شمش فولادی (Steel Ingot) یک محصول نیمه‌تمام فولادی است که در فرآیند ذوب و ریخته‌گری فولاد تولید شده و به عنوان ماده اولیه برای ساخت محصولات فولادی مانند میلگرد، تیرآهن، ورق فولادی و لوله‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بیشتر بدانیم : قیمت آهن آلات
انواع شمش فولادی
شمش فولادی بر اساس شکل، ابعاد و کاربرد به چند دسته اصلی تقسیم می‌شود. هر یک از این انواع برای تولید محصولات خاصی در صنعت فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
بیلت (Billet) – شمشال فولادی
🔹 مشخصات:
✅ دارای سطح مقطع مربعی (معمولاً ۱۰۰×۱۰۰ تا ۱۵۰×۱۵۰ میلی‌متر)
✅ طول متغیر بین ۴ تا ۱۲ متر
✅ دارای گوشه‌های تیز و سطحی نسبتاً یکنواخت
بلوم (Bloom) – نیمه‌بیلت
🔹 مشخصات:
✅ مشابه بیلت، اما با ابعاد بزرگ‌تر (معمولاً ۱۵۰×۱۵۰ تا ۴۰۰×۴۰۰ میلی‌متر)
✅ ضخامت بیشتر نسبت به بیلت
✅ مناسب برای تولید مقاطع فولادی سنگین
اسلب (Slab) – تختال فولادی
🔹 مشخصات:
✅ دارای سطح مقطع مستطیلی (معمولاً عرض ۶۵۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر و ضخامت ۲۰۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر)
✅ طول بین ۴ تا ۱۲ متر
✅ مناسب برای نورد و تولید ورق‌های فولادی
شمش چدنی (Pig Iron) – محصول خام فولادی
🔹 مشخصات:
✅ محصول اولیه استخراج آهن از سنگ‌آهن در کوره بلند
✅ دارای مقدار زیاد کربن (بیش از ۲٪) که آن را سخت و شکننده می‌کند
✅ مناسب برای تصفیه و تبدیل به فولاد یا چدن ریخته‌گری
🔹 بیلت، بلوم و اسلب از مهم‌ترین انواع شمش فولادی صنعتی هستند که در تولید مقاطع فولادی، ورق‌ها و تجهیزات صنعتی به کار می‌روند.
🔹 انتخاب نوع شمش به نوع محصول نهایی و فرآیند تولید بستگی دارد.
🔹 شمش چدنی (Pig Iron) محصول خامی است که قبل از تبدیل شدن به فولاد نیاز به فرآیندهای تصفیه‌ای بیشتر دارد.
هر نوع شمش فولادی کاربرد خاص خود را داشته و پایه اصلی بسیاری از صنایع فلزی و ساختمانی محسوب می‌شود.
بیشتر بدانیم : قیمت میلگرد نیشابور در کارخانه
روش‌های تولید شمش فولادی
شمش فولادی از طریق فرآیندهای ذوب و ریخته‌گری تولید می‌شود. دو روش اصلی برای تولید شمش فولادی وجود دارد:
1️⃣ روش کوره بلند (Blast Furnace – BF) و کنورتور اکسیژنی (BOF)
2️⃣ روش کوره قوس الکتریکی (EAF) و کوره القایی (IF)
هر یک از این روش‌ها ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاص خود را دارند.
روش کوره بلند (Blast Furnace) و کنورتور اکسیژنی (BOF)
🔹 در این روش از سنگ‌آهن، کک و آهک برای تولید فولاد استفاده می‌شود.
🔹 ابتدا سنگ‌آهن در کوره بلند (Blast Furnace) ذوب شده و به چدن مذاب تبدیل می‌شود.
🔹 سپس چدن مذاب در کنورتور اکسیژنی (BOF) تصفیه شده و ناخالصی‌های آن کاهش می‌یابد.
🔹 فولاد مذاب در دستگاه ریخته‌گری مداوم (CCM) به شمش فولادی (بیلت، بلوم یا اسلب) تبدیل می‌شود.
✅ مزایا:
✔ کیفیت بالاتر فولاد و کاهش ناخالصی‌ها
✔ مناسب برای تولید فولاد در مقیاس بالا
✔ مصرف انرژی کمتر در مقایسه با روش EAF
روش کوره قوس الکتریکی (EAF) و کوره القایی (IF)
🔹 در این روش از ضایعات فولادی به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود.
🔹 ضایعات در کوره قوس الکتریکی (EAF) یا کوره القایی (IF) ذوب شده و به فولاد مذاب تبدیل می‌شوند.
🔹 فولاد مذاب در دستگاه ریخته‌گری مداوم (CCM) به شمش فولادی (بیلت، بلوم یا اسلب) تبدیل می‌شود.
✅ مزایا:
✔ امکان استفاده از ضایعات فولادی و کاهش هزینه مواد اولیه
✔ سرمایه‌گذاری کمتر نسبت به کوره بلند
✔ تولید انعطاف‌پذیرتر و مناسب برای تولید فولادهای خاص
روش ریخته‌گری و تبدیل فولاد مذاب به شمش
پس از ذوب شدن فولاد، برای تولید شمش از دو روش ریخته‌گری استفاده می‌شود:
🔹 ریخته‌گری سنتی (Ingot Casting)
✅ فولاد مذاب در قالب‌های ثابت ریخته شده و به صورت شمش جامد درمی‌آید.
✅ این روش در گذشته متداول بود، اما امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
🔹 ریخته‌گری مداوم (Continuous Casting – CCM)
✅ فولاد مذاب از طریق قالب‌های مسی خنک‌شونده عبور کرده و به تدریج جامد می‌شود.
✅ این روش بهره‌وری بالاتر، کیفیت بهتر و کاهش هزینه تولید را به همراه دارد.
🔹 دو روش اصلی تولید شمش فولادی شامل “کوره بلند + کنورتور” و “کوره قوس الکتریکی + القایی” است.
🔹 کوره بلند برای تولید فولاد در مقیاس بالا و با کیفیت بالاتر مناسب است، در حالی که روش قوس الکتریکی امکان استفاده از ضایعات و تولید انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند.
🔹 پس از تولید فولاد مذاب، فرآیند ریخته‌گری مداوم (CCM) رایج‌ترین روش برای تبدیل آن به شمش فولادی است.
شمش فولادی پایه تولید بسیاری از محصولات فولادی در صنایع مختلف است. انتخاب روش تولید تأثیر مستقیمی بر کیفیت و هزینه نهایی محصولات فولادی دارد.
بیشتر بدانیم : قیمت میلگرد میانه در کارخانه
ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی شمش فولادی
شمش فولادی دارای ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مشخصی است که بر اساس استانداردهای مختلف تعیین می‌شود. ترکیبات شیمیایی آن تأثیر مستقیمی بر استحکام، چقرمگی، سختی و قابلیت جوشکاری فولاد دارد.
ترکیبات شیمیایی شمش فولادی
✅ ترکیب شیمیایی شمش فولادی معمولاً شامل عناصر اصلی و عناصر آلیاژی است که خواص مکانیکی آن را بهینه می‌کنند.
| عنصر | نماد شیمیایی | تأثیر در فولاد |
|---|---|---|
| آهن | Fe | عنصر اصلی تشکیل‌دهنده فولاد |
| کربن | C | افزایش سختی و استحکام، کاهش انعطاف‌پذیری |
| سیلیسیم | Si | بهبود استحکام و کاهش شکنندگی |
| منگنز | Mn | افزایش مقاومت در برابر ضربه و سایش |
| فسفر | P | افزایش سختی، اما مقدار زیاد آن باعث تردی می‌شود |
| گوگرد | S | مقدار زیاد آن باعث کاهش استحکام و ایجاد شکنندگی می‌شود |
| کروم | Cr | افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی و سایش |
| نیکل | Ni | افزایش استحکام در دماهای پایین، مقاومت در برابر زنگ‌زدگی |
| مولیبدن | Mo | بهبود استحکام در دماهای بالا و افزایش مقاومت به سایش |
| وانادیوم | V | افزایش استحکام و مقاومت در برابر تغییر شکل |
| تیتانیوم | Ti | افزایش مقاومت در برابر زنگ‌زدگی و بهبود جوش‌پذیری |
مقدار عناصر آلیاژی بسته به کاربرد نهایی شمش فولادی متفاوت است.
بیشتر بدانیم : قیمت تیرآهن در کارخانه
خواص مکانیکی شمش فولادی
✅ خواص مکانیکی شمش فولادی تأثیر مستقیمی بر عملکرد آن در کاربردهای مختلف دارد. این خواص شامل استحکام کششی، تسلیم، سختی و چقرمگی است.
| خاصیت مکانیکی | واحد اندازه‌گیری | توضیح |
|---|---|---|
| استحکام کششی | MPa (مگاپاسکال) | حداکثر نیرویی که فولاد قبل از شکست تحمل می‌کند |
| استحکام تسلیم | MPa | مقدار تنشی که فولاد قبل از تغییر شکل دائمی تحمل می‌کند |
| سختی | HRC یا HB | میزان مقاومت در برابر خراش و سایش |
| چقرمگی | J (ژول) | مقاومت فولاد در برابر شکست تحت ضربه |
| ازدیاد طول | % | میزان تغییر طول فولاد قبل از شکست |
| مدول الاستیسیته | GPa (گیگاپاسکال) | میزان مقاومت در برابر تغییر شکل الاستیک |
مقدار این خواص بسته به نوع فولاد و استانداردهای مورد استفاده متفاوت است.
بیشتر بدانیم : قیمت میلگرد هیربد در کارخانه
استانداردهای ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی شمش فولادی
✅ شمش‌های فولادی بر اساس استانداردهای بین‌المللی مختلفی تولید می‌شوند که ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آنها را مشخص می‌کند. برخی از مهم‌ترین استانداردها شامل:
استاندارد ASTM A36 (فولاد ساختمانی عمومی)
استاندارد ASTM A572 (فولاد پرمقاومت کم‌آلیاژی)
استاندارد DIN 17100 (فولاد ساختمانی آلمانی)
استاندارد GOST 380 (فولاد روسی)
استاندارد ISIRI 3132 (استاندارد ملی ایران برای میلگرد)
انتخاب استاندارد مناسب به کاربرد نهایی شمش فولادی بستگی دارد.
بیشتر بدانیم : قیمت میلگرد پرشین در کارخانه
نتیجه‌گیری
🔹 ترکیب شیمیایی شمش فولادی شامل آهن، کربن، منگنز، سیلیسیم و سایر عناصر آلیاژی است که بر سختی، استحکام و جوش‌پذیری آن تأثیر می‌گذارد.
🔹 خواص مکانیکی شمش فولادی شامل استحکام کششی، سختی، چقرمگی و انعطاف‌پذیری است که بر اساس استانداردهای مختلف تعیین می‌شود.
🔹 انتخاب ترکیب و خواص مکانیکی مناسب به کاربرد نهایی شمش بستگی دارد، مانند صنعت ساختمان، خودروسازی، کشتی‌سازی و تولید قطعات صنعتی.
✅ شمش فولادی با ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مناسب، پایه اصلی بسیاری از صنایع فلزی و مهندسی است.
بیشتر بخوانیم : فورجینگ میلگرد یا اتصال سر به سر میلگرد
بیشتر بخوانیم : نورد میلگرد