میلگرد یا آرماتور، محصول مهمی جهت افزایش مقاومت کششی بتن در ساختمان سازی است و از این رو آشنایی بیشتر با خط تولید آرماتور و خصوصیات هر یک از روش‌های تولیدی، دارای اهمیت زیادی است. به همین دلیل قصد داریم در این مطلب شما را با روش‌های متداول تولید میلگرد، شامل انواع روش‌های نورد (سرد و گرم)، ترمکس و آلیاژی آشنا کنیم. در ادامه با مرکزآهن همراه باشید.
همانطور که اشاره شد، روش‌های تولید میلگرد، شامل موارد زیر است:
به طور کلی پروفیل‌ها، ورق‌ها، میله‌ها، نبشی‌ها و شمش‌ها را در صنعت، نیمه ساخته می‌گویند. برای تهیه نیمه ساخته‌ها، روش‌های گوناگونی مانند نوردکاری، پرس کردن، کشیدن و آهنگری وجود دارد. در کلیه این روش‌ها، بایستی ابتدا فولاد مذاب را به صورت بلوک‌هایی در آورد تا عملیات بعدی روی آنها امکانپذیر باشد. برای این منظور از دو روش استفاده می‌کنند.
در روش اول یعنی تهیه بلوک در قالب، ابتدا فولاد مذاب را در ظروف مخصوصی به نام پاتیل ریخته و سپس آن را در قالب‌هایی به نام کوکیل می‌ریزند. اما در روش دوم، فلز مذاب را به وسیله پاتیل‌هایی به محل دستگاه حمل می‌کنند. فولاد مذاب ابتدا به داخل ظرف تقسیم کننده‌ای ریخته شده و سپس وارد ظروفی به نام منجمد کننده می‌شود که در ابتدای خطوط تولید بلوک قرار دارند. این ظروف را از جنس مس می‌سازند و به وسیله آب، دائما خنک می‌کنند. پس از آنکه فلز مذاب در قسمت پایین منجمد کننده به حالت انجماد درآمد، توپی را خارج می‌کنند.
فلز منجمد شده، تحت تاثیر نیروی وزن خود، به سمت نوردهایی که در زیر آن قرار گرفته‌اند هدایت می‌شود. در این حال از بالا نیز به طور مداوم به آن فولاد مذاب اضافه می‌گردد. در مسیر نوردها کولرهایی وجود دارند که فلز منجمد شده را خنک‌تر می‌کنند. پس از این مرحله و فرم گرفتن فولاد، قطع کننده‌ها قرار دارند که ممکن است به صورت قیچی باشند یا با گاز اکسی استیلن عمل برش را انجام دهند. حال می‌توان بلوک‌های بریده شده را که هنوز از درجه حرارت مطلوبی برخوردارند برای عملیات بعدی هدایت کرد. (در کارخانه ذوب آهن اصفهان برای تهیه بلوک از این روش استفاده می‌شود)
چنانچه گفته شد برای تهیه نیمه ساخته‌های فولادی که حدود 97 درصد محصولات فولادی را تشکیل می‌دهند از روش‌های مختلفی مانند نوردکاری، استفاده می‌کنند که در ادامه به شرح مختصر آن می‌پردازیم:
نوردکاری عبارت است از تغییر شکل دادن در اثر عبور از بین دو استوانه (نورد) گردان. در اثر نیرویی که از طرف نوردها برای تغییر فرم فولاد اعمال می‌شود، ملکول‌ها به یکدیگر نزدیک شده و این عمل باعث افزایش استحکام فلز می‌گردد. نوردکاری ممکن است به صورت گرم (800 تا 1250 درجه سانتی گراد) و یا در حالت سرد انجام گیرد.
در نوردکاری ابتدا باید بلوک‌هایی را که از قالب‌ها و یا روش‌های ریخته‌گری مداوم به دست می‌آیند، آماده کرد و سپس به کارگاه‌های نورد برد. آماده سازی شامل مراحل گرم کردن تا درجه حرارت نوردکاری، نوردکاری اولیه برای تامین اندازه‌های کوچک‌تر، برش و توزین، زنگ زدایی و زدودن پوسته‌های سطح بلوک‌ها می‌شود. بلوک‌ها را پس از آماده کردن به محل نوردکاری نهایی حمل می‌کنند، که بر حسب نوع تولید، ممکن است با وجود تشابه در ساختمان کلی، فرم نوردهای آنها با هم متفاوت باشد. حال که در رابطه با نیمه‌ساخته‌ها اطلاعاتی به دست آوردیم، سراغ تهیه میلگرد با روش‌های نورد سرد، نورد گرم، روش میکروآلیاژی و ترمکس می‌پردازیم.
از جمله فاکتورهای بسیار مهمی که می‌تواند ویژگی‌های میلگرد را تا حد زیادی تحت تاثیر قرار دهد، روش تولید میلگرد است! به عنوان مثال استفاده از روشی استحکام میلگرد را افزایش خواهد داد و روش دیگر، خاصیت انعطاف‌پذیری به میلگرد می‌دهد. اما همانطور که اشاره کردیم، چهار روش متفاوت برای تولید میلگرد وجود دارد که در ادامه با این روش‌ها آشنا می‌شویم و ویژگی‌های هر روش را به تفکیک، بیان خواهیم کرد.
به طور کلی فرآیند نورد، متداول‌ترین روش تولید محصولات فولادی است زیرا کنترل نهایی در این روش دقیق است؛ برای تولید میلگرد با نورد گرم، ابتدا شمش‌های فولادی بایستی وارد کوره شوند و در دمای 1100 درجه سانتی‌گراد قرار گیرند. پس از افزایش دمای شمش‌های فولادی آنها را برای نورد به خط تولید می‌فرستند. در مرحله رافینگ طی سه مرحله قطر شمش‌ها کم شده و طول آنها افزایش می‌یابد.
برای تولید میلگرد با مرغوبیت بالا از خطوط نورد پیوسته استفاده می‌گردد. در نورد گرم، میلگرد به دلیل بالا بودن دمای کاری و نیز پایین بودن تنش پلاستیک، می‌توان شمش‌ها را توسط عبورهایی پیوسته از داخل دهانه بین غلتک‌های نورد، توسط دستگاه‌های نورد با ظرفیت متوسط تغییر شکل زیادی داد. در مرحله آخر، نورد آرماتور، شامل آج زنی این محصول است. پس از آن میلگردها در طول‌های 24 یا 36 متری برش داده شده و بسته‌بندی می‌گردند.
به طور کلی دستگاه‌های موجود در کارخانجات نورد میلگرد، شامل موارد زیر است:
سردکاری یا نورد سرد یک روش قدیمی تولید آرماتور با مقاومت بالا در دمایی پایین‌تر از تبلور مجدد است. این فرآیند سبب درهم شکستن و جابجایی در ساختار کریستالی ماده می‌شود و به بیان دیگر باعث بی‌قاعدگی در ساختار کریستالی شده و این بی قاعدگی به طور شگرفی بر مقاومت تسلیم و شکل پذیری اثر می‌گذارد. آرماتورهای تولید شده به این روش، ناحیه تسلیم نداشته و فولاد سخت‌تری دارند. اگرچه این روش مقاومت تسلیم را افزایش می‌دهد اما از طرفی شکل‌پذیری آرماتور را کم می‌‌کند. به طور کلی این روش از تولید آرماتورهایی با مقاومت بالا برای استفاده در عضوهای مقاوم در برابر اثرات زلزله مناسب نیستند.
در این روش میلگرد با مقاومت بالا با افزوده شدن مقادیر اندکی تیتانیوم، نیوبیوم و یا وانادیم به آرماتور معمولی به دست می‌آید. روش میکروآلیاژی باعث تشکیل کاربیدهای بین فلزی می‌شود که منجر به تولید ریز ذرات مقاوم ساز شده و هرچه این ذرات ریزتر باشند آرماتور تولید شده مقاومت بالاتری خاهد داشت. شمش مورد استفاده در روش آلیاژسازی شده در محیط و به آرامی خنک می‌گردد لذا مقاومت بیشتری نسبت به سایر روش‌های تولیدی دارد.
استفاده از میلگرد میکروآلیاژی در مناطق زلزله خیز، توصیه شده است. میلگرد ذوب آهن اصفهان با روش آلیاژسازی تولید می‌شود. به طور کلی در ایران این روش ساخت آرماتور مسطح‌تر بوده و تمامی سازندگان این محصول، وظیفه دارند خریداران را از روش تولید میلگرد کارخانه خود مطلع سازند.
خنک کاری به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن فولادی که حرارت دیده و وارد فاز آستنتیک شده، به سرعت توسط آب یا روغن سرد می شود و در نتیجه در این مرحله ماده ای با ساختار سخت و شکننده به وجود می آید. سپس فولاد خنک شده را طی یک عملیات حرارتی قرار می دهند تا با تغییرات شکل گرفته در ساختار ماده، سختی کاهش و شکل پذیری افزایش یابد. در این روش به دلیل پایین بودن مقدار کربن نسبت به روش سردکاری، شکل پذیری میلگردهای تولید شده بیشتر خواهد بود. مزیت روش ترمکس نسبت به روش میکروآلیاژی پایین بودن هزینه تولید می باشد.
دقت کنید که در این فرآیند، شمش فولادی مورد استفاده از کیفیت پایین‌تری برخوردار بوده و جهت نیل به مقاومت مورد نظر آن را از داخل لوله‌های آب عبور می‌دهند و سطح بیرونی شمش به یک باره خنک می‌گردد. از این رو سطح بیرونی میلگرد ترمکس، نسبت به سطح داخلی آن مقاومت کمتری داشته و برای استفاده در مناطق زلزله خیر مناسب نیست. برای اطلاع بیشتر از میلگرد ترمکس، میتوانید به مقاله میلگرد ترمکس چیست مراجعه کنید.
پس از تولید میلگرد توسط هر یک از روش‌های ذکر شده لازم است آزمایش‌های کارخانه‌ای بر روی این محصول جهت تایید کیفیت و قیمت امروز میلگرد آن صورت گیرد. در کارخانجات مذکور، آزمایشات لازم در جهت تطابق با ضوابط آیین نامه‌ها و استاندارد میلگرد انجام می‌شود. ضوابط پذیرش میلگرد شامل چندین بخش است که میتوانید در مقاله‌ای تحت این نام در سایت مرکزآهن مطالعه فرمایید. در مرحله آخر نیز نوبت خمکاری میلگرد است که به سه روش زیر انجام می‌گیرد:
جمع بندی
در این مقاله سعی کردیم روش‌های مختلف تولید میلگرد را برای شما توضیح دهیم. هر کدام از این روش‌ها خصوصیات و ویژگی‌های منحصربفردی به میلگرد می‌دهد؛ به عنوان مثال میلگرد تولید شده با روش نورد سرد، انعطاف خوبی ندارد و استفاده از آن در مناطق زلزله‌خیز، توصیه نمی‌شود. اما برعکس؛ میلگردهای تهیه شده با نورد گرم از انعطاف زیادی برخوردارند و هنگام تهیه خاموت یا سنجاقی، گزینه بسیار خوبی هستند. روش ترمکس نیز میلگردهای منعطفی تولید نمی‌کند اما میلگردهای میکروآلیاژی، کیفیت و انعطاف بالایی دارند.