تشریح فرایند آنیل کردن ورق فولادی
جهت بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی ورق‌های فولادی از یک عملیات حرارتی با نام فرآیند آنیل استفاده می‌شود. آنیل‌کردن به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن فولاد تا دمایی مشخص و پایین‌تر از نقطه‌ی ذوب خود گرم می‌شود و برای مدتی معلوم در آن دما می‌ماند و طی مرحله‌ی خنک‌سازی دمای آن پایین می‌آید. معمولا به خاطر همین فرآیند اضافی آنیل‌کردن و هزینه‌های آن قیمت ورق فولادی آنیل‌شده نسبت به ورق فولادی معمولی گران‌تر است.
آنچه در این مقاله خواهید خواند:
فولاد آنیل شده چه نوع فولادی است؟
فولاد آنیل‌شده، فولادی است که بر اساس عملیات حرارتی به نام آنیلیت یا بازپخت تغییر شکل می‌دهد و از لحاظ استحکام و سختی دچار دگرگونی می‌شود که در این مقاله به روش تولید فولاد آنیل‌شده مخصوصا ورق آنیل‌شده پرداخته‌ایم.
در طی فرآیند آنیل‌سازی مقدار حرارت و مدت زمانی که به ورق فولادی حرارت داده می‌شود اهمیت بسیاری دارد و اگر این دو عامل به اندازه و درست نباشد کیفیت ورق تولیدی افت می‌کند. به جز فلز آهن برای دیگر فلزات مثل مس، آلومینیوم و برنج نیز می‌توان فرآیند آنیل‌سازی را انجام داد و کیفیت ورق را ارتقاء داد.
ورق آنیل شده چیست
همانطور که گفته شد با آنیل‌کردن ورق، ساختار شیمیایی و خواص مکانیکی آلیاژها چه آلیاژهای فلز آهن و چه آلیاژهای غیرآهنی تغییر می‌کند و به مقطع فولادی با کیفیت‌تری تبدیل می‌شود که خواص بهتری دارد.
ورق آنیل‌شده معمولا ضخامتی بین 0.25 تا 2 میلیمتر و عرضی بین 75 تا 150 سانتی‌متر دارد که در دو دسته‌ی CQ و DQ تولید شده و در بازار فولاد کشور عرضه می‌شود.
فرآیند آنیل کردن ورق
اینکه از چه فرآیندی برای آنیل‌کردن ورق استفاده می‌کنیم دمای لازم برای فرآیند بازپخت را تعیین می‌کند. هر چه دما حین فرآیند آنیل‌سازی بیشتر شود هم مصرف انرژی و اتلاف آن بیشتر خواهد شد و هم اینکه در انتهای کار و در طی فرآیند سردسازی کار سخت‌تر می‌شود و در نهایت هزینه‌ی آنیل‌کردن افزایش می‌یابد. علاوه بر این دمای زیاد ایراد دیگری نیز ایجاد می‌کند و باعث می‌شود دانه‌های تشکیل‌دهنده‌ی محصول درشت بشوند که کیفیت ورق را تحت تأثیر قرار داده و پایین میآورد.
مراحل آنیل کردن
آنیل‌سازی بر اساس نوع تغییری که می‌خواهیم در ورق فولادی ایجاد کنیم به چند دسته‌ی مختلفت تقسیم می‌شود که هر کدام عملیات حرارتی خاص خود را دارند. سه نوع متفاوت و پرکاربرد این روش‌های حرارتی عبارتند از همگن‌سازی، تنش‌زدایی و تبلور که در ادامه به توضیح هر کدام از آن‌ها خواهیم پرداخت.
- مرحله گرمایش
در اولین مرحله به صورت تدریجی دما بالا می‌رود و شدت حرارت زیاد می‌شود تا به دمای مورد نظر برسد که خود این مرحله دارای دو بخش گرمایش و پیش‌گرمایش است. در این مرحله از حرارت‌دهی مستقیم به ورق فولادی پرهیز می‌شود چرا که موجب ناصافی و ایجاد تنش‌های حرارتی در ورق می‌شود. حرارت غیرمستقیم از طریق مشعل‌هایی لوله‌ای شکل و به صورت تشعشعی به ورق منتقل می‌شود. در این مرحله ورق معمولا با سرعتی حدود 90 متر بر دقیقه از کوره عبور می‌کند. در مرحله‌ی پیش‌گرمایش ورق نوع CQ به دمای 650 درجه و ورق DQ به دمای 700 درجه سانتی‌گراد می‌رسند اما در مرحله‌ی گرمایش که کوره‌ها از نوع گازسوز هستند دمای ورق CQ به 730 درجه و دمای ورق DQ به 760 درجه سانتی‌گراد می‌رسند. طراحی کوره‌ها و استفاده از آن‌ها می‌تواند به صورت یک مسیره یا چند مسیره انجام شود. انتقال حرارت در کوره‌های چند مسیره بیشتر توسط گازهای گرم کوره صورت می‌پذیرد و تشعشع گرما از طریق دیوارها کمتر اتفاق می‌افتد. در مقابل اما اصلی‌ترین عامل گرم شدن ورق در کوره‌های یک مسیره حرارت‌دهی از سمت دیوارها و از طریق مشعل‌هاست.
- مرحله همگن‌سازی
بعد از مرحله‌ی گرمایش ورق را از میان المان‌های الکتریکی عبور می‌دهند تا دمای ورق افزایش پیدا کند. در مرحله‌ی همگن‌سازی تلاش می‌شود تا تفاوت دما میان همه‌ی نقاط داخلی ورق به حداقل ممکن برسد و از نظر حرارتی ورق کاملا یک‌دست و همگن شود و به همین دلیل از شدت گرمایش کاسته می‌شود تا همگن‌سازی به خوبی اتفاق بیافتد.
- مرحله خنک‌کاری
در آخرین مرحله از فرآیند آنیلینگ، عملیات خنک‌سازی به وسیله‌ی جت هوا و به صورت تدریجی و کاملا یکنواخت روی ورق انجام می‌پذیرد و در نهایت ورق در روی مذاب فرو می‌رود.
مزایای آنیل کردن ورق
آنیلینگ که به بهبود شکل‌پذیری و کیفیت فولاد منتج می‌شود مزایای بسیاری دارد که در ادامه به سه مورد از مهم‌ترین مزایای آن اشاره می‌کنیم. آنیل‌کردن فولاد قابلیت انعطاف‌پذیری آن‌ها را افزایش می‌دهد و از میزان تردی ورق فولادی می‌کاهد. در واقع در طی فرآیند آنیلینگ بدون اینکه به ورق آسیب بزنیم آن‌ها را نرم کرده و سپس به آن‌ها فرم می‌دهیم. از دیگر خواص آنیلینگ می‌توان به بهبود ویژگی‌های رسانای ورق و همینطور بهبود قابلیت ماشین‌کاری ورق اشاره کرد.
