فرآیند تولید میلگرد یکی از مهم‌ترین بخش‌های صنعت فولاد است که نقش کلیدی در ساخت و سازهای عمرانی دارد. این محصول فولادی به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر فشار و قابلیت انعطاف‌پذیری، به عنوان یک عنصر اساسی در سازه‌های بتنی استفاده می‌شود.
تولید میلگرد در چند مرحله اصلی انجام می‌شود. در ابتدا، مواد اولیه مانند سنگ‌آهن و قراضه‌های فولادی ذوب شده و به فولاد مذاب تبدیل می‌شوند. سپس، این فولاد مذاب در قالب‌های مخصوص ریخته‌گری شده و به شکل شمش‌های فولادی در می‌آید. در مرحله بعد، این شمش‌ها وارد خط نورد می‌شوند، جایی که تحت فشار و حرارت بالا به شکل میلگرد با قطر و اندازه‌های مختلف تغییر شکل می‌دهند. پس از نورد، میلگردها خنک شده و برای بهبود خواص مکانیکی، فرآیندهای حرارتی روی آنها اعمال می‌گردد.
کیفیت نهایی تولید میلگرد به دقت در هر یک از این مراحل وابسته است. کارخانه‌های تولید میلگرد با استفاده از تجهیزات پیشرفته و استانداردهای کیفی، میلگردهایی با استحکام و دوام بالا تولید می‌کنند. این فرآیند باعث می‌شود میلگردهای تولیدی برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی کاملاً مناسب باشند. در ادامه صفر تا صد تولید میلگرد را با یکدیگر بررسی می‌کنیم.
فهرست محتوا
جدول محتواها
مواد اولیه میلگرد
مواد اولیه تولید میلگرد از جمله عوامل کلیدی در تعیین کیفیت، وزن میلگرد و قیمت نهایی آن است. این مواد مستقیماً بر خواص مکانیکی، مقاومت حرارتی و دوام میلگرد در برابر شرایط محیطی تأثیر می‌گذارند. استفاده از مواد اولیه باکیفیت باعث افزایش استحکام و ماندگاری میلگرد در سازه‌های عمرانی می‌شود. مواد اولیه اصلی تولید میلگرد عبارت است از:
سنگ آهن
سنگ آهن، ماده اولیه اصلی در تولید میلگرد، پس از استخراج وارد کوره‌های ذوب شده و به فولاد خام تبدیل می‌شود. نوع سنگ آهن و خلوص آن بر قیمت میلگرد و کیفیت محصول نهایی اثر می‌گذارد. سنگ آهن خالص‌تر به تولید میلگرد با خواص مکانیکی بهتر منجر می‌شود.
قراضه فولادی
استفاده از قراضه فولادی به عنوان ماده اولیه یکی از روش‌های کاهش هزینه‌های تولید است. این روش به دلیل قیمت کمتر قراضه نسبت به سنگ آهن، می‌تواند قیمت میلگرد را کاهش دهد. استفاده از قراضه فولادی با کیفیت بالا به بهبود استحکام و کاهش خوردگی میلگرد کمک می‌کند.
آلیاژهای فلزی
در خط تولید میلگرد، عناصر آلیاژی مانند کربن، کروم، نیکل و مولیبدن برای بهبود ویژگی‌های میلگرد به کار می‌روند. افزودن این عناصر به فولاد، خواصی مانند مقاومت به خوردگی و افزایش مقاومت در برابر حرارت را فراهم می‌آورد که در تولید میلگرد حرارتی اهمیت بالایی دارد.
مواد پوششی و محافظ
برای بهبود مقاومت میلگرد در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و خوردگی، ممکن است از پوشش‌های محافظ مانند گالوانیزه استفاده شود. این پوشش‌ها باعث افزایش دوام میلگرد و افزایش قیمت نهایی آن می‌شوند.
تأثیر مواد اولیه بر وزن و خواص میلگرد
وزن میلگرد مستقیماً تحت تأثیر ترکیب مواد اولیه قرار دارد. افزایش مقدار کربن و دیگر عناصر آلیاژی در میلگرد باعث افزایش چگالی و در نتیجه افزایش وزن آن می‌شود. استفاده از جدول وزنی میلگرد یکی از فاکتورهای مهم در محاسبه هزینه‌های حمل‌ونقل و قیمت نهایی آن است.
میلگردهایی که برای سازه‌های خاص تولید می‌شوند، نیاز به مواد اولیه خاص‌تری دارند. برای مثال، میلگردهای حرارتی باید در برابر دمای بالا مقاومت کنند، بنابراین به ترکیب دقیق‌تری از عناصر آلیاژی نیاز دارند. این ترکیب خاص باعث افزایش وزن و قیمت میلگرد می‌شود.
فرایند تولید میلگرد چگونه است؟
فرایند تولید میلگرد ساده به چند روش اصلی انجام می‌شود:
تولید میلگرد به روش نورد گرم
در این روش، ابتدا شمش‌های فولادی گرم شده و سپس توسط دستگاه‌های نورد به صورت طولی کشیده می‌شوند تا میلگرد تشکیل شود. تولید میلگرد به روش نورد گرم یکی از رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین روش‌های تولید میلگرد در صنعت فولاد است. در روش نورد گرم، ابتدا شمش‌های فولادی را تا دمای حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند تا نرم و قابل شکل‌دهی شوند. سپس این شمش‌ها از میان غلتک‌های نورد عبور داده می‌شوند و به‌تدریج به قطر دلخواه میلگرد تبدیل می‌شوند. در همین مرحله، آج‌زنی نیز برای ایجاد چسبندگی بهتر با بتن انجام می‌شود. میلگرد آجدار به سه شکل A3,A3,A2 تولید می‌شود.
پس از شکل‌گیری کامل، میلگردها روی بستر خنک‌کننده قرار می‌گیرند تا به‌صورت طبیعی خنک شوند. در پایان، میلگردها در طول‌های استاندارد برش خورده و برای عرضه به بازار بسته‌بندی می‌شوند. این روش به دلیل سرعت بالا، صرفه‌جویی در انرژی و استحکام مناسب محصول، یکی از رایج‌ترین روش‌های تولید میلگرد در صنعت فولاد است. این روش امکان تولید میلگرد با خواص ثابت و کاهش ضایعات را فراهم می‌کند. این روش به دلیل مقرون‌به‌صرفه بودن و کیفیت بالای میلگرد تولیدی، پرکاربردترین روش تولید میلگرد محسوب می‌شود.
روش نورد سرد
در این روش تا مرحله رافینگ، شبیه روش نورد گرم انجام می‌شود اما پس از آن به جای گرم کردن، شمش‌های فولادی به صورت سرد کشیده و تبدیل به میلگرد می‌شوند. در روش نورد سرد، میلگرد از فولاد خام یا میلگرد نورد گرم شده‌ی قبلی تولید می‌شود، اما برخلاف نورد گرم، این فرآیند در دمای محیط (بدون حرارت‌دهی بالا) انجام می‌گیرد. میلگرد در این روش از میان غلتک‌های مخصوص عبور داده می‌شود و تحت فشار شدید قرار می‌گیرد تا به قطر یا شکل دلخواه برسد. این فرآیند باعث افزایش استحکام کششی و سختی میلگرد می‌شود، اما از طرفی انعطاف‌پذیری آن کاهش می‌یابد.
در این روش به دلیل اینکه عملیات شکل‌دهی بر روی فولاد سرد صورت می‌گیرد، نیاز به مراحل نورد و غلطک‌های بیشتری است. در این روش، میلگرد، قطر آن کاهش یافته و مقاومت مکانیکی آن افزایش یابد. بااین‌حال، انعطاف‌پذیری کمتری نسبت به میلگرد نورد گرم دارند و شکننده‌تر هستند.
روش ترمکس (فناوری QST)
در این روش، ابتدا شمش‌های فولادی به صورت نورد گرم تبدیل به میلگرد می‌شوند. سپس میلگرد تحت فرایند حرارتی ویژه‌ای برای بهبود خواص قرار می‌گیرد. در روش ترمکس (Thermex)، میلگردهای فولادی پس از نورد گرم، تحت یک فرآیند خنک‌کاری سریع و کنترل‌شده با آب یا روغن قرار می‌گیرند تا استحکام و مقاومت آنها افزایش یابد. این روش ترکیبی از نورد گرم و عملیات حرارتی است و هدف آن تولید میلگردهایی با مقاومت بالا و در عین حال انعطاف‌پذیری مناسب می‌باشد.
در این فرآیند، میلگرد بلافاصله پس از خروج از آخرین غلتک نورد، از میان نازل‌های آب با فشار بالا عبور داده می‌شود. این خنک‌کاری سریع باعث می‌شود سطح خارجی میلگرد به‌شدت سرد شده و سخت شود، در حالی که هسته داخلی هنوز داغ و نرم باقی می‌ماند. در میلگرد ترمکس از کربن کمتری استفاده شده و از قیمت کمتری نیز برخوردار است.
روش میکروآلیاژی
در این روش، به میلگرد مقداری عناصر آلیاژی مانند نیکل، کروم، منگنز و… اضافه می‌شود تا خواص مکانیکی آن بهبود یابد. در این روش، تولید میلگرد معمولاً از طریق نورد گرم انجام می‌شود، اما استحکام بالای نهایی میلگرد نه از طریق خنک‌کاری سریع، بلکه به دلیل وجود همین عناصر آلیاژی به‌دست می‌آید. میلگرد میکروآلیاژی از مقاومت بالایی به خصوص برای مناطق زلزله خیز برخوردار است و قیمت بیشتری نسبت به دیگر انواع میلگرد دارد.
فرآیند تولید این نوع میلگرد معمولاً در نورد گرم انجام می‌شود، اما تفاوت اصلی آن با میلگردهای معمولی، حضور این عناصر میکروآلیاژی در ترکیب فولاد است که خواص مکانیکی را بدون نیاز به عملیات حرارتی پیچیده بهبود می‌بخشد. روش ترمیکس (Thermex) یکی از فناوری‌های پیشرفته در تولید میلگرد است که بر اساس خنک‌کاری کنترل‌شده انجام می‌شود. در این روش، میلگردهای تازه نورد شده و داغ پس از خروج از خط نورد، از طریق یک سیستم آب‌پاشی پرفشار به‌صورت سریع و سطحی خنک می‌شوند.
| نورد گرم | نورد سرد | ترمکس (TMT) | میکروآلیاژی | |
| فرآیند تولید | شکل‌دهی شمش داغ در دمای بالا | نورد میلگرد در دمای محیط | نورد گرم + خنک‌کاری سریع | نورد گرم با افزودن عناصر آلیاژی |
| استحکام نهایی | متوسط | بالا | بالا | بالا |
| انعطاف‌پذیری | خوب | کمتر نسبت به نورد گرم | خوب | بسیار خوب |
| قابلیت جوشکاری | خوب | ضعیف | مناسب | بسیار مناسب |
| ساختار | یکنواخت | یکنواخت ولی با تنش داخلی | سطح سخت، مغز نرم | ریزدانه، یکنواخت در تمام مقطع |
| مقاومت به خوردگی | معمولی | پایین | خوب | بالا |
| کاربرد | سازه‌های معمولی | کارهای سبک و دقیق | سازه‌های عمرانی، صنعتی، مناطق مرطوب | سازه برج‌های مقاوم، پل‌ها، |
مراحل تولید انواع میلگرد
مراحل تولید انواع میلگرد، بسته به نوع آن (نورد گرم، نورد سرد، ترمکس، میکروآلیاژی و…) تفاوت‌هایی جزئی دارند، اما اصول کلی تولید از مرحله ذوب تا شکل‌دهی نهایی به‌صورت زیر است:
ذوب و ریخته‌گری
اولین مرحله در تولید انواع میلگرد، ریخته‌گری مواد اولیه است. در این مرحله، سنگ آهن یا قراضه فولادی به همراه عناصر آلیاژی مانند کربن، نیکل و کروم در کوره‌های ذوب، حرارت داده می‌شوند تا به فولاد مذاب تبدیل شوند. این فولاد مذاب در قالب‌های مخصوص ریخته شده و به شکل شمش‌های فولادی (بیلت) در می‌آید. کیفیت این مرحله نقش مهمی در تولید میلگرد آلیاژی دارد، چرا که عناصر آلیاژی دقیقاً در این بخش به ترکیب فولاد اضافه می‌شوند.
پیش‌گرمایش شمش فولادی
پس از ریخته‌گری، شمش‌های فولادی وارد مرحله پیش‌گرمایش می‌شوند. این شمش‌ها به دمای بالا (حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) می‌رسند تا برای فرآیند نورد آماده شوند. دمای یکنواخت و مناسب در این مرحله باعث می‌شود که شمش‌ها به راحتی تغییر شکل دهند.
نورد میلگرد (فرآیند شکل‌دهی)
یکی از مهم‌ترین مراحل تولید میلگرد، نورد میلگرد است. در این مرحله، شمش‌های پیش‌گرم‌شده وارد دستگاه‌های نورد می‌شوند و با عبور از میان غلتک‌های قدرتمند، به شکل میله‌های فولادی در می‌آیند. بسته به نیاز پروژه‌های ساختمانی، قطر و شکل میلگردها در این مرحله تعیین می‌شود.
نورد میلگرد به دو روش نورد گرم و نورد سرد انجام می‌شود. در روش نورد گرم، میلگرد در دمای بالا تغییر شکل می‌دهد، در حالی که در نورد سرد، عملیات شکل‌دهی در دمای محیط انجام می‌شود که استحکام و صافی بیشتری به میلگرد می‌بخشد.
عملیات خنک‌سازی و سخت‌کاری
پس از پایان فرآیند نورد، میلگردها وارد مرحله خنک‌سازی می‌شوند. در این مرحله، میلگردها با استفاده از آب یا هوا به سرعت خنک می‌شوند تا ساختار مولکولی فولاد تثبیت شود. این فرآیند باعث بهبود مقاومت و استحکام میلگرد می‌شود. برای تولید میلگرد آلیاژی، این مرحله بسیار حیاتی است، زیرا ویژگی‌های آلیاژ مستقیماً بر روی سختی و مقاومت میلگرد تأثیر می‌گذارد.
برش و بسته‌بندی
در آخرین مرحله، میلگردها به طول‌های استاندارد برش داده می‌شوند و پس از انجام کنترل کیفیت، دسته‌بندی و بسته‌بندی می‌شوند. بسته‌بندی مناسب برای حمل‌ونقل و نگهداری از میلگرد اهمیت زیادی دارد. میلگرد ساده و میلگرد آلیاژی در این مرحله از یکدیگر تفکیک می‌شوند، چرا که هر یک کاربرد و قیمت متفاوتی دارند.
فرآیند تولید میلگرد شامل مراحل ذوب و ریخته‌گری، پیش‌گرمایش، نورد میلگرد، خنک‌سازی و برش است. هر کدام از این مراحل، ویژگی‌های خاصی را به میلگرد اضافه می‌کند.
برای تولید میلگرد ساده، مراحل معمول تولید طی می‌شود، اما برای تولید میلگرد آلیاژی، از آلیاژهای خاصی مانند کربن و کروم نیز استفاده می‌شود تا خواص مکانیکی میلگرد بهبود یابد. توجه به این مراحل برای تولید میلگردهای باکیفیت و استانداردهای بین‌المللی ضروری است.
نحوه قیمت گذاری میلگردهای تولید شده
قیمتگذاری میلگردهای تولید شده به عوامل مختلفی بستگی دارد که هر کدام می‌تواند به طور مستقیم بر هزینه نهایی این محصول تأثیر بگذارد. میلگردها به دلیل کاربرد گسترده در صنعت ساختمان، نقش مهمی در هزینه‌های پروژه‌های عمرانی دارند. در ادامه مهم‌ترین عوامل موثر بر قیمت میلگرد بررسی می‌شود.
- نوع میلگرد
نوع میلگرد (ساده، آجدار یا آلیاژی) یکی از اصلی‌ترین عوامل در تعیین قیمت است. میلگرد ساده به دلیل فرآیند تولید ساده‌تر و مواد اولیه کمتر، قیمت کمتری دارد، در حالی که میلگرد آلیاژی به دلیل استفاده از آلیاژهای گران‌تر، قیمت بیشتری دارد.
- قیمت مواد اولیه
مواد اولیه مانند سنگ آهن، قراضه فولادی و عناصر آلیاژی (مانند کروم، نیکل و کربن) تأثیر مستقیمی بر قیمت میلگرد دارند. اگر قیمت این مواد در بازارهای جهانی افزایش یابد، قیمت میلگرد نیز بیشتر می‌شود.
- فرآیند تولید (نورد گرم یا نورد سرد)
نوع فرآیند تولید میلگرد نیز بر قیمت آن تأثیرگذار است. میلگردهایی که با روش نورد گرم تولید می‌شوند، هزینه کمتری دارند، اما نورد سرد به دلیل تجهیزات و دقت بالاتر، باعث افزایش قیمت میلگرد می‌شود.
- هزینه‌های انرژی و سوخت
تولید میلگرد نیاز به حرارت بالا دارد و از کوره‌های ذوب استفاده می‌شود. هرگونه تغییر در قیمت سوخت و انرژی (برق و گاز) باعث افزایش هزینه تولید و به تبع آن قیمت میلگرد می‌شود.
- هزینه حمل و نقل
وزن میلگرد یکی از عوامل کلیدی در هزینه‌های حمل‌ونقل است. هرچه میلگرد سنگین‌تر باشد، هزینه‌های جابه‌جایی آن نیز بیشتر خواهد بود. این عامل به ویژه برای پروژه‌های ساختمانی که نیاز به خرید میلگرد از شهرهای دیگر دارند، اهمیت دارد.
- عرضه و تقاضا در بازار
قیمت میلگرد به میزان عرضه و تقاضا در بازار بستگی دارد. در زمان‌هایی که ساخت‌وساز افزایش پیدا می‌کند، تقاضا برای میلگرد بیشتر شده و قیمت آن افزایش می‌یابد. در مقابل، در شرایط رکود اقتصادی، قیمت میلگرد ممکن است کاهش یابد.
قیمتگذاری میلگرد به عواملی مانند نوع میلگرد، هزینه مواد اولیه، فرآیند تولید، هزینه انرژی، حمل‌ونقل و شرایط بازار بستگی دارد. تولیدکنندگان باید این عوامل را در نظر بگیرند تا قیمت نهایی میلگرد به‌صورت منصفانه و رقابتی تعیین شود. هرگونه تغییر در یکی از این عوامل می‌تواند به نوسان قیمت میلگرد در بازار منجر شود.
اقدامات لازم پس از تولید میلگرد
پس از تولید میلگرد در خط نورد، مجموعه‌ای از اقدامات تکمیلی برای آماده‌سازی، کنترل کیفیت و ارسال محصول به بازار انجام می‌شود. این مراحل برای حفظ کیفیت میلگرد، اطمینان از انطباق با استانداردها و تسهیل در حمل‌ونقل و انبارداری ضروری هستند. در ادامه، این اقدامات به‌صورت کامل توضیح داده شده‌اند:
خنک‌کاری نهایی: پس از خروج میلگرد از آخرین مرحله نورد، آنها وارد بسترهای خنک‌کننده (Cooling Bed) می‌شوند. در این مرحله، میلگردها به‌صورت طبیعی در معرض هوا قرار می‌گیرند تا دمای آنها به‌تدریج کاهش یابد. خنک‌کاری یکنواخت برای جلوگیری از تنش‌های داخلی و حفظ خواص مکانیکی محصول بسیار مهم است.
برش به طول استاندارد: پس از خنک شدن، میلگردها توسط دستگاه‌های اتوماتیک، معمولاً در طول‌های استاندارد ۱۲ متری برش داده می‌شوند.
صاف‌کاری و رفع خمیدگی: در برخی موارد، به‌خصوص در میلگردهای با قطر پایین، ممکن است در حین نورد یا خنک‌کاری، انحراف یا خمیدگی جزئی ایجاد شود.
کنترل کیفیت: میلگردهای تولیدی باید تحت آزمون‌های کنترل کیفی قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که ویژگی‌های مکانیکی و فیزیکی آنها با استانداردهای ملی و بین‌المللی مطابقت دارد. این آزمون‌ها شامل:
- تست کشش برای بررسی مقاومت کششی و ازدیاد طول
- تست خمش و برگشت‌پذیری
- بررسی ابعاد، قطر، وزن و مشخصات آج‌ها
- آنالیز شیمیایی نمونه فولاد برای بررسی ترکیب عناصر
علامت گذاری و بسته بندی میلگرد: هر دسته میلگرد باید دارای اطلاعات شناسنامه‌ای شامل نام کارخانه، شماره ذوب، سایز، وزن، نوع آج، تاریخ تولید و استاندارد تولید بوده و سپس در طول‌های استاندارد بسته‌بندی و روانه بازار مصرف شود.
نتیجه‌گیری
فرآیند تولید میلگرد شامل مراحل ذوب و ریخته‌گری مواد اولیه، نورد میلگرد و عملیات خنک‌سازی است. این فرآیند به تولید میلگرد ساده و میلگرد آلیاژی با ویژگی‌های متفاوت منجر می‌شود. استفاده از مواد اولیه باکیفیت و کنترل دقیق در هر مرحله، نقش مهمی در بهبود استحکام، مقاومت حرارتی و دوام میلگرد دارد.
روش تولید (نورد گرم یا سرد) نیز بر کیفیت و قیمت محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. در نتیجه، تولیدکنندگان باید با بهینه‌سازی فرآیندها و استفاده از ترکیب‌های مناسب آلیاژی، میلگردهایی با کیفیت بالا و خواص مکانیکی مناسب برای سازه‌های عمرانی تولید کنند.
سوالات متداول تولید میلگرد
۱. میلگرد چگونه تولید می‌شود؟
میلگرد با ذوب مواد اولیه (سنگ آهن و قراضه فولادی) در کوره، ریخته‌گری فولاد مذاب به قالب، و سپس نورد میلگرد برای تغییر شکل و تولید میله‌های فولادی ساخته می‌شود.
۲. چه روش‌هایی برای تولید میلگرد وجود دارد؟
دو روش اصلی برای تولید میلگرد وجود دارد:
نورد گرم: میلگرد در دمای بالا تولید می‌شود.
نورد سرد: میلگرد در دمای محیط شکل می‌گیرد و استحکام بیشتری دارد.
۳. آلیاژ میلگرد چیست؟
میلگرد آلیاژی نوعی میلگرد است که به فولاد آن عناصر آلیاژی مانند کربن، کروم و نیکل اضافه می‌شود تا استحکام، مقاومت به خوردگی و تحمل حرارتی آن بهبود یابد.
۴. آیا میلگرد تولید شده در روش‌های مختلف با هم تفاوت دارند؟
بله، میلگردهای تولید شده با نورد گرم و نورد سرد از نظر استحکام، مقاومت و کاربرد متفاوت هستند. میلگردهای آلیاژی نیز مقاومت بالاتر و ویژگی‌های خاص‌تری دارند.
۵. روش قیمت گذاری میلگرد بر چه اساسی است؟
موارد تاثیرگذار در قیمت میلگرد بسیار متغیر هستند و باید کیفیت تولید، مواد اولیه و آلیاژهای به کار رفته در میلگرد و وزن و تقاضای بازار را در قیمتگذاری میلگرد در نظر داشت
