صنعت نورد

[bigbang]

صنعت نورد ، پر رونق ترین و متداول ترین روش تولید فرآورده های فلزی، بویژه فولادهاست به گونه ای که بیش از 80% از فرآورده های فلزی در سطح جهان با این روش تولید می شوند ، حجم فرآورده های این روش ، در کشور ما ایران از این آیین جدا نیست .
این حقیقت که صنعت نورد در کشور ما از آغاز بصورت وارداتی بکار گرفته شد سبب شد که مدیران ، کارشناسان و دست اندر کران این صنعت به فرآیندهای نورد صرفا بصورت یک صنعت ناب و خشن نگاه کننند و کمتر به جنبه های علمی و ریزه کاریهای عملی آن توجه شده است . در سالهای گذشته ، بیشتر مسئوالان خطوط تولیدی نورد از دانش آموخته های رشته هایی بودند که با فرآیند نورد هیچ گونه آشنایی علمی نداشتند. طبیعتاً آنان نمی توانستند در دشواریهای این فرآیند، بهبود کیفیت فرآوردها و یا تولید فراورده های نوین نقش کارآمدی داشته باشند.

با وجود فعالیتهای آموزشی ، پژوهشی و صنعتی که به تازگی در برخی از واحدهای نورد انجام می شود ، که بنوبه ی خود نتیجه ها ی ثمربخشی هم داده است ، ولی هنوز در مقایسه با استاندارهای جهانی ، صنعت نورد در کشور ما از ناتوانی علمی و دانش فنی مهندسی رنج می برد . در این مورد وضع در دانشگاه ها نیز به همین ترتیب بوده است . فعالیت های پژوهشی بصورت پراکنده و اندک بوده و کمتر در ارتباط با رشد این صنعت بوده است انتشارات علمی در این زمینه بسیار ناچیز و در حد چند مقاله و یا جزوه های درسی بوده است .
نورد معمولاً اولین عمل در تبدیل لوحه نورد به محصولات کار شده ی نهایی است. یک قطعه ی کلفت را می توان به شکل شمش، شمشال یا لوحه نورد کرد، یا این که می توان این شکل ها را مستقیماً با ریخته گری پیوسته تولید نمود. سطح مقطع شمش، مربع با مربع مستطیل شکل با ضخامت حداکثر 6 اینج ( 15 سانتی متر) و پهنای حداکثر تا دو برابر ضخامت آن است. شمشال معمولاً کوچک تر از شمش و دارای مقطع مربع یا دایره شکل است. و به روشهایی از قبیل نورد یا حدیده کاری تولید می شود لوحه قطعه ای با مقطع مستطیل شکل با پهنای بیش تر از دو برابر ضخامت است. با نورد بیش تر، می توان لوحه را به ورق کلفت ، ورق و نوار تبدیل کرد. بیشتر اوقات این محصولات کارگرد ماده ی خام فرآیند دیگری چون شکل دادن سر و یا ماشین کاری می باشند ورق و نوار را می توان به فرآورده ی نهایی تبدیل کرد یا با نورد به مواد نازک تر و محکم تر و حتی ورق بسیار نازک تبدیل کرد. شمش و شمشال را می توان با نورد بیشتر به فرآورده های نهایی مانند شکل های سازه ای و ریل راه آهن یا به شکل های نیمه نهایی مثل میله، میله ی نازک، لوله یا لوله ی جدار نازک تبدیل نمود.
بر اساس وزن ، نورد گرم در بین فرایندهای تولیدی دارای مقام اول است و دستگاه ها و روش های تولیدی این فرآیند تا حد زیادی تکامل یافته و استاندارد شده اند ، به طوری که تولید محصولات مرغوب و یکنواخت به قیمت های ارزان کاملاً میسر است. یا وجود این، به علت گرانی و سنگینی دستگاه های نورد، محصولات نورد گرم فقط به شکل ها و اندازه های استاندارد شده (که به دلیل تقاضای زیاد، تولید آن ها اقتصادی است) عرضه می شوند.

شناساندن صنعت نورد :
تاریخ راستین نورد ، به مفهوم امروزی آن ، ولی در شکلهای بسیار ساده و اندازه های کوچک به آغاز سده ی هفدهم بر می گردد. به این صورت که 2 غلتک چدنی ، در یک چهار چوب چوبی قراداده می شد و فلزهایی مانند قلع و سرب را نورد می کردند هر چند پیش از این از غلتکها برای صاف کردن و فشردن مواد استفاده می شد ، ولی ایده ی استفاده از علتکها بمنوظر ایجاد کاهش در سطح مقطع فلز ، در این دوره بوجود آمد.
پس از آن کوشش شد از غلتکهای بزرگتر و سنگین تر استفاده شود و گشتاور لازم برای به چرخش در آوردن آنها بوسیله ی نیروی اسب و یا پره های آبی تامین می شد ایده ی ایجاد شیار روی غلتکها ، بمنظور شکل دادن به مقاطع میله ها و تیرها نیز به همین دوران بر می گردد.
قفسه های دو غلتکه به سرعت گام های تکاملی خود را پیمودند و بزودی افزون بر نورد فلزهای نرم ، نورد گرم فولاد نیز شدنی شد تنگنای نیرو و توان ، ایده ی استفاده از غلتکهای کوچکتر را مطرح کرد ، چه سنعتگران به تجربه متوجه شده بودند که نورد با غلتکهای کوچکتر که بوسیله ی غلتکهای بزرگتر پشتیبانی می شدند متاول شد و در اصطلاح قفسه های چهار غلتکه بوجود آمدند.
پس از پیدایش ماشین بخار و از بین رفتن تنگنای نیرو و توان ، قفسه های نورد دوباره بزرگتر شدند و موتورهای با توان بسیار بالا ، در اندازه ی 15000 اسب برای نوردهای سنگین ششمهای فولادی بکار گرفته شدند ، موتور فقسه های نورد به تندی گامه های تکاملی خود را پیمودند به گونه ای که فرآورده های نورد بویژه فولادها به مهم ترنی فرآورده های فلزی در سطح جهان تبدیل شدند. برای بسیاری از فرآورده ها ، روشهای نورد ، جایگزین دیگر روشهای شکل دادن فلزها همانند آهنگری و بخته گری شدند .
همراه و در کنار قفسه های نورد دیگر بخش های کارخانجات نورد همچون کوره های ذوب ماشین های ریخته گری برای آماده سازی شمش های اولیه ، کوره های پیش گرم برای گرم کردن شمش ها ، خطوط جابجایی ف حمام های اسیدشویی ، کوره های عملیات حرارتی ی، حمام های آبکاری ماشین های بسته بندی و غیره نیز گامه های تکاملی خود را پیمودند.

فرایند اساسی نورد :
فرایند اصلی نورد به دو دسته تقسیم می شود :
1- کار گرم یا نورد گرم
2- کار سرد یا نورد سرد


فرایند نورد گرم :
همان گونه که در شکل 1 مشاهده می شود، نورد گرم گذارندن فلز داغ بین دو غلتک است که در خلاف جهت یکدیگر می گردند و فاصله ی بین آن ها از ضخامت فلز ورودی قدری کم تر است .

شکل 1

فلز ورودی قدری کمتر است. به علت این که سرعت غلتک ها از سرعت فلز ورودی بیش تر است، اصطکاک موجود در سطح تماس فلز با غلتک، فلز را به سمت جلو می راند. در اثر فشرده شدن فلز، طول آن افزایش می یابد و از ضخامت آن کاسته می شود . میزان تغییر ضخامتی که می توان در طی یک مرحله عبور از نورد به دست اورد به شرایط اصطکاک موجود در سطح مشترک فلز و غلتک بستگی دارد. در صورتی که تغییر شکل زیادی مورد نظر باشد، غلتک ها موجب حرکت ماده نمی شوند بلکه روی سطح آن می لغزند. از سوی دیگر، تغییر ضخامت خیلی کم نیز موجب بالا رفتن هزینه های تولیدی می شود.

دمای نورد گرم :
در نورد گرم همانند دیگر فرآیندهای کار گرم کنترل دقیق دما برای موفقیت فرآیند بسیار مهم است بهتر است قبل از شروع نورد، دمای فلز به طور یکنواخت تا مقدار مطلوب بالا برده شود این عمل مستلزم گرم نگه داشتن قطعه در حرارت مطلوب برای زمان طولانی است اگر دمای قطعه یکنواخت نباشد، تغییر شکل ایجاد شده نیز غیر یک نواخت است مثلاً اگر قطعه به اندازه ی کافی و به نحو همگن گرم نشود، سطوح گرم تر بیرونی نسبت به سطوح داخای که سردتر و محکم ترند زودتر نورد می شوند و اگر پس از گرم کردن قطعه و یا در فاصله ی دو نورد فلز سرد شود، سطوح سرد شده در مقابل تغییر شکل مقاومت می کنند. در این صورت هنگام تغییر شکل قسمت داخلی که داغ تر و ضعیف تر است، ممکن است ترک ها یا گسیختگی های سطحی در قطعه ایجاد شود.
استفاده از محصولات ریخته گری پیوسته به عنوان ماده ی اولیه در کارخانه های با تولید زیاد امری عادی است. فرآیند سردشدن به گونه ای کنترل می شود تا بتوان ماده را بدون نیاز به گرم کردن اضافی یا جابه جا کردن بیشتر ، مستقیماً وارد دستگاه نورد گرم کرد. برای گرم کردن برای تولید های کمتر یا عملیات ثانویه معمولاً دمای ماده ی اولیه (شمش، شمشال یا لوحه) دمای اتاق است. برای گرم کردن این قطعات تا دمای مناسب می توان آن ها را در کوره های نفت سوز یا گازسوز گرم کرد. برای فولادهای کربنی ساده و فولادهای کم آلیاژ، دمای کردن معمولاً در حدود 1200 درجه ی سانتی گراد (2200 درجه ی فارنهایت) است برای میله های کم قطر می توان از کوره های القایی برای گرم کردن استفاده کرد.
نورد گرم معمولاً در حدود 50 تا 100 درجه سانتی گراد (100 تا 200 درجه ی فارنهایت) بالای دمای تبلور مجدد متوقف می شود. پایان دادن عمل نورد در این دمای پایانی از سخت شدن کرنشی ماده جلوگیری می کند و موجب ایجاد دانه های ریز و یکنواخت می شود. پیش از انجام تغییر شکل اضافی، لازم است قطعه دوباره گرم شود تا به شرایط مناسب برای نورد برسد .