تیرآهن یکی از مهم‌ترین اجزای ساختمان‌سازی است که شاید هر روز در اطرافمان ببینیم، اما تا به حال فکر کرده‌اید که تولید تیرآهن چگونه است؟ از ترکیب مواد اولیه خاص گرفته تا عبور از دستگاه‌های بزرگ و پیچیده صنعتی، هر مرحله از تولید تیر آهن، بخشی از داستان تبدیل فلز خام به عضوی کاربردی و مقاوم برای سازه‌هاست. امروز در فولادسل، به سراغ تمام مراحل تولید تیرآهن می‌رویم تا بدانیم این محصول چگونه به دست ما می‌رسد.
تولید تیرآهن چگونه انجام میشود؟
تیرآهن یا beam یکی از اجزای اصلی در صنعت ساختمان است که تولید آن شامل مراحلی خاص و پیچیده است. این مقطع فلزی با استفاده از روش‌های صنعتی متعددی تولید میشود، که از جمله مهم‌ترین آن‌ها نورد گرم است. نورد گرم به عنوان یک روش رایج در صنعت فلزات، شکل‌دهی تیرآهن و دیگر مقاطع فلزی را ممکن می‌سازد. در این فرآیند، شمشهای فولادی که ماده اولیه تولید تیرآهن هستند، به کمک گرما و فشار به شکل دلخواه در می‌آیند.
پس از آن، شمشهای حرارت‌دیده وارد خط تولید تیرآهن میشوند. دستگاه نورد به‌طور مداوم محصول را از مراحل مختلف عبور می‌دهند تا شکل و ابعاد مورد نظر ایجاد شود. در مراحل ابتدایی، سطح مقطع شمش کاهش یافته و طول آن افزایش می‌یابد. در مراحل میانی و پایانی، شکل نهایی تیرآهن ایجاد میشود و در نهایت، محصول به طول‌های مشخص برش داده میشود.
تاریخچه تولید تیرآهن
تیرآهن برای اولین بار در سال ۱۸۴۹ تولید شد. از آن زمان تاکنون، تولید تیرآهن تحت تاثیر پیشرفت‌های تکنولوژیکی و صنعتی قرار گرفته است. امروزه تیرآهن‌ها از دو روش اصلی تولید میشوند: جوشکاری و استفاده از کوره‌های حرارتی (نورد). در روش جوشکاری، چند تخته آهن در کنار هم قرار می‌گیرند و با جوشکاری تیرآهن شکل می‌گیرد. در روش نورد، همانطور که گفتیم ورق‌های فولادی در کوره‌های حرارتی به دمای بالا می‌رسند و سپس تحت فشار غلتک‌ها به تیرآهن تبدیل میشوند.
تیرآهن‌ها معمولاً از فولاد کربنی ساخته میشوند. کربن در فولاد باعث افزایش مقاومت آن میشود و همچنین رسانش گرمایی بهتری فراهم می‌آورد. تیرآهن‌های کربنی در ساخت ریل‌ها و راه‌آهن‌ها کاربرد دارند. همچنین، نوعی دیگر از تیرآهن‌ها وجود دارند که ضدزنگ هستند. این تیرآهن‌ها درصد بالایی کروم دارند که باعث مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی میشود و برای استفاده در محیط‌های مرطوب یا در معرض آب مناسب هستند.
فرآیند تولید تیرآهن از مراحل مختلفی همچون نورد گرم، جوشکاری و استفاده از کوره‌های حرارتی تشکیل شده است. هر مرحله با دقت و محاسبات استاندارد انجام میشود تا محصول نهایی دارای کیفیت و مقاومت بالا باشد. این محصولات فلزی به‌دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت بالا و امکان استفاده در سازه‌های مختلف، نقش مهمی در صنعت ساختمان ایفا می‌کنند.
مراحل تولید تیرآهن
تولید تیرآهن شامل مراحلی دقیق و تخصصی است که در نهایت به تولید محصولی مقاوم و استاندارد برای استفاده در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی منجر میشود. این فرآیند از آماده‌سازی شمشهای فولادی آغاز شده و با برش تیرآهن به ابعاد مورد نیاز پایان می‌یابد. در ادامه، مراحل اصلی این فرآیند را بررسی می‌کنیم.
ذوب کردن شمش در کوره
اولین مرحله تولید تیرآهن، آماده‌سازی شمش فولادی است. شمش‌ها وارد کوره‌هایی با دمای بسیار بالا (حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد) میشوند تا به حالت خمیری و قابل شکل‌دهی برسند. این مرحله نقش مهمی در آماده‌سازی فلز برای مراحل بعدی دارد، چرا که حرارت باعث انعطاف‌پذیر شدن شمش و آماده شدن آن برای فرآیند نورد میشود.
نورد و شکل دادن به فلز
پس از ذوب شمش، نوبت به فرآیند نورد می‌رسد. شمشهای داغ از میان دستگاه‌های نورد عبور داده میشوند. این دستگاه‌ها شامل چند مرحله هستند:
- قفسه نورد ابتدایی: در این مرحله، سطح مقطع شمش کاهش می‌یابد و طول آن افزایش پیدا می‌کند.
- قفسه نورد میانی و پایانی: شمش به تدریج شکل نهایی تیرآهن را به خود می‌گیرد. در این مرحله، فرم دقیق و مشخصات استاندارد تیرآهن ایجاد میشود.
این فرآیند به تیرآهن اجازه می‌دهد که به شکل H یا I مطابق با استانداردهای صنعتی درآید، که برای سازه‌های مختلف از آن استفاده میشود.
برش تیرآهن در ابعاد و استاندارد
پس از پایان مراحل نورد، تیرآهن به طول‌های مشخص و استاندارد برش داده میشود. برش‌ها معمولاً بر اساس نیاز بازار یا سفارش مشتری تنظیم میشوند. پس از برش، تیرآهن‌ها بسته‌بندی شده و برای ارسال به بازار آماده میشوند.
هر یک از این مراحل در تولید تیرآهن از اهمیت بالایی برخوردار است و دقت در هر بخش باعث تضمین کیفیت نهایی محصول میشود. فرآیند تولید تیرآهن، از ذوب و شکل‌دهی تا برش و بسته‌بندی، تلفیقی از دانش فنی و تجهیزات پیشرفته است که محصولی مقاوم و استاندارد را برای استفاده در پروژه‌های مختلف به ارمغان می‌آورد.
مواد اولیه تولید تیرآهن
مواد اولیه‌ای که در تولید تیرآهن استفاده میشود، نقش کلیدی در کیفیت، استحکام و کارایی این محصول دارد. انتخاب دقیق و استاندارد این مواد، تضمین‌کننده عملکرد بهینه تیرآهن در سازه‌های مختلف است.
1. شمش فولادی (بیلت یا بلوم)
اصلی‌ترین ماده اولیه برای تولید تیرآهن، شمش فولادی است که به دو نوع بیلت و بلوم تقسیم میشود:
- بیلت (Billet): سطح مقطع کوچکتری دارد و برای مقاطع فلزی سبک‌تر به کار می‌رود.
- بلوم (Bloom): سطح مقطع بزرگتری دارد و برای تولید تیرآهن و دیگر مقاطع سنگین‌تر مثل ریل استفاده میشود.
این شمش‌ها معمولاً از فولاد کربنی تولید میشوند که باعث استحکام بالا و انعطاف‌پذیری مناسب در محصول نهایی میشود.
2. کربن
کربن یکی از مهم‌ترین عناصر در ترکیب فولاد است. مقدار کربن در فولاد بر استحکام، سختی و قابلیت جوشکاری آن تاثیر می‌گذارد. در تیرآهن، میزان کربن به گونه‌ای تنظیم میشود که هم مقاومت بالا داشته باشد و هم امکان شکل‌دهی و جوشکاری آسان را فراهم کند.
3. عناصر آلیاژی
برای بهبود ویژگی‌های تیرآهن، عناصر آلیاژی دیگری مانند منگنز، سیلیسیم، گوگرد و فسفر نیز به فولاد اضافه میشود. این عناصر ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، دوام بیشتر و کاهش شکنندگی را به محصول نهایی اضافه می‌کنند.
4. ضایعات فلزی (گاهی در فرآیند بازیافت)
در برخی مراحل تولید، از ضایعات فلزی به عنوان بخشی از مواد اولیه استفاده میشود. این رویکرد، هم اقتصادی است و هم به کاهش هدررفت مواد کمک می‌کند. ضایعات فلزی قبل از استفاده، ذوب و تصفیه میشوند تا کیفیت مناسب برای تولید تیرآهن را داشته باشند.
مواد اولیه باکیفیت، پایه و اساس تولید تیرآهن‌های مقاوم و استاندارد است. از شمش فولادی گرفته تا ترکیبات آلیاژی، همه این مواد با دقت انتخاب و پردازش میشوند تا تیرآهنی تولید شود که بتواند نیازهای متنوع سازه‌های مختلف را برآورده کند.
روش‌های تولید تیرآهن
پیش‌تر گفتیم که تولید تیرآهن به دو روش اصلی انجام میشود که هر کدام فرآیندهای خاص خود را دارند: روش نورد و روش جوشکاری و پرچ. در ادامه این دو روش را به‌طور خلاصه بررسی می‌کنیم.
روش نورد
در نورد تیرآهن، شمشهای فولادی در کوره‌های حرارتی گرم میشوند تا به دمایی برسند که برای شکل‌دهی مناسب باشند. سپس این شمش‌ها از میان غلتک‌های قدرتمندی عبور می‌کنند. با عبور از غلتک‌ها، فلز به تدریج به شکل نهایی تیرآهن، مانند H یا I درمی‌آید. این روش عمدتاً در کارخانه‌های بزرگ و برای تولید انبوه استفاده میشود.
روش جوشکاری و پرچ
در این روش، تیرآهن با کنار هم قرار دادن و اتصال ورق‌های فولادی ساخته میشود. به این صورت که دو ورق به‌عنوان بال و یک ورق به‌عنوان جان در نظر گرفته میشود و با جوشکاری یا پرچ به هم متصل میشوند. این روش معمولاً برای ساخت تیرآهن‌هایی با ابعاد سفارشی یا در پروژه‌هایی که به تعداد کمی تیرآهن نیاز دارند، به کار می‌رود.
هر یک از این روش‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و بسته به نوع پروژه، تعداد مورد نیاز و ویژگی‌های تیرآهن، یکی از آن‌ها انتخاب میشود. روش جوشکاری و پرچ بیشتر برای تولید تیرآهن‌های خاص و در مقیاس کوچک کاربرد دارد.
کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن
کارخانه‌های نورد تیرآهن نقش مهمی در تولید تیرآهن و دیگر مقاطع باکیفیت دارند و نیازهای صنعت ساختمان و زیرساخت‌های کشور را تامین می‌کنند. قیمت تیرآهن در هر کارخانه بسته به کیفیت و میزان تقاضا متفاوت است. در اینجا با برخی از مهم‌ترین کارخانه‌های فعال در این زمینه آشنا می‌شویم:
1. شرکت ذوب‌آهن اصفهان
ذوب‌آهن اصفهان به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده مقاطع فولادی در کشور شناخته میشود و تیرآهن‌های آن به دلیل کیفیت بالا و رعایت استانداردهای جهانی، محبوبیت زیادی دارند. این کارخانه، پیشگام در تولید تیرآهن‌های IPE و IPB بوده و محصولات آن در پروژه‌های بزرگ عمرانی استفاده میشود.
2. فولاد البرز ایرانیان
این شرکت که با نام اختصاری فایکو شناخته میشود، یکی از بزرگ‌ترین کارخانه‌های تولیدکننده تیرآهن در کشور است. فایکو به‌خاطر بهره‌گیری از تجهیزات پیشرفته و خطوط تولید مدرن، توانسته محصولات متنوعی از جمله تیرآهن‌های سبک و سنگین را با کیفیت بالا به بازار عرضه کند.
3. نورد فولاد یزد
کارخانه نورد فولاد یزد از تولیدکنندگان برتر در زمینه مقاطع فولادی است. این کارخانه تیرآهن‌هایی با مقاومت بالا و مناسب برای سازه‌های مختلف تولید می‌کند. تمرکز اصلی این مجموعه بر تولید محصولاتی با استحکام بالا و تطابق با نیازهای بازار داخلی است.
4. نورد آریان فولاد
آریان فولاد یکی از بزرگ‌ترین واحدهای خصوصی در زمینه تولید مقاطع فولادی است. تیرآهن‌های این کارخانه با استفاده از فناوری‌های مدرن تولید میشوند و به دلیل تنوع در ابعاد و کیفیت بالا، جایگاه ویژه‌ای در بازار دارند.
5. پروفیل صنعت ماهان
این شرکت یکی از فعالان برجسته در زمینه تولید مقاطع فولادی و تیرآهن است. پروفیل صنعت ماهان با تولید تیرآهن‌های دقیق و مقاوم، سهم بزرگی از بازار را به خود اختصاص داده و محصولات آن در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این کارخانه‌ها با تولید تیرآهن‌های باکیفیت و مطابق با استانداردهای جهانی، نقشی کلیدی در توسعه صنعت ساختمان و زیرساخت‌های کشور ایفا می‌کنند.
جمع‌بندی تولید تیرآهن
تیرآهن، این ستون‌های استوار سازه‌ها، از مراحل سختی عبور می‌کنند تا به دست ما برسند. از انتخاب مواد اولیه باکیفیت، تا فرآیندهای پیچیده‌ای مثل نورد و حتی روش‌های سفارشی مثل جوشکاری و پرچ، هر قدم در تولید تیرآهن با دقت و تکنولوژی پیشرفته انجام میشود. در نهایت، این مقاطع فلزی هستند که وزن سازه‌ها را تحمل می‌کنند و امنیت آن‌ها را تضمین می‌کنند.