شمش بيلت یا شمشال چیست؟
شمش بيلت
بیلت فولادی، یکی از پر مصرف ترین انواع شمش در بازار فولاد می باشد که معمولا در صنعت از آن استفاده می شود و در بازار آهن طرفدار بسیاری دارد. شمش بیلت(billet) یا شمشال از فرآورده های میانی نورد فولاد است که سطح مقطع آن از 230 سانتیمتر مربع کمتر و سطح این محصول، دایره و یا مربع با عرض کمتر از 15 سانتیمتر است که به آن شمش CCM نيز می گویند. شمش فولادی، جزء نخستین فرآورده های قابل حمل است که انواع مختلفی دارد.
بیلت يا شمشال(Billet)، بلوم يا شيشه(Bloom) و اسلب یا تختال(slab) از انواع شمش فولادی است که هر یک برای نوع خاصی از مقطع های فولادی به کاربرده می شوند. شمش بیلت نیز یکی از محصولات فولادی اصلی می باشد که گرید های متفاوتی را شامل می شود.
به طور معمول این شمشال در عرض های کوچکتری تولید شده و محصولات آن از جهت سطح مقطع و عرض به نسبت کوچکتر می باشند، ولی به دلیل ترکیبات شیمیایی خاص بیلت، محصولات آن طول بیشتری را دارا می باشد.به همین دلیل کاربرد شمشال بیشتر برای تولید میلگرد و سیم است. در حقیقت بیلت فولادی، محصول کارخانجات تولید کننده فولاد بوده که در رده محصولات میانی قرار می گیرد.
روش تولید شمش بیلت
شمش بیلت به دو روش تولید می شود؛ روش اول از طریق خروجی کوره بلند(BF) و روش دوم از طریق خروجی کوره های قوس الکتریکی (EAF) و کوره القایی(IMF)که در ادامه به بررسی هر یک می پردازیم.
کوره بلند(BF)
بیش از نود درصد از سنگ آهنی که در جهان استخراج می شود در کوره های بلند به کاربرده می شود. در این روش سنگ آهن بعد از این که پیش پخت و کلوخه سازی شد به همراه کک و آهنک داخل کوره بلند ریخته شده و آهن خام یا چدن حاصل می شود. در مرحله بعدی آهن خام در کانورتر به فولاد مذاب تبدیل می شود.
در مرحله بعدی ناخالصی های فولاد خام همانند کربن را از طریق اکسیژن آن جدا می کنند تا فولاد خام حاصل شود. فولاد مذاب بعد از جداسازی ناخالصی توسط پاتیل های حمل مذاب به واحد ریخته گری انتقال داده می شود. در نهایت مواد مذاب را در واحد ریخته گری داخل قالب های شمش ریخته و روی غلتک قرار داده و با پاشیدن آب آن را خنک می نمایند. بعد از خنک شدن شمش فولادی را به اندازه دلخواه برش می دهند.
کوره های قوس الکتریکی(EAF) و كوره القايي(IMF)
آهن قراضه را با سبد های خاص در کوره قوس الکتریکی می ریزند و بعد از آن آهن اسفنجی با مواد سرباره سازی مثل کک، آهک، بنتونیت و… از بالا به کوره اضافه می شود. بعد از افزودن این مواد اقدام به نمونه گیری، دمش اکسیژن، همگن سازی و آنالیز کرده تا مواد داخل کوره تبدیل به فولاد مذاب شود.
فولاد مذاب بعد از جداسازی ناخالصی توسط پاتیل های حمل مذاب به واحد ریخته گری برده می شود. در ریخته گری مواد مذاب را به داخل ظروفی به اسم تاندیش ریخته و بعد از آن داخل قالب مسی آب گرد روی قرار غلتک قرار می دهند و روی آن آب می پاشند تا خنک شود. در نهایت شمش های منجمد حاصل شده را به طول های مورد نظر برش می دهند.
مرحله کوره الکتریکی، فرآیند ذوب شدن ذوب فلزات فلزی می باشد. یک کوره الکتریکی از الکتریسیته برای حرارت دادن قراضه فولاد بهره می برد. بسته به شیوه های گرمایش آن، به کوره های قوس و کوره های مبتنی بر Dc(جریان مستقیم) تقسیم می شود، این یک فرآیند ساخت فولاد تصفیه شده پودر به بلیت می باشد.
در زمان ریخته گری پیوسته، فولاد تاکنون مایع باقی مانده به یک شکل ثابت می شود. شمش نیمه خام برای تولید طیف گسترده ای از محصولات بعد از فرآیند های گوناگون به کاربرده می شود. بیلت ساخته شده در فرآیند ریخته گری مداوم به آسیاب از روش یک سیستم انتقال خودکار تغذیه می کند.
کاربرد شمش بیلت
همانطور که می دانید شمش بیلت (billet) یکی از پر کاربرترین محصولات فولادی در بین انواع شمش است. با این وجود شاید برای شما سوال شده باشد که شمش بیلت چه کاربرد هایی دارد که در پاسخ باید بگوییم به علت فرمول شیمیایی آن، امکان ساخت و تهیه انواع محصولات فولادی دارای طول زیاد از آن وجود دارد. کاربرد رایج این شمشال علاوه بر میلگرد ساده و آجدار در محصولات ساختمانی زیر نیز می باشد:
ساخت تیرآهن
فابریک
ناودانی
قوطی
ریل
میلگرد ساده و آجدار
مفتول
لوله هاب بدون درز و مانیسمان
می توان گفت به طور کلی برای ساخت همه قطعه های فولادی به جزء ورق، می توان از شمش بیلت استفاده کرد ولی باید توجه داشته باشید که عمده مصارف انواع بیلت فولادی در حیطه تولید میلگرد، تسمه و مفتول می باشد. همینطور بعد از موارد استفاده گسترده از این محصول در پروژه های ساختمانی و عمرانی، billet در صنایع دیگری نیز استفاده می شود. در صنایع حمل و نقل ریلی برای ساخت ریل راه آهن و قطعات جانبی مربوطه آن و همینطور در ساخت سد و ساخت انواع پل و اسکله بیلت به کاربرده می شود. یکی دیگر از مواردی که بیلت فولادی در آن بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد در حیطه صنایع تولید محصولات اکسترودی می باشد.
تولید محصولات فولادی باید تحت استاندارد خاصی باشد تا مورد تایید بازار و مصرف کننده باشد. کیفیت billet شمش موجود در بازار ایران در دو گرید SP3 و 5SP عرضه شده و طبق قوانین کیفی و کمی استاندارد روسی تولید شده است. این دو گرید شمش بیلت از جهت استاندارد های فنی تولید، در دسته فولاد های ساده کربنی قرار می گیرند.
محصولات شمش بیلت
بیلت تولیدی توسط برند های گوناگون ممکن است تفاوت های اندکی از جهت شیمیایی، فیزیکی و یا مکانیکی داشته باشد اما این تفاوت ها خیلی بزرگ نیستند. به طور کلی دو گرید مجزا و در بازار شمش بیلت وجود دارد که هر یک دارای کاربرد های خاص می باشند. این دو گرید فولادی به شرح زیر است:
شمش 3sp
اين گرید شمش بیلت آنالیز شیمیایی خاص خود را داشته و به نسبت تغییرات مکانیکی پیچش، کشش و خمش انعطاف پذیری بیشتری دارد و به همین دلیل است که قیمت آن نیز به نسبت بالاتر است. هر جا که محصول تولیدی احتیاج به انعطاف و تغییر شکل پذیری بیشتری داشته باشد این گرید بیلت انتخاب اول تولید کننده می شود. میلگرد فسفر برنز
شمش 5SP
شمش 5SP دارای ترکیبات شیمیایی مختلف است و از جهت انعطاف پذیری در کشش، خمش و پیچش در رده پایین تری قرار دارد که سبب شده با قیمت کمتری نیز به بازار عرضه شود. اگر در محصولات تولید فاکتور مقاومت و استحکام در الویت باشد، این نوع بیلت تحمل فشار و نیروی بالاتری را دارا می باشد.
تولید کننده های داخلی شمشال
شرکت ذوب آهن اصفهان، فولاد مبارکه اصفهان و فولاد خوزستان جزء بزرگترین تولید کننده های شمش بیلت می باشد. شرکت های دیگری نیز در حیطه بازار فولاد ایران فعالیت دارند که به شرح زیر می باشند:
فولاد خزر
فولاد ارفع
فولاد کاویان
ویان همدان
فولاد جم قم
فولاد پاسارگاد
فولاد سیرجان
نورد فولاد یزد
فولاد هرمزگان
فولاد کاوه جنوب
فولاد آلیاژی ایران
فولاد شاهین بناب
مجتمع فولاد کیمیا
فولاد سازان کیوان یزد
فولاد آتیه اندیشان سپهر شرق
یکی از نکته های مهم برای انتخاب شمش بیلت، توجه کردن به جزئیات مواد و عناصر مصرفی در تولید شمش بیلت می باشد که علاوه بر اصلی بودن برند تولید کننده، یکی از عامل های بسیار مهم برای خریداران بیلت است. تسمه آلیاژی
عوامل موثر بر قیمت شمشال
قیمت شمش فولادی هم نیز مانند قیمت دیگر محصولات و کالا ها، تحت تاثیر رویداد ها و نرخ اقلام گوناگون است و شاید در اثر تغییرات زیر کاهش یا افزایش داشته باشد.
عوامل موثر بر قیمت شمش
تغییرات نرخ ارز
هر گونه افزایش یا کاهش داشتن نرخ ارزهای خارجی که بر عرضه و تقاضای بیلت تاثیر داشته باشد قیمت را تغییر می دهد.
تغییرات هزینه حمل و نقل
هر زمانی که هزینه های حمل و نقل به دلیل های مختلف مانند نرخ تعرفه ها و یا قیمت سوخت، تغییر داشته باشد هزینه شمش بیلت نیز متغیر می شود.
اوضاع بازار جهانی فولاد
در شرایطی که بازار های جهانی فولاد قیمت های گوناگون داشته باشند قیمت بیلت هم تحت تاثیر شرایط، کاهش یا افزایش خواهد داشت. میلگرد آلیاژی
تولیدکنندگان جهانی فولاد
بعضی اوقات مشکلات یا مسائلی در روند عرضه و تقاضا تولید کنندگان یا مصرف کنندگان عمده جهانی ایجاد می شود و سبب به وجود آمدن تنش در بازار و قیمت بیلت های فولادی می شود.
نرخ جهانی انرژی
حدودا ده الی پانزده درصد از قیمت های تمام شده تولید انواع محصولات فولادی در رابطه با هزینه انرژی است و به همین دلیل تغییرات قیمت انرژی نیز تاثیر بسیار مهمی بر قیمت می گذارد.
قیمت ضایعات آهن
با توجه به این که بخشی از تولیدات شمش فولادی از طریق مصرف ضایعات تامین می شود، با کم و زیاد شدن قیمت قراضه آهن، قیمت بیلت نیز تحت تاثیر قرار می گیرد.
نرخ جهانی سنگ آهن
بیشتر تولیدات محصولات فولادی وابسته به میزان عرضه و تقاضا سنگ آهن می باشد و وجود هر گونه اشکالی در بازار، قیمت شمش بیلت را تحت تاثیر قرار می دهد.
عناصر سازنده بیلت فولادی
بیلت فولادی به طور معمول دارای سطح مقطع دایره، هشت ضلعی یا مربع است. قطر یا عرض بلیت به طور معمول کمتر از ۱۵ سانتی متر می باشد و اندازه مساحت سطح مقطع آن از ۲۳ سانتی متر مربع کمتر است. به علت بافت مخصوص آن، چگالی بیلت بیشتر از سایر انواع شمش بوده و انعطاف پذیری بالایی هم دارد. جنس مواد بیلت فولادی دارای نوع خاصی از دانه بندی بوده که سبب شده تا این ماده دارای انعطاف پذیری بالا باشد و همینطور امکان شکل پذیری بسیار بالایی نیز داشته باشد.
در مراحل تولید این محصول باید دقت کنید که همه فرآیند با جزییات استاندارد انجام شود چرا که در غیر اینصورت استحکام و انعطاف بیلت مناسب روانه بازار نمی شود. برای حفظ کیفیت محصول، در مرحله آخر باید تست تغییر دما روی شمش بیلت قرار گیرد تا در فرآیند گرم و سرد شدن فلزات هیچ ترک و شکافی در بافت آن ایجاد نشود. چرا که این محصول به هیچ عنوان برای تولید محصولات پایین دستی نمی باشد. در ترکیب شیمیایی انواع این محصول، عناصر مختلف وظایفی از جمله خصوصیات مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی را بر عهده دارند که به شرح زیر است:
نیبوبیوم برای بالابردن مقاومت سایش
کبالت برای افزایش مقاومت فلز به گرما
تنگستن برای بالابردن مقاومت سایش
سیلیسیم برای افزایش استحکام و چقرمگی
وانادیم برای ریزتر شدن میکروساختار فولاد
منگنز برای بالابردن قابلیت سختکاری عمیق
نیکل برا بالا بردن چقرمگی و مقاومت به سایش
کروم برای افزایش مقاومت به چقرمگی و سایش
فسفر، سرب، گوگرد و کلسیم برای افزایش قابلیت ماشین کاری
مولیبدن برای افزایش مقاومت به گرما و افزایش قابلیت سخت کاری
