ورق فولادی گرید CK۶۷ در فولاد مبارکه طراحی و تولید شد

علیرضا مولوی‌زاده، مدیر متالورژی و روش‌های تولید شرکت فولاد مبارکه عنوان کرد: تمرکز فعالیت‌های فولاد مبارکه بر رفع نیازهای مشتریان و قطع وابستگی صنایع به خارج از کشور است. این شرکت در سال‌های اخیر با شناخت نیازهای مشتریان، به رفع کمبودهای تجهیزاتی خود نیز پرداخته و در این خصوص، با راه‌اندازی ماشین ۵ ریخته‌گری، توان ریخته‌گری فولادهای پرکربن نیز در فولاد مبارکه فراهم شد.

مولوی‌زاده افزود: ضمن تشکر از همکاران ناحیه فولادسازی و تیم مهندسی و اتوماسیون ناحیه نورد گرم که سال گذشته افتخار تولید فولاد CK45 را در کارنامه فعالیت‌های خود ثبت کرده بود، باید اذعان داشت در پروژه طراحی و تولید گرید CK67 نیز نواحی تولیدی همکاری کامل را جهت انجام مطالعات و شبیه‌سازی فرایند نورد این فولاد با واحد متالورژی مبذول داشتند تا اینکه به لطف خداوند، این محصول نیز با موفقیت در سبد محصولات صنعت فولاد کشور قرار گرفت.

بابک شهریاری، رئیس واحد تروپروسس شرکت فولاد مبارکه گفت: فولاد CK67 یکی از انواع گریدهای عملیات حرارتی‌پذیر است. عملیات حرارتی، عملیاتی است که طی آن، فولاد حرارت می‌بیند و بدون تغییر شکل از حالت جامد، به خواص مکانیکی موردنظر می‌رسد و با سیکل معین سرد می‌شود.

شهریاری ادامه داد: نکته دیگر در این گرید، عدم تکمیل فرایند تولید در مجتمع فولاد مبارکه است. در واقع ایجاد خواص نهایی با مشارکت مشتری و طراحی گرید با بازخوردهای مشتری به نقطه مطلوب می‌رسد؛ بنابراین از این نظر نیز گرید CK67 از جمله تجربه‌های جدید طراحی تعاملی در شرکت فولاد مبارکه است.

علیرضا ناصری، کارشناس طراح شرکت فولاد مبارکه عنوان کرد: عملیات حرارتی رایج برای افزایش سختی فولاد عبارت است از؛ آستینیته کردن، کوئنچ و تمپر. فولادهای عملیات حرارتی‌پذیر در دو دسته در بازار وجود دارند؛ نخست، فولادهای عملیات حرارتی‌پذیر غیرآلیاژی که عنصر اصلی آن‌ها کربن و منگنز است و دوم،  فولادهای عملیات حرارتی آلیاژی که در آن عناصری نظیر کروم، مولیبدن و… استفاده می‌شود. عموما کاربرد فولادهای عملیات حرارتی‌پذیر برای قطعاتی است که تحت بارگزاری شدید نیروهای کششی، خمشی و پیچشی قرار دارد.

ناصری اضافه کرد: فولاد Ck67 در صنایع مختلف ازجمله خودروسازی و دفاعی به‌ وفور استفاده می‌شود. این فولاد دارای خواص مکانیکی عالی مانند سختی و مقاومت در برابر سایش است. به‌ عنوان مثال، از این فولاد می‌توان در ساخت فنرهای مورداستفاده در سیستم تعلیق و ترمز استفاده کرد.

کارشناس طراح شرکت فولاد مبارکه بیان کرد: در حال حاضر، این گرید با ابعاد سه در یک هزار میلی‌متر تولید شده و درخواست‌های زیادی از طیف وسیعی از مشتریان برای این محصول وجود دارد. فولاد مبارکه ضمن طراحی محصول گرم نوردیده این گرید، با همکاری دیگر شرکت‌های فولادساز درصدد تولید محصولات سرد نوردیده این محصول است.

محمود عقیلی، کارشناس فرایند ناحیه فولادسازی و ریخته‌گری مداوم شرکت فولاد مبارکه گفت: گرید داخلی ۴۴۷۹ با ۶۵ تا ۷۲ درصد کربن، فولادی با استحکام بالاست که تولید شمش آن با فرایند ریخته‌گری مداوم برای اولین بار در فولاد مبارکه صورت می‌گیرد. واحد ریخته‌گری مداوم با چالش‌های متعددی برای تولید آن روبه‌رو بود که در ادامه به شرح آن می‌پردازیم.

وی اضافه کرد: نقطه ذوب پایین این گرید ایجاب می‌کرد که سیستم دماگیری از تاندیش برای دماهای پایین کالیبره شود. همچنین به‌ دلیل کربن بالای این گرید، نمونه‌گیری از ذوب در حین ریخته‌گری به دلیل پر نشدن محفظه داخل پولک نمونه‌گیر با مشکل روبه‌رو بود. چون این گرید دارای کربن بالا و نقطه ذوب پایین بود، خواص فیزیکی و شیمیایی پودرهای قالب فعلی جوابگوی شرایط ریخته‌گری و روانکاری آن در قالب نبود و نیاز به طراحی پودر قالب مناسب این گرید وجود داشت.

کارشناس فرایند ناحیه فولادسازی و ریخته‌گری مداوم شرکت فولاد مبارکه عنوان کرد: شرایط مشخص تولید این گرید برای ماشین‌های ریخته‌گری تعریف نشده است؛ بنابراین نیاز به طراحی جدول خنک‌کاری جدید برای ریخته‌گری آن است تا ضمن اطمینان از انجماد کامل آن در طول خط ریخته‌گری، تختال‌های تولیدی عاری از عیوب سطحی و داخلی باشد؛ ضمن اینکه در حین تولید تنش‌های باقی‌مانده در پوسته فولادی در حال انجماد ایجاد نشود.

عقیلی ادامه داد: ازجمله مسائلی که در پایان ریخته‌گری احتمال وقوع آن می‌رفت، بستن خط ریخته‌گری بود که انجماد ته شمش به علت نقطه ذوب پایین آن به تاخیر می‌افتد اما با تمهیداتی که از قبل پیش‌بینی کرده بودیم، بدون هیچ‌گونه حادثه‌ای، انجماد ته شمش کامل و تختال‌ها از خط ریخته‌گری خارج شد.

بهنام ادیبی، کارشناس تولید کوره‌های قوس الکتریکی شرکت فولاد مبارکه گفت: فولاد گرید Ck67 از خانواده فولادهای کربن متوسط عملیات حرارتی‌پذیر است و کاربردهای بسیار گسترده‌ای در صنعت دارد. وقتی برای اولین بار هدف‌گذاری جهت تولید این فولاد در دستور کار قرار گرفت، یکی از چالش‌هایی که در واحد کوره‌های قوس الکتریکی با آن مواجه بودیم، عبارت بود از فراهم کردن شرایط به‌گونه‌ای که ذوب با حداکثر درصد کربن ممکن وارد کارگاه متالورژی ثانویه شود.

وی بیان کرد: به همین منظور و با توجه به اینکه کار کردن با کربن بالا در فرایند کوره قوس احتمال اختلال در واکنش‌های فسفرزدایی را در پی دارد، جهت کنترل آنالیز شیمیایی ذوب در محدوده استاندارد، یک دستورالعمل ویژه برای این گرید فولادی در دفتر فنی کوره‌های قوس الکتریکی تدوین شد تا هم‌زمان با رعایت نکات ایمنی مربوط به فرایند تخلیه مذاب، ترکیب شیمیایی ذوب نیز تحت کنترل باشد.

فرزاد تیموری، کارشناس فرایند فولادسازی و ریخته‌گری مداوم شرکت فولاد مبارکه در این زمینه گفت: تولید فولادهای با کاربردهای ویژه، همواره یکی از اهداف اصلی شرکت فولاد مبارکه به‌ عنوان برترین و بزرگ‌ترین تولیدکننده فولاد کشور است و تولید گریدهای آلیاژی و یا کربنی با قابلیت عملیات حرارتی، از جمله اهدافی بوده که برای رفع این دغدغه در دستور کار قرار گرفته است.

وی خاطرنشان کرد: یکی از گریدهای فولادهای کربنی (پرکربن) عملیات حرارتی‌پذیر و پرکاربرد، گرید CK67 است که دارای استحکام و سختی‌پذیری بالا در کنار مقاومت مناسب در برابر سایش است. از موارد کاربرد این فولاد می‌توان به قطعات موتور و پیچ‌ها، شفت‌ها، محورها، میل‌لنگ، میل محور و فنر اشاره کرد. برای تولید این نوع فولاد نیاز به حدود ۶ درصد وزنی کربن در کنار سیلیسیوم، منگنز، کرم، مولیبدن و نیکل به ترتیب به مقدار ۴، ۶ تا ۹، ۴، یک و ۴ است.

تیموری افزود: همان‌ طور که اشاره شد، این فولاد در محدوده فولادهای پرکربن قرار می‌گیرد که با توجه به محدوده مقدار کربن تخلیه در کوره قوس و نوع سیستم‌های شارژ کربن موجود در متالورژی ثانویه دارای محدودیت‌های خاص خود است؛ از طرفی، این میزان کربن نیاز به شرایط کنترل‌ شده ریخته‌گری تختال و تنظیم دقیق پارامترهای آن دارد که با دستان پرتوان کارکنان ناحیه فولادسازی و ریخته‌گری مداوم و با حمایت‌های مدیران سازمان و کمک خداوند متعال، این مهم در فولاد مبارکه انجام شد و این شرکت گامی دیگر در مسیر تبدیل شدن به تولیدکننده گریدهای ویژه فولادی برداشت. امید است این قدم‌های استوار، چراغ راه صنعت کشور شده و باعث حرکت تولیدکنندگان دیگر کشور در جهت تعالی صنعت فولاد شود.

علی حاجیان‌نژاد، مدیر ناحیه نورد گرم شرکت فولاد مبارکه اظهار داشت: در ابتدا ضمن قدردانی از همه کارکنان فولاد مبارکه و به‌ویژه همکاران ناحیه نورد گرم که همواره به تولید محصولات با کیفیت بالا اهتمام ورزیده‌اند، ذکر این نکته را ضروری می‌دانیم که جهت‌گیری نورد گرم حسب رویکرد مدیریت ارشد سازمان، همواره پاسخ‌گویی حداکثری به نیاز صنایع مختلف کشور بوده و در این زمینه برای تولید محصولات ویژه و خاص اقدامات موثری انجام داده است؛ به‌ طوری‌ که تاکنون طیف وسیعی از گریدهای ویژه در خط نورد گرم به تولید انبوه رسیده است.

فرزاد فرهادی، رئیس گروه فنی ناحیه نورد گرم شرکت فولاد مبارکه گفت: تولید محصولات ویژه همواره به‌ عنوان یکی از اهداف استراتژیک شرکت فولاد مبارکه مد نظر بوده است. اخیرا تولید فولاد CK67 به‌ عنوان یکی از محصولات جدید در دستور کار واحد نورد گرم قرار گرفت. این محصول با توجه به نیاز مشتری و بنا به کاربرد آن، دارای ضخامت سه میلی‌متر و عرض یک هزار میلی‌متر است. این نوع فولاد با توجه به خواص مکانیکی ویژه‌ای که در نورد گرم برای آن در نظر گرفته شده است، دارای خواص سختی و مقاومت سایشی بالاست که برای کاربردهای متنوع در صنایع خودروسازی و صنایع دفاعی نیز قابل استفاده است.

فرهادی افزود: پس از بررسی امکان‌پذیری تولید این محصول در خط نورد گرم، با محاسبه، تعیین و استقرار پارامترهای ویژه عملیاتی خاص تولید این محصول جدید، در زون‌های مختلف نورد گرم از کوره‌های پیشگرم تا کلاف‌پیچ‌ها، تست اولیه تولید آن انجام شد و کلاف‌های تولیدی به‌ طور موفقیت‌آمیز و منطبق با مشخصات فنی مورد درخواست مشتری تولید شد.

مسعود نصیری، مدیر خط ‌نورد گرم شرکت فولاد مبارکه در این راستا گفت: با توجه به میزان کربن بالای این نوع محصول و نبود تجربه قبلی نورد آن در خط نورد گرم، جهت انجام بازرسی‌های موثر در توقفات برنامه‌ریزی‌ شده در جهت افزایش آماده‌به‌کاری قفسه‌های نورد اقدام شد. همچنین کنترل وضعیت رول‌ها و سایر تجهیزات به‌ منظور جلوگیری از وقوع گیر احتمالی و توقف، در دستور کار فعالیت‌های خط نورد گرم برای تولید این محصول جدید قرار گرفت.

وی ادامه داد: با توجه به خواص مکانیکی متفاوت این محصول و تاثیر نشتی‌ها و ریزش آب روی ورق در افت دما در طول نورد، برای رفع خرابی‌ها و نشتی‌های احتمالی به‌ صورت ویژه اقدامات لازم انجام گرفت تا علاوه بر حفظ پایداری تولید، کیفیت محصول مطابق نظر مشتری تامین شود.

سید محمود مانی، مهندس فرایند نورد گرم شرکت فولاد مبارکه بیان کرد: شرایط ویژه تعیین تنظیمات متناسب برای تولید برای این محصول جدید از طریق شبیه‌سازی و محاسبات به‌گونه‌ای لحاظ شد تا علاوه بر کاهش ریسک وقوع گیر و توقف و همچنین کاهش امکان خرابی محصول از جنبه‌های مختلف ابعادی و کیفی، نسبت به دستیابی به دمای بالای فینیشینگ (FT)  و کویلینگ (CT) که پیش‌نیاز دستیابی به خواص مکانیکی موردنظر مشتری نظیر استحکام تسلیم (Y.P) و تنش نهایی (U.T.S) بالا که به ترتیب در حدود Mpa 500 و ۶۰۰ Mpa به شمار می‌آیند، اطمینان حاصل شود که این مورد از جمله نکات موردتوجه در فرایند تولید این محصول ویژه بوده و بر حصول رضایت مشتری موثر بوده است.