درباره نورد گرم و مفهوم نورد بیشتر بدانید، مقاله نورد گرم چیست از مجله محک استیل را تا آخر بخوانید.
نورد به چه معناست؟
در دنیای فولاد و فلزات مفاهیم مختلف تخصصی و ویژهای مطرح میشود که دانستن معنی دقیق آنها و سازوکارشان، برای درک بهتر پروسه تولید، ویژگیها و سایر موارد مربوط به حوزه فولاد کمککننده است. نورد نیز یکی از این اصطلاحات تخصصی است؛ اگر برایتان این سوال پیش آمده که نورد یعنی چی، باید بگوییم نورد در صنعت فولاد به فرآیندی گفته میشود که طی آن فلزات با عبور از بین دو یا چند غلتک، تحت فشار قرار گرفته و به اشکال مختلفی نظیر ورق، میلگرد، یا پروفیل تبدیل میشود. هدف اصلی این فرآیند کاهش ضخامت، تغییر شکل و یکنواختسازی ساختار فلز است.
در این مقاله بر مراحل و مزایای نورد گرم و تفاوت آن با نورد سرد تمرکز داریم.
وبسایت thesteefogroup راجعبه نورد گرم نوشته است:
«هدف اصلی کل فرآیند نورد فولاد، ایجاد قطعات کامل یا نیمهکامل با تغییر شکل صفحات و شمشهای عظیم برای کاهش سطح مقطع در آنها است. در فرآیندهای فلزکاری، نورد گرم به عنوان یک تکنیک رایج در نظر گرفته میشود. در این تکنیک، فلز فراتر از دمای تبلور مجدد گرم میشود و در طول فرآیند نورد، خاصیت انعطافپذیری آن تغییر میکند. این فرآیند تضمین میکند که حجم و ویژگیهای فلز در حین ایجاد اشکال و ابعاد مختلف حفظ شود.
پس از گرم شدن، فلز از دستگاههای نورد عبور میکند تا حجم و یکنواختی خود را حفظ کند و در عین حال صاف شود و سطح مقطع کلی را کاهش دهد.»
دلیل پدید آمدن نورد گرم
از گذشتههای دور، نورد بهعنوان یکی از تکنیکهای فلزکاری برای تولید ورقهای فلزی به کار گرفته میشد. با پیشرفت فناوری و مطالعات متالورژیکی، مشخص شد که گرم کردن فلز تا دمای تبلور مجدد، موجب کاهش مقاومت آن به تغییر شکل و در نتیجه تسهیل فرآیند نورد میشود. امروزه نورد گرم بهعنوان یک فرآیند موثر برای تولید محصولات فولادی با قابلیت شکلپذیری بالا و ساختار یکنواخت شناخته میشود.
تفاوت نورد سرد و گرم
فلزات حاصل از پروسه نورد گرم و نورد سرد، تفاوتهای فنی و عملکردی قابلتوجهی با هم دارد که این تفاوتها روی خواص مکانیکی، کیفیت سطح، هزینه و کاربرد محصول تأثیر مستقیم میگذارد. در جدول زیر، تفاوتهای کلیدی نورد گرم و سرد را آوردهایم.
| نوع نورد | دمای فرآیند | کیفیت سطح | کاربرد | ویژگیهای مکانیکی | مثال محصولات | هزینه |
| نورد گرم | بالاتر از دمای تبلور مجدد | زبر دارای پوسته اکسیدی | تیرآهن میلگرد ناودانی اسکلت فلزی | استحکام کمتر شکلپذیری بیشتر انعطاف بالا | ورق سیاه تیرآهن بیلت | پایینتر (به دلیل صرف انرژی کمتر برای نورد و نیز عملیات حرارتی کمتر) |
| نورد سرد | در دمای اتاق و بدون رسیدن به تبلور مجدد | صاف صیقلی و براق | قطعات خودرو لوازم خانگی پروفیلهای دقیق | استحکام بالاتر سختی بیشتر شکنندگی نسبی | ورق روغنی تسمه دقیق ورق خودرو | بالاتر (به دلیل نیاز به نیرو، روانکار و عملیات بعدی) |
مراحل پروسه نورد گرم
فرآیند نورد گرم برای دستیابی به محصول فولادی باکیفیت و با خواص مکانیکی مناسب، باید بهصورت مرحلهبهمرحله و دقیق انجام شود که این امر نیازمند دانش و مهارت خاصی است. ضمنا هر مرحله بهطور مستقیم روی استحکام، یکنواختی ساختار، کاهش تنشهای پسماند و کیفیت سطح تاثیر میگذارد.
در ادامه با پنج مرحله اصلی فرآیند نورد گرم که بهصورت پیوسته اجرا شده و چارچوب کلی این روش پرکاربرد شکلدهی فلزات را تشکیل میدهد، آشنا خواهید شد.
1. آماده سازی مواد
برای اولین قدم پروسه نورد گرم، لازم است فلز مورد نظر (اغلب بهصورت شمش) در اندازه مورد نظر تهیه شود. پس از آمادهسازی محصول آن را در دستگاه نورد گرم قرار میدهند.
2. آماده کردن شمش با پیشگرمکن
در مرحله دوم نورد گرم شمش را در پیشگرمکن میگذارند تا برای مرحله پوستهزدایی و حرارتدهی آماده شود.
3. پوستهزدایی
پوستهزدایی فرآیندی است که طی آن لایههای فولاد مورد نظر با روشهایی از روی آن برداشته میشود. هدف از پوستهزدایی بالا بردن کیفیت محصول نهایی است.
4. عملیات نورد
در مرحله چهارم و پس از حذف پوستههای فولاد، فلز را به دمای مد نظر میرسانند. در این مرحله که مرحله اصلی نورد گرم است، فولاد را از میان غلتکهای مخصوص نورد عبور میدهند تا ضخامت آن کاهش یابد.
5. ضخامت سنجی، تاب گیری و خنک کاری
مرحله آخر نورد گرم شامل فعالیتهای تکمیلی به منظور افزایش کیفیت و بهبود ویژگیهای فیزیکی محصول است؛ ابتدا ضخامتگیری میکنند و سپس تابگیری را با دستگاه تابگیر انجام میدهند تا تاب فلز از بین برود. بعد از آن فلز را در بهصورت تدریجی خنک میکنند و آن را به اندازههای مورد نظر برش میدهند.
کنترل ریزساختار در نورد گرم
یکی از عوامل تاثیرگذار در تعیین کیفیت و خواص مطلوب محصولات نورد گرم، کنترل ریزساختار فلز است که متخصصین این کار را با تنظیم دمای نورد، سرعت عبور فلز از غلتکها و نحوه خنککاری انجام داده و شکل و اندازه دانههای فلز را تحت کنترل قرار میدهند. این کار باعث میشود فلز ساختار داخلی یکنواختتر و متراکمتری پیدا کند و خواص مکانیکی آن مانند استحکام و چقرمگی بهبود یابد.
ضمنا خوب است بدانید ضمن خنککردن تدریجی دما پس از نورد گرم، میتوان از رشد بیش از حد دانهها جلوگیری نمود و فرآیندهای بازیابی و تبلور مجدد را به گونهای کنترل کرد که محصول نهایی عملکرد بهینهای در برابر تنشها و خوردگی داشته باشد.
مزایای نورد گرم
فرآیند نورد گرم در تولید فولاد ضروری است و باعث تولید فلزی میشود که خواص فیزیکی مناسبی برای مصارف مختلف دارد؛ انعطاف بالا، شکلپذیری مناسب، چقرمگی و پایداری بیشتر، میزان تنش درونی بسیار پایین و همگن بودن فلز مورد نظر از ویژگیهای بسیار خوبی است که در یک ورق فولادی تحت نورد گرم، به دلیل حرارتدهی در دمای بالا و سپس خنک کردن تدریجی ایجاد میشود.
لازم به ذکر است از آنجایی که این فرآیند به دستگاهها و نیروی کمتری نیاز دارد، فرآیندی مقرونبهصرفه است و قیمت محصولات و ورقهای روغنی تولیدی به روش فولاد گرم، نسبتا ارزانتر از انواع دیگر آن است.
در وبسایت metinvestholding درباره مزیت فولاد نورد گرم آمده است:
«مزیت اصلی فولاد نورد گرم این است که هزینه کمتری نسبت به فولاد نورد سرد دارد. بنابراین، بهطور گسترده در کاربردهایی که توجه کمتری به کیفیت سطح و دقت ابعادی بسیار بالا میشود، مانند ساخت سازههای فولادی پشتیبان برای پروژههای ساختمانی بزرگ یا در صنعت مهندسی، استفاده میشود.»
کاربردهای فولاد تولیدشده با نورد گرم
فلزی که با فرآیند نورد گرم تولید شده کارایی گوناگونی دارد که در قسمت زیر به تعدادی از آنها اشاره میکنیم:
- پروژههای ساختوساز: تامین نیاز صفحات سنگین پروژههای ساخت و ساز برای تامین استحکام سازههایی سنگین مانند پل
- ساختمانسازی: تامین نیاز به مقاطع مورد استفاده در ساختوساز مانند قوطی، لوله، ستون و تیرآهن
- صنعت کشتیسازی: مناسب برای تولید بخشهای مختلف کشتی مانند بدنه و عرشه به دلیل چقرمگی بالای این مقاطع
- خودروسازی: مناسب برای استفاده در شاسی و قاب خودرو به دلیل استحکام بالای مقاطع فولادی تولیدشده توسط نورد گرم
- نیروگاه آب و سازههای دریایی: استفاده از این مقاطع در صنایع نیرو به دلیل پایداری و مقاومت بالا در برابر خوردگی
سخن پایانی محک استیل درباره نورد گرم
در فرآیند نورد گرم جهت تولید مقاطع فولادی پرکاربرد برای مصارف مختلف صنعتی، از دمای بالا و سپس خنک کردن تدریجی استفاده میشود. اگرچه فلزات نورد گرم دقت ابعادی بالایی ندارد و استحکام آن نسبت به محصولات نورد سرد استحکامی پایینتر است، اما ویژگیهایی مانند شکلپذیری و انعطاف بیشتر نسبت به فلزات تولیدی نورد سرد، آن را به محصولی پرمتقاضی در بازار آهنآلات تبدیل کرده است.
سوالات متداول
- دما در عملیات نورد گرم چقدر است؟
ابتدا باید بدانید دمای مرحله حرارتدهی در پروسه نورد گرم برای فلزات مختلف فرق دارد و برای فولادهایی با آلیاژ کم، نزدیک 1200 درجه سانتیگراد خواهد بود، اما بهطور کلی دمای این عملیات چیزی در حدود 50 الی 100 درجه سانتیگراد بیشتر از دمای تبلور مجدد فلز است.
- کنترل دما در نورد گرم چگونه صورت میگیرد؟
در نورد گرم دما را بهشکلی یکنواخت سرد و گرم میکنند تا ورقهای تولیدی شکلی پیوسته پیدا کند.
- آیا فرآیند نورد گرم را میتوان برای تمام فلزات اجرا کرد؟
خیر. فلزات با دمای ذوب پایین مناسب نورد گرم نیست.
- معایب فولاد تولیدی نورد گرم چیست؟
از جمله معایب محصولات تولیدی نورد گرم میتوان به پایین بودن استحکام محصول نسبت به فلزات نورد سرد، نیاز به انرژی بالا همراه با اثرات زیستمحیطی منفی و نیز عدم توان استفاده از این روش برای تمام فلزات اشاره کرد.
- چرا محصولات نورد گرم دقت ابعادی پایینتری نسبت به نورد سرد دارد؟
در فرآیند نورد گرم، فلز در دمای بالا شکلدهی میشود و پس از خروج از غلتکها در معرض خنککاری تدریجی قرار میگیرد. این خنک شدن ممکن است باعث انقباض حرارتی غیریکنواخت و ایجاد تاب برداشتن جزئی شود. در نتیجه، کنترل دقیق ابعاد نهایی کمی دشوارتر است. اما در نورد سرد که در دمای محیط انجام میشود، فلز کمتر دچار تغییرات حرارتی میشود و دقت ابعادی بالاتری دارد.
- چه عواملی روی کیفیت نهایی محصولات نورد گرم تاثیرگذار هستند؟
عواملی نظیر دمای دقیق نورد، سرعت عبور از غلتک، کیفیت غلتکها، یکنواختی خنککاری و عملیات پوستهزدایی کامل روی کیفیت محصول، تعیین خواص نهایی آن و نیز کاهش عیوب سطحی موثر و تعیینکننده است.
