خطوط اصلی نورد سرد
نورد سرد؛ ارزش‌آفرینی از گرما به سرما
خطوط اصلی نورد سرد یکی از اجزای حیاتی در فرآیند فولادسازی مدرن هستند که ورق‌های گرم تولید شده در خطوط نورد گرم را به محصولات نهایی با ضخامت کمتر و کیفیت سطحی بالا تبدیل می‌کنند. این خطوط نورد سرد با کاهش دقیق ضخامت، بهبود تختی و یکپارچگی مکانیکی ورق‌ها، نقش مهمی در افزایش ارزش افزوده و آماده‌سازی ورق‌ها برای مصارف صنعتی، خودروسازی، بسته‌بندی و معماری ایفا می‌کنند. استفاده از فناوری‌های پیشرفته در کنترل فرآیند و تجهیزات دقیق، باعث شده تا خطوط نورد سرد به بخشی حیاتی از چرخه تولید در فولادسازی تبدیل شوند و امکان تولید ورق‌های با کیفیت و استاندارد بالا فراهم گردد.
مواد اولیه خطوط نورد سرد
ورق کلاف گرم (Hot Rolled Coil): خروجی خط نورد گرم؛ این کلاف‌ها قبل از ورود به نورد سرد، معمولا اسیدشویی (Pickling) می‌شوند تا پوسته اکسیدی از روی آن‌ها زدوده شود.
انواع خطوط اصلی نورد سرد
خطوط نورد سرد بسته به آرایش غلتک‌ها و نوع محصول نهایی به چند دسته تقسیم می‌شوند:
۱- نورد سرد کلاف‌های ورق (Sheet & Strip Mills)
این رایج‌ترین نوع است که خود به انواع زیر تقسیم می‌شود:
۱-۱- نوردخانه ۴ غلتکی (4-High Mill)
ساختار: از دو غلتک کوچک کار (Work Rolls) در وسط و دو غلتک بزرگ پشتیبان (Backup Rolls) تشکیل شده است.
مزیت: غلتک‌های کار کوچک، قابلیت کاهش ضخامت بیشتر و تولید ورق نازک‌تر با صافی سطح بالاتر را فراهم می‌کنند. غلتک‌های پشتیبان از خم شدن غلتک‌های کار جلوگیری می‌کنند.
کاربرد: تولید ورق‌های با ضخامت متوسط تا نازک. این نوع، رایج‌ترین نوع نورد سرد است.
۲-۱- نوردخانه ۶ غلتکی (6-High Mill)
ساختار: علاوه بر غلتک‌های کار و پشتیبان، دارای یک جفت غلتک میانی (Intermediate Rolls) است که قابلیت جابجایی محوری دارند.
مزیت: کنترل برتر بر شکل ورق (کنترل انحنای لبه‌ها). این آرایش، کنترل شاه‌پر (Crown Control) عالی را ممکن می‌سازد.
کاربرد: تولید ورق‌های بسیار نازک و با دقت ابعادی بالا (مانند فولادهای درجه یک برای خودرو).
۳-۱- نوردخانه ۲۰ غلتکی (Cluster Mill یا Sendzimir Mill):
ساختار: غلتک کار بسیار کوچکی که توسط چندین لایه غلتک پشتیبان احاطه شده است.
مزیت: قابلیت نورد موادی که بسیار سخت و مقاوم هستند (مانند فولادهای زنگ‌نزن، آلیاژهای خاص، فلزات رنگین).
کاربرد: تولید ورق‌های بسیار نازک، سخت و با کیفیت سطح فوق‌العاده.
۴-۱- نوردخانه دوغلتکی (2-High Mill)
ساختار: ساده‌ترین نوع، فقط دارای دو غلتک کار.
کاربرد: امروزه بیشتر برای عملیات اولیه مانند تنش‌زدایی یا مسطح کردن در خطوط تکمیلی استفاده می‌شود و کمتر به عنوان نورد اصلی کاهش ضخامت به کار می‌رود.
۲- نورد سرد مقاطع (Cold Section Rolling)
توضیح: در این روش، مقطع خام (معملاً میلگرد یا مفتول با سطح مقطع دایره‌ای) از بین قالب‌های غلتکی (Rolling Dies) عبور داده می‌شود تا به مقاطعی با اشکال دقیق و سطوح بسیار صاف تبدیل شود.
کاربرد: تولید میلگردهای ساده با تلرانس بسیار پایین، مفتول‌های مخصوص، و برخی پروفیل‌های خاص.
اجزای اصلی خط نورد سرد مدرن (برای ورق کلاف)
یک خط کامل نورد سرد معمولا از بخش‌های زیر تشکیل شده است:
۱- بازکننده کلاف (Uncoiler): کلاف اسیدشویی شده را باز می‌کند.
۲- قیچی سر کلاف (Lead Shear): سر کلاف را برای اتصال به کلاف بعدی یا ورود به نوردخانه می‌برد.
۳- ایستگاه جوش (Welder): سر کلاف جدید را به دم کلاف قبلی می‌جوشاند تا فرآیند به صورت پیوسته انجام شود.
۴- حلقه‌انداز (Looping Pit): یک مخزن برای ایجاد حلقه از ورق که به خط اجازه می‌دهد هنگام جوش یا تغییر سرعت، به کار خود ادامه دهد.
۵- نوردخانه اصلی (Main Mill Stand): قلب خط که کاهش ضخامت در آنجا اتفاق می‌افتد. این بخش شامل:
غلتک‌ها (کار، پشتیبان، میانی)
سیستم تنظیم گپ (Gap Adjustment): معمولاً هیدرولیکی برای کنترل دقیق ضخامت
سیستم خنک‌کاری با امولسیون: برای خنک‌کردن غلتک‌ها و ورق و همچنین روانکاری فرآیند
۶- سیستم اندازه‌گیری ضخامت (X-ray or Gamma-ray Thickness Gauge): به صورت لحظه‌ای ضخامت ورق را اندازه‌گیری کرده و داده را به سیستم کنترل می‌فرستد.
۷- حلقه‌انداز خروجی (Exit Looper): مشابه حلقه‌انداز ورودی عمل می‌کند.
۸- کلاف‌پیچ (Recoiler): ورق نوردشده را دوباره به صورت کلاف جمع می‌کند.
فرآیندهای تکمیلی بلافاصله پس از نورد سرد
پس از فرآیندهای تکمیلی (Integrated Lines) در خطوط مدرن، اغلب فرآیندهای زیر به صورت یکپارچه و پشت سر هم انجام می‌شوند:
۱- بازپخت (Annealing)
هدف: حذف اثرات کارسختی (شکنندگی و سختی) و نرم کردن ورق برای عملیات بعدی مانند شکل‌دهی
انواع: کوره‌های بازپخت پیوسته (CAL) یا بازپخت جعبه‌ای
۲- روکش‌گذاری (Skin Pass Mill یا Temper Mill):
هدف: ایجاد کشش سطحی بسیار کم (۰.۵ تا ۳٪) روی ورق بازپخت شده
مزایا:
۱- حذف نقطه تسلیم (Yield Point Elongation) برای جلوگیری از ایجاد خطوط لیمریک در کشش عمیق
۲- ایجاد بافت سطحی (Surface Texture) یکنواخت
۳- افزایش صافی و ایجاد کمی استحکام
۳- خطوط روکش‌دهی (Coating Lines):
خطوط گالوانیزه (Galvanizing): پوشش‌دهی ورق با روی برای مقاومت در برابر خوردگی
خطوط رنگ (Color Coating): اعمال لایه رنگ و پلیمر برای مصارف معماری و خانگی
جمع‌بندی
خطوط نورد سرد واحدهایی بسیار پیچیده، دقیق و سرمایه‌بر هستند که محصول خام نورد گرم را به محصول نهایی با ارزش افزوده بالا تبدیل می‌کنند. این خطوط با بهره‌گیری از سیستم‌های کنترل پیشرفته مانند PLC و AGC (Automatic Gauge Control) و مکانیزم‌های دقیق، امکان تولید ورق‌های فولادی با کیفیت بالا و مطابق نیاز صنایع پیشرفته‌ای مانند خودروسازی، قوطی‌سازی و لوازم خانگی را فراهم می‌سازند.