در عصر حاضر، برای ساخت هر گونه ابزار یا وسایلی که برای انجام امورات مختلف از حوزه کشاورزی گرفته تا ساختمان و خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد، از فولاد و آهن استفاده میشود. این موضوع اهمیت پالایش معادن آهن و فولاد و تبدیل مواد اولیه خروجی از آنها به مواد قابل استفاده جهت ساخت ابزار آلات نهایی را بیش از بیش افزایش داده است. شاید برای شما سوال باشد که سنگ آهن استخراج شده از معادن چگونه در نهایت به قطعات مورد استفاده در زندگی روزمره‌تان تبدیل میشود؟ برای این کار چندین مرحله انجام می‌گیرد که از مهمترین آنها، می‌توان تبدیل مواد اولیه خام به مواد میانی اشاره کرد. به این ترتیب که مواد اولیه استخراج شده از معادن آهن ابتدا فرآوری شده و فولاد خام را تشکیل می‌دهند. شمش بلوم نیز محصولی است که دقیقا در این مرحله تولید میشود.
در واقع بعد از این که سنگ آهن در بخش‌های مربوطه پالایش شده و فولاد آن جدا میشود، برای راحتی در حمل و نقل این فولاد یا آهن خام، آنها را به شکل شمش قالب می‌دهند. این کار خود از دو طریق انجام می‌گیرد که به آن خواهیم پرداخت. اما این شمشها نیز خود در چند دسته متفاوت قرار می‌گیرند که معیار جداسازی آنها هم در بیشتر موارد شکل و اندازه آنها است. شمش بلوم یکی از انواع این شمشها میباشد که در ادامه برای تولید ابزار آلات مختلف از آن استفاده میشود.
به عبارتی شمش بلوم و سایر شمش‌هایی که در این مرحله تولید می‌شوند، محصول نهایی بخش‌های پالایش مانند ذوب آهن هستند که به عنوان مواد اولیه به کارخانههای فولاد فرستاده می‌شوند. در ادامه به طور کامل به توضیح شمش بلوم، نحوه تولید و کاربردهای آن خواهیم پرداخت. پس با ما همراه باشید تا اطلاعات کاملی از این نوع شمش به دست آورید.
روشهای تولید شمش بلوم (Bloom) از مواد اولیه معدنی
بعد از این که سنگ آهن از معادن استخراج میشود، برای جداسازی آهن خالص آن از ناخالصیها وارد مجموعه‌های مربوطه مانند ذوب آهن میشود. در این واحد‌ها تحت دمای بالا، سنگ آهن را ذوب کرده، آهن و فولاد خام و اولیه را از آن استخراج می‌نمایند. سپس به شکل شمش بلوم و سایر انواع شمش آن را برای مراحل بعد به کارخانههای فولاد روانه می‌کنند. برای این کار چند روش متفاوت وجود دارد که دو مورد از آنها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یکی روش کوره بلند میباشد که بسیار رایج بوده و از زمان‌های قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته است. روش دیگر هم کوره‌های قوس الکتریکی برای جداسازی آهن خالص است که این روش به طور معمول کمتر از روش کوره بلند استفاده میشود. اکنون به هر دو این روش‌ها و چگونگی فرآیند تولید شمش Bloom در هر یک از آنها خواهیم پرداخت.
نورد اولیه برای تبدیل شمش فلز به محصولاتی مانند بلوم و اسلب استفاده میشود. این فرآیند، ساختار شمش ریخته گری را اصلاح می‌کند، خواص مکانیکی آن را بهبود می‌بخشد و عیوب داخلی پنهان را از بین می‌برد. برای اطلاعات بیشتر، مقاله فرآیند نورد کاری را مطالعه کنید.تولید شمش بلوم با استفاده از روش کوره بلند
استفاده از این روش پیشینه زیادی داشته و تقریبا در بیشتر کارخانههای ذوب آهن دنیا از روش کوره بلند استفاده میشود. البته باید توجه داشته باشید که این روش بیشتر برای استخراج آهن و فولاد از سنگ آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ تا این که برای فرآوری مجدد آهن‌های ضایعات مورد استفاده قرار بگیرد. برای استخراج آهن خالص ابتدا سنگ آهن را به صورت ابتدایی حرارت می‌دهند تا کلوخه سازی گردد. در ادامه مواد مورد نیاز جهت جدا شدن آهن از ناخالصیها به سنگ‌آهن اضافه می‌گردد. کک و آهک جزو مهمترین این مواد هستند که در این مرحله اضافه خواهند شد.
سپس این مواد ناخالص وارد مرحله حرارت دهی می‌شوند که در این مرحله آهن شروع به ذوب شدن کرده و از پایین کوره خارج می‌گردد. البته پیش از تولید شمش بلوم، هنوز باید این ماده مذاب یک بار دیگر هم تصفیه شود.از مهمترین مواد ناخالصی که در این مرحله باید از فولاد مذاب جداسازی شود، کربن است. همان طور که می‌دانید، در سنگ آهن مقداری زیادی کربن وجود دارد که باقی ماندن آن در فولاد نهایی، می‌تواند استقامت آن را تا حد زیادی کاهش دهد.
به همین دلیل، در این مرحله کربن موجود در فولاد مذاب را به کمک اکسیژن جداسازی خواهند کرد. بعد از این که ناخالصی‌های موجود از آهن و فولاد مذاب جدا میشود، این مواد وارد مراحل نهایی می‌شوند. یعنی فولاد مذاب در ظروف بزرگی که در اصطلاح به آنها پاتیل گفته می‌شوند، زیخته شده و به سمت قالب‌های شمش می‌روند. در پایان این آهن مذاب بسته به نوع شمشی که قرار است تولید شود، در قالب‌های مخصوص آن ریخته خواهند شد. این شمشها می‌توانند شمش بلوم یا سایر انواع دیگر آن باشند که در ادامه تفاوت‌های آنها را بیان خواهیم کرد.
تولید شمش بلوم با استفاده از فرآوری آهن با کوره‌های قوس الکتریکی
روش دیگر برای خالص سازی آهن و تولید فولاد خام برای مصارف بعدی، استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی است. این روش بیشتر در مواردی استفاده میشود که قصد بازیافت آهن‌های کارکرده و یا ضایعاتی را دارند. به این ترتیب که این آهن‌آلات را به درون کوره ریخته و مواد مورد نیاز برای سرباره سازی را به آنها اضافه می‌کنند. مانند روش قبل، این مواد در دماهای بالای هزار درجه ذوب شده و آهن خالص جداسازی میشود.
در ادامه این مواد مذاب توسط پاتیل‌ها به بخش‌هایی که قالب شمشها قرار دارند، انتقال داده شده و در این قالبها تخلیه خواهند شد. در این روش هم قالبها می‌توانند مربوط به شمش بلوم یا انواع دیگر شمش باشند. بعد از ریختن فولاد مذاب در این قالبها، فرآیند سرد سازی و انجماد انجام می‌گیرد. در پایان شمش‌های خام فولادی آماده انتقال به واحدهای بعدی جهت تغییر شکل و تبدیل به ابزارآلات گوناگون هستند.
کابردهای شمش بلوم
بعد از این که فولاد خالص از مواد اولیه که سنگ آهن یا آهن آلات ضایعاتی هستند، خارج شد، وارد قالب‌های شمش بلوم می‌شوند. این شمشها در سایز و طول‌های متفاوتی بسته به نوع کارخانه سازنده تولید می‌شوند. پس از این که انجماد صورت گرفت، این شمشها را خنک‌سازی کرده و به سمت کارخانههای فولاد می‌برند. در کارخانههای فولاد شمشها وارد خط نورد شده و تغییر شکل پیدا می‌کنند. به این ترتیب، محصولات جدید فلزی از این شمشها تولید خواهد شد.
برای مثال یکی از مهمترین محصولاتی که از این طریق تولید می‌شوند، انواع میلگرد است که به عنوان یکی از مهمترین مصالح فلزی در بسیاری از ساختمان‌ها به کار می‌رود. البته از شمش Bloom برای تولید سایر ابزارآلاتی هم که منشا فولادی دارند در مراحل بعدی استفاده میشود. ریل‌های قطار، تیرآهن، ناودانی و موارد این چنینی دیگر از جمله رایج‌ترین این موارد هستند.
شمش‌هایی که دارای کربن بیشتری هستند، برای تولید میلگردهای با ضخامت بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. ترمکس یکی از روش های تولید میلگرد است. چیستی میلگرد ترمکس و تفاوت آن با میلگرد ترمودینامیکی را در مقاله لینک شده بخوانید.
تفاوت شمش ، بیلت و بلوم
بیلت و شمش Bloom هر دو قالبهایی هستند که برای راحتی در حمل و نقل و انبار کردن، فولاد مذاب را به این شکل‌ها در می‌آورند. به عبارتی این دو هیچ گونه تفاوتی در مواد اولیه مورد استفاده یا روش ساخت ندارند و تنها تفاوت آنها در اندازه و سایزشان است. در رده بندی این قالبها به آن‌هایی که طولی کمتر از دو متر داشته و شکلی ذوزنقه مانند دارند، شمش می‌گویند. بیلت شمش‌هایی هستند که طولی بزرگ‌تر دارند ولی عرض‌شان خیلی بلند نیست. در واقع طول بیلت تا 12 متر هم می‌رسد، اما عرض آن کمتر از 15 سانتی متر میباشد. معیار دیگر برای تشخیص این قالبها از یک دیگر مساحت سطح آنها است.
به طور معمول شمش‌های نوع بیلت دارای سطح مقطعی کمتر از 230 سانتی متر مربع هستند. نام دیگری که برای بیلت استفاده میشود، شمشال است که با توجه به اندازه متوسطی که دارند، به راحتی می‌توان آنها را در انبارها قرار داد.بیلت هم از طریق ریخته گری مستقیم با قرار گرفتن در قالب‌های مناسب خود تولید میشود و هم می‌توان آن را از طریق نورد کردن شمشها ایجاد نمود. هم چنین بیلت‌ها در شکل‌های مربعی یا دایره‌ای وجود دارند. شمش بلوم در واقع بسیار شبیه به بیلت است و تنها تفاوت آن در اندازه و سایز بزرگ‌ترش است.
شمش‌های بلوم عرضی بیش از 30 سانتی متر دارند و طول آنها هم می‌تواند بسیار بیشتر باشد. به طور معمول این گونه شمشها در طول 12 متر و عرض در حدود یک متری تولید می‌شوند. البته همان طور که اشاره کردیم، این اندازه‌ها با توجه به قالبها و خطوط تولید در کارخانههای مختلف می‌تواند متفاوت باشد. پس ویژگی اصلی که بیلت و شمش Bloom را از یک دیگر متمایز می‌کند، سایز و اندازه طول و عرض آنها است.
بلوم‌های فولادی، مواد اولیه تولید لوله‌های فولادی بدون درز هستند. علاوه بر تولید لوله‌ها، از آنها می‌توان برای تولید سایر محصولات نیمه آماده متالورژی با استفاده از شکل دهی گرم (نورد، فورج، پرس و غیره) نیز استفاده کرد. این فولادها، با سطح مقطع مربع یا دایره‌ای شکل ساخته می‌شوند.
عوامل موثر در مقاومت شمش بلوم
عوامل زیادی در مقاومت و استحکام فولاد نهایی که به شکل شمش بلوم یا سایر انواع شمش از ذوب آهن خارج میشود، تاثیر گذار هستند. این که این شمشها از سنگ آهن ساخته شده باشند یا آهن آلات ضایعاتی را مجددا بازیافت کنند هم می‌تواند در مقاومت آنها تاثیر گذار باشد. اما به طور کلی وجود یک ماده خاص در فولاد می‌تواند مقاومت آن را تا حد زیادی کنترل کند و آن ماده کربن است. برای تولید شمش‌های مختلف باید میزان کربن موجود در آن کنترل شود.
برای مثال در تولید میلگرد، به طور معمول از شمش‌هایی که دارای کربن کم‌تری هستند، برای ساخت میلگردهایی با ضخامت کمتر استفاده میشود. این میلگردها معمولا قابلیت انعطاف بیشتری هم دارند. به همین ترتیب، شمش‌هایی که دارای کربن بیشتری هستند، برای تولید میلگردهای با ضخامت بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، کربن یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده مقاومت و استحکام شمش Bloom است.
فولاد کم آلیاژ پر استحکام دسته‌ای جداگانه از فولادهای ساده کربنی هستند که مقدار عناصر آلیاژی در آنها بسیار کم است اما حضور همین عناصر سبب بهبود خواص مکانیکی میشود. شما میتوانید با خواندن مقاله لینک شده درباره آن اطلاعات بیشتری داشته باشید.کسب اطلاعات و تهیه انواع تجهیزات فولادی از سایت آی فولاد
با توجه به این که شمش بلوم یکی از مهمترین مواد میانی در تولید ابزارها و تجهیزات فولادی از سنگ آهن خام است، سعی کردیم به طور کامل مراحل و روش ساخت این شمشها را برای شما توضیح دهیم. شما عزیزان میتوانید هر گونه سوال یا ابهام خود در زمینه شمش Bloom را در پایان همین مقاله با ما در میان بگذارید تا در اسرع وقت پاسخ مناسب شما را ارئه دهیم.
هم چنین برای خرید ابزارآلات و تجهیزات فولادی از قبیل میلگرد، تیرآهن و .. میتوانید با خیالی راحت از طریق مجموعه اقدام نمایید. زیرا ما این محصولات را با قیمتی مناسب و در کیفیتی عالی به دست شما می‌رسانیم. هم چنین میتوانید تمام فرآیند خرید را به صورت آنلاین انجام دهید. برای دریافت اطلاعات بیشتر و اطلاع یافتن از قیمت‌ها میتوانید با مشاوران ما تماس گرفته تا راهنمایی‌های لازم را به شما ارائه دهند.
سوالات متداول
- شمش بلوم (Bloom) چیست؟ پس از خالص سازی فولاد و آهن، برای راحتی در حمل و نقل و نگه داری آنها را در قالبهایی میریزند که شمش بلوم هم یک نمونه از این قالبها است.
- شمش بلوم چگونه و با چه روشهایی ساخته میشود؟ این شمشها از انجماد فولاد مذابی به وجود میآیند که از طریق روشهای کوره بلند یا کوره قوس الکتریکی از ناخالصیها جدا شدهاند.
- شمش بلوم چه کاربردی دارد؟ از این شمشها برای ساخت انواع ابزارآلات و تجهیزات فولادی مانند میلگرد، تیرآهن، ناودانی و موارد این چنینی دیگر در کارخانههای فولاد استفاده میشود.
- تفاوت شمش بلوم با بیلت چیست؟ این دو نوع شمش در واقع هیچ گونه تفاوتی از نظر ماده اولیه یا روش ساخت ندارند و تنها تفاوت آنها در اندازه و سایزشان است. معمولا بیلت عرضی کمتر از 30 سانتی متر و طول در حدود دو متر دارد، اما شمش Bloom هم از عرض و هم از طول بلندتری برخوردار است.
- چه عواملی در تعیین مقاومت شمش بلوم تاثیر گذار هستند؟ استفاده از مواد خام مانند سنگ آهن یا آهن آلات ضایعاتی در مقاومت نهایی شمش فولادی تاثیر دارد؛ هم چنین میزان کربن موجود در شمش نیز یکی از فاکتورهای مهم در مقاومت شمش بلوم میباشد.
