فرآیند تولید میلگرد، از مهمترین عوامل تاثیرگذار در کیفیت و قیمت میلگرد می باشد. بنابراین آشنایی با روش های تولید میلگرد اهمیت زیادی داشته که ما را در انتخاب مناسب میلگرد با توجه به نیازمان یاری می دهد.
دسته بندی انواع میلگردها براساس ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی
1) میلگرد A1 یا میلگرد ساده 240
2) میلگرد 2A یا میلگرد آج 340
3) میلگرد 3A یا میلگرد آج 400
4) میلگرد 4A یا میلگرد آج 500
به طور کلی، در تقسیم بندی میلگردها براساس شکل ظاهری، دو نوع میلگرد ساده و میلگرد آجدار داریم.
خط تولید میلگرد
برای تولید محصولات فولادی همچون میلگرد، پروفیل، نبشی و غیره، بایستی فولاد را به شکل بلوک هایی درآورد تا در مراحل بعدی بتوان آن را فرم دهی کرده و محصولات دیگر را تولید نمود.
در تولید محصولات فولادی از روش های گوناگون پرس کاری، کشیدن، آهنگری و نوردکاری استفاده می شود که در تمامی این روش ها استفاده از بلوک های فولادی ضروری می باشد.
بلوک های فولادی موردنیاز برای تولید مقاطع فولادی نیز به دو روش تهیه می گردند:
1) تهیه بلوک در قالب
2) تهیه بلوک با روش ریخته گری مداوم
در تولید محصولات فولادی، مواد اولیه دارای اهمیت زیادی بوده و برای مقاطع مختلف نیز متفاوت می باشند. به طور مثال برای تولید نبشی، ناودانی و تیرآهن از شمش فولادی 3SP و برای تولید میلگرد از شمش آهن 5SP استفاده می گردد.
به طور کلی، ابعاد شمش 150x150x6000 یا 125x125x6000 میلی متر می باشد که با توجه به مقطع تولیدی، کوره و خط نورد مقطع موردنظر، یکی از این ابعاد را انتخاب کرده و متناسب با ظرفیت کوره، طول 12 متری آن ها را برش می دهند.
بعد از اینکه شمش های موردنیاز آماده شد، وارد مرحله تولید می شویم.
نورد
نورد، درواقع به عبور فلزات از میان غلتک ها و تغییر شکل دهی آنان به مقاطع فولادی گفته می شود که به دو صورت انجام می گیرد:
1) نورد سرد در دمای محیط
2) نورد گرم در دمای بالاتر از محیط و کمتر از دمای ذوب فلزات
نورد به دلیل اینکه تولید آن بسیار زیاد بوده و هم چنین کنترل محصول نهایی با دقت بیشتری انجام می گیرد، از متداول ترین روش های ساخت میلگرد به شمار می رود.
برای تولید میلگرد از 4 روش استفاده می شود که در ادامه به توضیح هریک از آن ها می پردازیم.
1) نورد سرد
نورد سرد یکی از قدیمی ترین و متداول ترین روش های تولید میلگرد می باشد. نورد سرد طی فشار و کشش، موجب بهم ریختگی و در هم شکستن ساختار شمش می گردد که تاثیر زیادی در مقاومت تسلیم و شکل پذیری ماده دارد. بنابراین در این روش، فولاد تولیدی سخت تر بوده و مقاومت بالاتری دارد که موجب باکیفیت تر شدن آن می شود. در ضمن، تولید میلگرد با این روش، مقاومت تسلیم را افزایش داده ولی شکل پذیری آن را کاهش می دهد. به طور کلی، این روش از تولید آرماتورهاي با مقاومت بالا براي استفاده در سازه های مقاوم در برابر زلزله مناسب نمی باشد.
برای تولید میلگرد به روش نورد سرد، دستگاهایی وجود دارد که به توضیح آن ها می پردازیم:
کوره پیشگرم: این کوره وظیفه پخت شمش ها را بر عهده دارد.
رول های کوره: شمش را جهت نورد به طرف رافینگ ها انتقال می دهد.
رافینگ: طی سه مرحله ابعاد شمش را کاهش و طول آن ها را افزایش می دهد.
رول های رافینگ: مواد را به طرف استند و مراحل بعدی انتقال می دهند.
قیچی سرزن
استند: این دستگاه شامل، موتور گیربکس، گاردان، غلطک های مونتاژ شده و گایدهای ورودی و خروجی می باشد.
قیچی متراژ: میلگردها را در طول های 6 و 12 متری برش می دهد.
شانه های بسته بندی: جهت خنک کاری و آماده سازی برای بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد.
2) نورد گرم
در فرآیند نورد گرم، ابتدا شمش های آهنی را با استفاده از کوره ها در دمای 1100 درجه سانتی گراد مذاب می کنند. برای این کار، شمش ها به کمک یک جک هیدرولیکی و در ردیف های مشخص به داخل کوره ها هدایت می شوند و شمش ها داخل کوره به وسیله ی جریانات گردآبی و در دمای 1100 درجه سانتی گراد برای نورد آماده می شوند.
پس از آماده سازی شمش ها، جهت تولید میلگرد به روش نورد گرم، مراحل زیر انجام می شود:
رافینگ: در رافینگ، طی سه مرحله فشار و کشش، از قطر شمش ها کاسته شده و به طول آنها افزوده می شود.
استند یا قفسه های نورد: متشکل از 10 تا 18 استند بوده و در آخر نیز استندهای آج زنی قرار دارند و آج های مورد نظر را بر روی میلگرد ایجاد می نمایند.
گوئیچنگ: در این مرحله، میلگردهای A3 تولید می شوند. بدین صورت که پس از خنک کاری میلگرد با آب و قرار گرفتن در دمای معمولی، بر روی آن ها آج زنی صورت می گیرد.
قیچی های برش: میلگرد بدست آمده در مرحله قبل طول مشخصی ندارد، لذا در این مرحله با قیچی های برش، میلگرد را به 24 یا 36 متر کوتاه می کنند.
گیوتین: در مرحله آخر، میلگردها را با گیوتین به طول 12 متر در آورده و به صورت بندیل دسته بندی می کنند که وزن هر بندیل حدوداً 2 تن می باشد.
3) میکروآلیاژی
در روش میکروآلیاژی، مقداری تیتانیوم، نیوبیوم و وانادیوم به آرماتور معمولی اضافه کرده و میلگرد با مقاومت بالا به دست می آید. در این روش، ذرات ریز مقاوم به وسیله کاربیدهای بین فلزی تولید شده که مقاومت آرماتور را افزایش می دهند.
در روش میکروآلیاژی، شمش آهن بعد از انجام عملیات روی آن، در دمای محیط سرد می شود که این سرد شدن تدریجی باعث افزایش مقاومت میلگرد می شود. خواص مکانیکی و مشخصات شیمیایی آن نیز، از سطح بیرونی تا مرکز، یکسان بوده و مقاومت بهتر و یکنواخت تری در موقع زلزله از خود نشان می دهد. این خاصیت باعث شده تا از میلگردهای تولیدشده به روش میکروآلیاژی، بیشتر در مناطق زلزله خیز استفاده گردد.
4) ترمکس (تکنولوژی QST)
برای تولید میلگرد به روش ترمکس، ابتدا فولاد ذوب شده در اثر حرارت را به وسیله ی آب و روغن سرد می کنند که موجب سخت شدن و شکنندگی آن می گردد. به عبارت دیگر، در این روش میلگرد را بلافاصله بعد از تولید که دمای بالایی دارد از داخل لوله های آب عبور داده و یکباره سرد می کنند.
در نتیجه چون فولاد به سرعت سرد شده، سطح آن سرد ولی مغز آن حرارت داشته و این حرارت را به لایه های بیرونی منتقل می کند که این نوع سرد شدن باعث افزایش شکل پذیری میلگرد می شود. هم چنین در این روش به دلیل پایین بودن مقدار کربن، شکل پذیري میلگردهاي تولید شده نیز بیشتر خواهد بود.
از میلگردهای تولیدی به روش ترمکس، نباید در ساخت سازه های تحت فشار و سازه هایی که در مناطق زلزله خیز قرار دارند، استفاده کنیم.
از مزایای روش ترمکس در تولید میلگردهای ساختمانی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• کاهش حجم فولاد
• کاهش هزینه های نیروی انسانی
• کاهش مصرف انرژی برای حمل و نقل
هم چنین از مزایای میلگرد ترمکس نسبت به میلگردهای میکروآلیاژی می توان موارد زیر را نام برد:
• هزینه های تولید میلگرد میکروآلیاژی شده بسیار بیشتر از میلگرد ترمکس است
• میلگرد ترمکس بهترین جوش پذیری را دارد.
