شمش چیست و کاربرد های آن :

قطعه ای متشکل از متریال خالص فولاد که به صورت ریختگی (با استفاده از فرآیند ریخته گری) تولید می شود و برای قرار گرفتن در خط تولید دیگر محصولات استفاده می گردد. از این رو شمش یک محصول میانی در صنعت فولاد در نظر گرفته می شود.عمده کاربرد بلوم و بیلت در حوزه‌ی تولید تیرآهن ، مفتول میلگرد ( ساده و آجدار) ، نبشی و ناودانی و سپری (فابریک ) ، لوله‌‌های بدون درز و مانیسمان و سایر مقاطع است. تختال که یکی از مهم‌ترین محصولات فولاد خام محسوب می‌شود به‌عنوان ماده‌ی اولیه‌ی فرایندهای نورد گرم و سرد جهت ساخت ورق‌های فلزی ، صفحه ، نوارهای فلزی ، کلاف و کویل‌ها و همچنین ساخت لوله‌های درزدار ، تیوب ها ، نبشی و ناودانی پرسی استفاده می‌شود .

نحوه‌ی شمش‌ریزی در قالب و انجماد مذاب داخل قالب است ، چراکه خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات نهایی را تعیین می‌کند. بعد از تبدیل سنگ آهن به فولاد خام یا آهن اسفنجی ، پس از فولادسازی و تهیه مذاب فولاد در کوره‌ی القایی و یا کنورتور، شمش فولادی به عنوان یک محصول پیش‌ساخته با اشکال مختلف جهت مصارف گوناگون عرضه می‌شود که از انواع آن می‌توان به شمش ، بیلت ، بلوم و اسلب اشاره کرد. در صنایع بزرگ فولادی عموماً واژه شمش فولادی به انواع بلوم ، بیلت یا اسلب اطلاق می‌گردد. همچنین شمش‌ها دارای گریدهای مختلفی از جمله 3SP-5SP ( استاندارد روسی ) و St37-St52 ( استاندارد DIN  آلمان ) است که با وجود درصدهای مختلف از عناصر گوناگون موجود در فولاد دارای خواص مکانیکی متفاوت مثل انعطاف‌پذیری ، خمش ، کشش و پیچش بوده و کاربردهای متنوعی را می‌طلبد.

بیلت چیست ؟

بیلت (Billet) یا شمشال یک نوع شمش فولادی با طول زیاد و سطح مقطع مربع و یا دایره است. اگر حداکثر عرض بیلت ۱۵ سانتی‌متر و دارای سطح مقطع ۲۳۰ سانتی متر مربع باشد ، بلوم (Bloom) یا شمشه را می‌توان همان بیلتی دانست که عرضی بیشتر از ۱۵ سانتی‌متر داشته و دارای سطح مقطع بزرگ‌تری است. این روش متداول در ایران و با استفاده از سوخت گاز طبیعی در کوره های احیا انجام می شود. خروجی کوره احیا مستقیم آهن اسفنجی است که معمولا به صورت بریکت مورد استفاده قرار میگیرد. آهن های قراضه و مصرف شده را با سبد های مخصوص در کوره قوس الکتریکی میریزند و بعد از آن آهن بریکت اسفنجی را با مواد سرباره سازی مانند کک ، آهک ، بنتونیت ، و… از بالا به کوره اضافه میگردد.  شارژ کوره به کمک حرارت ناشی از قوس های الکتریکی ذوب میشود. مجددا ترکیب شیمیایی مذاب بررسی میشود تا به حالت مورد نظر برسد. در ادامه فولاد مذاب پس از جداسازی ناخالصی به واسطه پاتیل های حمل مواد مذاب به واحد ریخته گری برده می شود. مواد مذاب داخل ظروفی به نام تاندیش ریخته بعد آن را داخل قالب مسی آب گرد و بر روی غلتکی قرار داده و با پاشیدن آب به خنک کردن آن اقدام می نمایند. در ادامه شمش های منجمد بدست آمده را به طول های مورد نظر برش می دهند. به این شیوه انواع شمش فولادی قابل تولید هستند.

پس ‌از آنکه مذاب فولاد خام با استفاده از فولادسازی در کوره قوس الکتریکی (EAF) و یا کنورتور به‌دست آمد ، فرآیند شمش‌ریزی به دو روش ریخته‌گری پیوسته و دستی(تکباری) انجام می‌شود. نحوه‌ی ریخته‌گری و قالب شمش اهمیت زیادی دارد چراکه انجماد شمش در این مرحله انجام‌شده و ریزساختار (نظم داخلی) قطعه در اینجا شکل می‌گیرد و خواص فیزیکی و مکانیکی سایر محصولات نیز وابسته به این مرحله است.

فابریک:
به طور کلی شمش های فابریک در ابعاد مختلفی به تولید می رسند. برای تولید این نوع شمش پس از گذراندن فرآیند نورد، آن را به سایزهای متفاوتی تبدیل می کنند. در نهایت نیز از آن برای تولید مقاطع نوردی استفاده می شود.
در گذشته این شمش با نام بلوم شناخته می شد، ولی در حال حاضر به دلیل تغییر در ادبیات، نام این شمش به فابریک تغییر پیدا کرده است. این نوع از شمش، در کنار اسلب به دست می آید و یا تمامی اسلب به صورت شمش در می آید. در مجموع می توان گفت که روش تولید کلیه شمش ها به یک شکل است و در فرآیند تولید آن ها تفاوت زیادی وجود ندارد. بلوم یا در اصطلاح شمش فابریک، ابتدا در مقاطع بزرگتر تولید می شوند و بعد توسط نورد نهایی به مقاطع دیگر تبدیل می شوند. در حقیقت می توان گفت که بلوم یا فابریک که با عنوان شمش شناخته می شود، همان بیلت است، اما دارای عرض بیشتری می باشد.

روش شمش‌ریزی پیوسته ، فابریک ، CCM :
در شمش‌ریزی مداوم ، شمش ها با سرعت مشخصی در داخل قالبی که معمولاً مسی است و به‌وسیله سیستم آبگرد خنک می‌شوند ، ریخته می‌شوند. در همین حین قسمت‌های جامد قبلی با سرعتی برابر سرعت بارریزی از انتهای قالب بیرون کشیده می‌شوند. اگر  شمش منجمد شده به‌ طور مداوم بریده‌ شده و بارریزی تا زمانی که مذاب وجود دارد ادامه یابد ، روش را شمش‌ریزی مداوم می‌گویند. این روش در صنعت به دلیل صرفه‌ ی اقتصادی و سرعت در انجام فرایند ، رواج بیشتری دارد. در ایران کارخانه‌های فولاد مبارکه ، فولاد خوزستان و چادرملو با استفاده از روش کوره قوس الکتریکی فولاد خام را تولید کرده و سپس عملیات شمش‌سازی بخصوص ساخت تختال و ورق‌های فلزی را انجام می‌دهند. فولاد مبارکه به‌طور انحصاری تولید اسلب را بر عهده دارد ولی سایر کارخانه‌های شرکت ملی فولاد ایران و فولاد خوزستان، همه‌ی انواع بلوم ، بیلت و اسلب تولید می‌کنند.
ذوب آهن اصفهان نیز از روش سنتی تولید فولاد یعنی استفاده از کوره‌ی بلند جهت احیاء غیرمستقیم آهن بهره می‌برد. ذوب آهن با ظرفیت فعلی تنها اقدام به تولید بلوم می‌کند. سایر کارگاه‌های کوچک و بزرگ در سطح کشور نیز برای رسیدن به فولاد خام از کوره‌های القایی استفاده می‌کنند.

استفاده از شمش فولادی برای تولید مقاطع مختلف
بعد از اینکه شمش فولادی از مرحله نورد عبور کرد به محصولاتی مثل میلگرد، نبشی، ناودانی، سپری، تیرآهن و غیره تبدیل می شود و در مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

نحوه تولید شمش فولادی
شمش های فولادی توسط دو کوره القایی و قوس الکتریکی تولید می شوند. وجود این دو کوره در تولید شمش بسیار حائز اهمیت است. معمولا شمشی که در کوره قوس الکتریکی تولید می شود از کیفیت و قیمت بالاتری برخوردار است.

کلمات کلیدی: نبشی فولادی، ورق روغنی، ورق مبارکه اصفهان، ورق فولادی، میلگرد اصفهان، پروفیل اصفهان، ورق کاویان، تیرآهن ذوب آهن، هاش ذوب آهن، ورق گالوانیزه، ناودانی اروپایی