در شرکت رارلون استیل، من سال‌هاست که در حوزه فولاد سازه‌ای فعالیت می‌کنم و مسئولیت تولید و توزیع نیمرخ‌های فولادی باکیفیت را بر عهده داشته‌ام. برای درک فرآیند تولید فولاد بخش H، آشنایی با ماشین‌آلات و تجهیزات کافی نیست؛ بلکه دستیابی به تعادل مناسب بین متالورژی و ساختار امری حیاتی است. این امر برای تأمین‌کنندگان قرارداد یا مواد اولیه جهت تأمین مناسب‌ترین مصالح ساختمانی، یا برای مهندسانی که مسئول طراحی یا اجرای ساختمان‌های بلندمرتبه هستند، ضروری است. این راهنمای جامعی برای طراحی تیرهای H با بخش اقتصادی است.

انتخاب و پردازش مواد اولیه

اولین مرحله در تولید فولاد بخش H، انتخاب مواد اولیه است که در واقع از سنگ آهن، فولاد بازیافتی و عناصر آلیاژی مانند کربن، منگنز و سیلیسیوم آغاز می‌شود. در شرکت فولاد رارلون، تأکید اصلی ما بر روی مرحله ذوب و تصفیه در فرآیند تولید قرار دارد. در این مرحله، مواد اولیه در کوره اکسیژن قاعده‌ای (BOF) یا کوره قوس الکتریکی (EAF) پردازش می‌شوند تا به حالت مذاب درآیند. در این فرآیند، باید ترکیب شیمیایی مورد نظر را تا سطوح انطباق با استانداردهای ASTM A36، JIS G3192 یا EN 10025 کنترل کرد. این امر به منظور اطمینان از اینکه فولاد بخش H تولیدشده دارای مقاومت تسلیم و شکل‌پذیری مطلوبی باشد که برای ساخت‌وساز و ساخت اجزای سنگین مورد نیاز است، ضروری است.

ریخته‌گری پیوسته به صورت بلوم‌های نیمه‌تمام

فولاد مذاب ابتدا پس از عبور از آزمون‌های کیفیت ما، به اشکال نیمه‌تمامی به نام «بلوم» یا «بیلت» ریخته‌گری می‌شود. ما از فناوری «ریخته‌گری پیوسته» استفاده می‌کنیم. این بدان معناست که فولاد مذاب اجازه می‌یابد تا به صورت یک رشتهٔ پیوسته و جامد شده تشکیل شود. این روش نسبت به ریخته‌گری کلاسیک در قالب‌های تخت (اینگوت) برتر است، زیرا ساختار داخلی یکنواخت‌تر و همگن‌تری را فراهم می‌کند. هنگام بررسی فولاد مقاطع H، ما بلوم‌های مستطیلی بزرگی را ریخته‌گری می‌کنیم که اولین محصول در توالی نورد خواهند بود. باید بلوم را محافظت کرد، زیرا از این نقطه به بعد، هرگونه تخلخل داخلی می‌تواند سلامت ساختاری و ایمنی تیر تکمیل‌شده را به‌طور جدی تهدید کند.

بازگرم‌کردن و حذف پوسته

پیش از انجام شکل‌دهی نهایی به تیرها، باید تیرها در یک کورهٔ تخته‌ای متحرک دوباره گرم شوند. ما دمای فولاد را تا حدود ۱۱۰۰ تا حداکثر ۱۲۵۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌دهیم. پس از این عمل، فولاد ویژگی‌های پلاستیکی پیدا می‌کند و قابلیت تغییر شکل را خواهد داشت. یکی از مشکلاتی که در طول این فرآیند گرم‌کردن فولاد رخ می‌دهد، تشکیل «پوستهٔ نورد» (Mill Scale) است؛ یعنی لایه‌ای از آهن اکسیدشده روی سطح فولاد. در شرکت فولاد رارلون، از سیستمی برای پاک‌سازی این لایه با استفاده از جت آب با فشار بالا استفاده می‌شود. این مرحله برای تولید تیرهای H بسیار حیاتی است، زیرا اطمینان حاصل می‌شود که سطح فولاد عاری از نقص بوده و هیچ گونه عیب سطحی در فرآیند نورد در فولاد تثبیت نخواهد شد.

فرآیند نورد جهانی

مهم‌ترین و حیاتی‌ترین مرحله در فرآیند تولید فولاد برش‌خورده H، فرآیند نورد جهانی (Universal Rolling) نام دارد. به‌عنوان مثال، تیرهای I را می‌توان در آنچه که «مولدهای دوغلتکی» نامیده می‌شود، تولید کرد. با این حال، تیرهای H باید در یک مولدهای جهانی (Universal Mill) ساخته شوند. این امر به‌دلیل این است که مولدهای جهانی هم غلتک‌های افقی و هم غلتک‌های عمودی دارند. این غلتک‌ها می‌توانند به‌صورت همزمان برای فشردن هم جان (Web) و هم بالهای عرضی (Flanges) به‌کار روند. ازآنجاکه بالهای عرضی تیرهای فولادی برش‌خورده H عرض زیادی دارند و موازی یکدیگرند، استفاده از غلتک‌های عمودی برای کنترل مستقل ضخامت و عرض بالهای عرضی بدون تأثیر بر جان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این نوع تغییرشکل چندمحوری، ریزساختار فولاد را بهبود می‌بخشد و ظرفیت تحمل بار بهتری نسبت به فولاد جوش‌خورده فراهم می‌کند.

سردکردن و صاف‌کردن

پس از اتمام فرآیند فرزکاری، پروفیل فولادی H شکل داغ‌رو (قرمزگداز) است و معمولاً کمی از فرآیند فرزکاری تاب خورده است. برای کنترل ریزساختار فولاد، از یک فرآیند سردکردن کنترل‌شده روی «میز خروج» استفاده می‌کنیم. پس از اتمام سردکردن کنترل‌شده، تیرها وارد دستگاه صاف‌کننده چندغلتکی می‌شوند (معمولاً با ۸ تا ۹ غلتک). این مرحله نهایی برای حذف کامل تنش‌های باقی‌مانده یا انحنای موجود در تیرهای فولادی بسیار حیاتی است. برای ما اهمیت دارد که هر قطعه از پروفیل فولادی H شکل به‌طور فوق‌العاده‌ای صاف باشد. این امر به ما امکان می‌دهد فرآیند مونتاژ را برای مشتریانمان بسیار آسان‌تر کنیم و زمان و هزینه‌های نیروی کار مرتبط با جوشکاری فولاد را تا ۲۵٪ کاهش دهیم.

بازرسی نهایی و پردازش سطحی

پیش از اینکه تولید یک محصول را به‌پایان برسانیم، آزمایش‌ها و پرداخت‌های اولیه‌ای را انجام می‌دهیم. هر یک از بلوک‌های فولادی برش‌خورده H شکل ما تحت آزمایش اولتراسونیک و بررسی خواص مکانیکی قرار می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که تعهدات خود را در قبال کیفیت اجرا کرده‌ایم. پروژه‌هایی که نیازمند مقاومت بالاتر در برابر خوردگی هستند، مانند پل‌ها یا نیروگاه‌های ساحلی، نیازمند پرداخت سطحی بیشتری مانند گالوانیزه‌کاری غوطه‌وری گرم هستند. تیرهای فولادی H شکل رارلون پس از عبور از آزمون‌های دقت ابعادی، وزن، نسبت استحکام و یکپارچگی سطحی از انبار خارج می‌شوند؛ این امر تعهد ما در ارائه کیفیت استثنایی در مشارکت‌های زیرساختی جهانی را تأمین می‌کند.