شاید برای اکثر افرادی که به طور تخصصی در حوزه آهن‌آلات فعالیت نمی‌کنند، شمش به معنای طلا و یا نقره باشد. اما به طور کلی شمش‌های دیگری هم در جهان وجود دارند که کاربردی‌ترین آنها شمش فولاد است. جالب است بدانید قدمت شمش‌ها حتی به زمان‌های باستان باز می‌گردد. زمانی که افراد از شمش‌ها به عنوان پول رایج برای داد و ستدهای خود استفاده می‌کردند.
همانطور که می‌دانید به طور کلی شمش به یک حجم مشخصی از فلزی گفته می‌شود که توسط ریخته‌گری به صورت یک قالب تولید می‌گردد. چرا که امکان ذخیره و یا نگهداری آن هم، آسان‌تر می‌شود. دقیقا شمش فولاد هم به همین روش تولید می‌شود که در اینجا قصد داریم انواع شمش فولادی را برایتان معرفی کنیم. پس با ما همراه باشید.
چقدر راجع به شمش‌های فولادی می‌دانید؟
قبل از این که در مورد انواع شمش فولادی صحبت کنیم، بهتر است به طور مختصر راجع به شمش فولاد توضیح دهیم. در بالا اشاره کردیم که شمش‌ها محصولاتی هستند که معمولا به شکل مکعبی شکل تولید می‌گردد. یعنی مکعب مستطیل و یا مکعب مربع که از جنس یک فلز خاصی، توسط ریخته‌گری تولید می‌شوند.
بطور مثال، برای تولید شمش طلا، از قالب‌هایی با اندازه‌های مشخص استفاده می‌شود. پس از آن، طلای مذاب شده داخل قالب ریخته می‌شود. طلای مذاب پس از سرد شدن، شکل قالب را به خودش گرفته و تبدیل به یک کعب مستطیل شکل بسیار جذاب می‌شود. در مورد شمش‌های فولادی هم دقیقا چنین چیزی صدق می‌کند. چرا که دقیقا از فولاد مذاب شده داخل قالب‌های مشخصی استفاده می‌شود و توسط ریخته‌گری داخل قالب‌ها قرار می‌گیرد.
شمش فولادی آهن ربات
پس از این که فولاد ذوب شده سرد شد، شکل قالب را به خودش می‌گیرد. معمولا از شمش‌های فولادی برای ساخت انواع محصولات فولادی استفاده می‌شود. برای مثال، تولید محصولاتی نظیر تیرآهن، ورق‌های فولادی، میلگرد و… به وجود شمش‌های فولادی بستگی دارند. از این روی، می‌توان گفت که صنایع فولادی کشورمان به شمش‌های فولادی وابستگی بسیار بالایی دارد و بدون وجود شمش‌های فولادی، نمی‌تواند چنین محصولاتی را تولید کرد.
البته لازم به ذکر است که خود فولاد در ابتدا به چنین محصولاتی تبدیل نشده و طی فرایند مختلف و متعددی تبدیل به محصولات نامبرده می‌شود. حالا شمش‌های فولادی هم انواع مختلف و متنوعی دارد که در ادامه این مطلب، به چند مورد آن اشاره خواهیم کرد.
معرفی انواع شمش فولادی
در بالا هم توضیح دادیم که شمش‌های فولادی کاربردهای بسیار زیادی داشته و فقط در یک نوع ثابت تولید نمی‌شوند. چرا که با توجه به استفاده‌های مختلف و متفاوت، نیاز به تولید شمش‌های فولادی متنوعی هم وجود خواهد داشت. از این روی، بر پایه چنین نیازهایی شمش‌های فولادی متنوعی هم تولید می‌گردد.
این شمش‌ها اکثر از لحاظ ابعاد و اندازه با یکدیگر متفاوت هستند. همانطور که گفتیم هر کدام از شمش‌ها می‌توانند استفاده‌های خاص خودشان را در صنایع مختلف داشته باشند. به همین منظور، برای تولید محصولات مختلف، از شمش‌های مناسب و خاص خودش استفاده می‌شود. در ادامه به چند نمونه از انواع شمش فولادی اشاره خواهیم کرد:
شمش فولادی بیلت یا شمشه (billet)
شمش فولادی بیلت یکی از پرکاربردترین فرآورده‌های نورد میانی در صنایع فولادی است. این محصول با سطح مقطع مربع و دایره شکل، تولید می‌گردد. این محصول به خاطر طول بلندی که دارد برای ساخت انواع مفتول‌ها و میلگردها و سایر موارد مشابه، بسیار مناسب است. عرض سطح شمش فولادی بیلت کمتر از 15 سانتی‌متر است.
شمش فولادی بیلت در 2 مدل 3SP و 5SP تولید می‌شود. معمولا مدل شمش فولادی 3SP کشش و خمش بیشتری نسبت به بیلت 5SP داشته و از انعطاف‌پذیری بالاتری برخوردار است. در واقع استحکام بیلت مدل 5SP نسبت به 3SP بیشتر بوده و در جایگاه خاص خودش، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
شمش فولادی بیلت
شمش فولادی بلوم یا شمشال (bloom)
نوع دیگری شمش فولادی وجود دارد که نام آن بلوم یا شمشال است. همانطور که در بالا اشاره کردیم، هر کدام از شمش‌های فولادی ممکن است از لحاظ ظاهری با یکدیگر فرق داشته باشند. چرا که محصولات تولید شده از شمش‌های فولادی هم، ابعاد متعددی داشته و نیاز به شمش‌های فولادی متنوع دارند.
برای مثال، شمش فولادی بلوم یا شمشال، معمولا مقطع مستطیلی یا مربعی شکل دارد. بدین معنا که از لحاظ عرض و ضخامت، ابعادی تقریبا مساوی دارد. معمولا سطح مقطع شمش فولادی بلوم بیشتر از 225 سانتی‌متر بوده و به همین دلیل با سایر شمش‌های فولادی تفاوت دارد. از شمش فولادی بلوم معمولا برای ساخت انواع ناودانی‌ها، تیر‌آهن‌ها، سپری‌ها، لوله‌های بدون درز و همچنین میلگردها استفاده می‌شود.
شمش فولادی اسلب یا تختال (slab)
شمش فولادی اسلب یا تختال هم یکی دیگر از محصولاتی است که کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. معمولا از این نوع شمش فولادی در روش‌های نورد گرم، برای تولید انواع محصولات فولادی استفاده می‌شود. جالب است بدانید که شمش تختال یا اسلب معمولا به شکل مقطع مستطیلی تولید می‌گردد. عرض این نوع محصول دو برابر ضخامت آن است و گاهی اوقات ممکن است حتی تا 12 برابر هم برسد.
طول شمش فولادی اسلب یا تختال 12 متر بوده و سطح آن هم بیش از 100 سانتی‌متر است. این نوع شمش فولادی معمولا با استفاده از روش ریخته‌گری پیوسته تولید می‌شود. روش دیگری هم برای تولید این نوع شمش فولادی وجود دارد و که با استفاده از یک روش غیر مستقیم و یا نورد گرم، انجام می‌شود.
تولید شمش‌های فولادی با استفاده از روش کوره بلند
کوره بلند یا (Blast Furnace) یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای تولید شمش‌های فولادی است. در این روش معمولا قراضه‌های آهن و یا سنگ آهن (که فرق خاصی در استفاده از آنها ندارد) وارد یک کوره می‌شوند. معمولا در این نوع کوره از اکسیژن برای تسهیل در فرایند ذوب استفاده می‌شود. چرا که اکسیژن می‌تواند درجه حرارت را بالاتر برده و همچنین سرعت ذوب کردن فلزات را چند برابر کند.
برای ورود اکسیژن به داخل کوره، معمولا از دو لوله‌ی نیزه‌ای شکل استفاده می‌شود. از طرفی دیگر، اکسیژن وارد شده به کوره موجب از بین رفتن ناخالصی‌ها با ایجاد اکسیداسیون در فولاد می‌گردد. چنین چیزی، یکی از مزایای استفاده از کوره بلند به شمار می‌آید.
تولید شمش‌های فولادی به روش کوره قوس الکتریکی
کوره قوس الکتریکی هم، یکی دیگر از روش‌های تولید شمش‌های فولادی است که در آن از یک حمام بزرگ کم عمق استفاده می‌شود. بدین شکل که در این حمام بزرگ، معمولا الکترودهای کربنی وجود دارند که هنگام ورود مواد اولیه، به سمت پایین آن منتقل می‌شوند. چرا که این کار موجب ایجاد یک جریان الکتریکی و به وجود آمدن حرارت بسیار بالا داخل کوره می‌شود.
سپس به واسطه حرارت ایجاد شده توسط حرکت الکترودها از بالای کوره به سمت پایین، مواد اولیه به خوبی ذوب می‌گردند. اما جالب است بدانید که دمای ایجاد شده توسط الکترودها در این نوع کوره، حتی به بیش از 4000 درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در چنین دمای بسیار بالایی، دیگر هیچ فلزی باقی نمی‌ماند که به خوبی ذوب نشود.
روش کوره قوس الکتریکی
تولید شمش‌های فولادی با استفاده از روش کوره ذوب القایی
کوره ذوب القایی یا (IMF) هم از دیگر روش‌های تولید شمش‌های فولادی است. در این روش هم از یک میدان مغناطیسی بسیار قوی برای ذوب کردن فلزات استفاده می‌شود. از آنجایی این حرارت توسط یک سیم‌پیچ القایی به دور کوره انجام می‌شود، نام این کوره هم القایی نام دارد. روش کار کوره القایی این گونه است که دور کوره یک سیم‌پیچ القایی تعبیه شده تا جریان الکتریسیته با فرکانس بالا وارد آن شود.
پس از وارد شدن جریان الکتریسیته به داخل سیم‌ها، یک میدان مغناطیسی بسیار بالا داخل کوره ایجاد شده و موجب تولید حرارت بالا در آن می‌گردد. همین موضوع باعث ذوب کردن تمام فلزاتی می‌شود که داخل کوره وجود دارد. به همین دلیل، چنین روشی، شیوه‌ای مناسب برای ذوب کردن فلزات و تولید شمش‌های فولادی به شمار می‌آید.
عوامل تاثیرگذار در قیمت شمش‌های فولادی
با این که در ساخت فولادهای آلیاژی عناصری نظیر سیلیسیم، منگنز، نیکل، فسفر، کروم، گوگل کربن و…وجود دارد، اما بدون آهن هرگز نمی‌توان هیچ نوع فولادی ساخت. در واقع یکی از مهم‌ترین عناصر ساخت انواع فولادهای آلیاژی آهن است. با استفاده از سنگ آهن، می‌توان فولادهای آلیاژی متنوعی را تولید کرد. حالا در اینجا ممکن است کم و زیاد کردن مقدار کربن و سایر عناصر در فولاد، موجب تغییرات گسترده‌ای در ساختار آنها شود.
انواع شمش های فلادی
یعنی با استفاده از این کار می‌توان میزان سختی و یا انعطاف‌پذیری فولاد را تغییر داد. اما در هر حال باید از آهن در ساخت فولاد استفاده کرد. حالا منظور ما از توضیح دادن چنین مطلبی، اشاره کردن به اهمیت وجود آهن در ساخت فولاد است.به همین دلیل نمی‌توان نقش سنگ آهن و قیمت آن را در ساخت فولاد و هزینه نهایی آن، نادیده گرفت. با نوسانات قیمت سنگ آهن، تغییرات زیادی هم، در قیمت نهایی فولاد به وجود می‌آید.
جمع‌بندی
در اینجا به طور کلی راجع به انواع شمش فولادی و ویژگی‌های آنها صحبت کردیم. همچنین در مورد روش ساخت شمش‌های فولادی و تولید آنها هم، صحبت کردیم. وجود شمش‌های فولادی در ساخت انواع محصولات و قطعات مختلف، نقش بسیار کلیدی ایفا می‌کند.
خوشبختانه، کارخانه‌های بسیار بزرگی در داخل کشورمان وجود دارند که محصولات فولادی را با استفاده از آخرین استانداردهای ملی و جهانی تولید می‌کنند. برای تولید انواع محصولات فولادی در داخل کشورمان، از شمش‌های فولادی استفاده می‌شود که در این مقاله، به انواع آنها اشاره کردیم.