تعریف و اهمیت
تختال فولادی (Steel Slab) یک محصول نیمه‌تمام است که از فرآیند ریخته‌گری پیوسته یا نورد شمش تولید می‌شود. سطح مقطع آن مستطیلی است و برخلاف شمش‌ها یا بیلت‌ها که مربعی هستند، برای تولید محصولات نورد تخت طراحی شده‌اند. این محصول به عنوان ماده اولیه برای ساخت ورق‌های نورد گرم، کویل‌ها، صفحات و لوله‌ها استفاده می‌شود و در صنایع خودروسازی، ساخت‌وساز، کشتی‌سازی و ماشین‌آلات سنگین نقش حیاتی دارد.
برای تمایز، باید توجه داشت که تختال‌ها با بیلت‌ها (برای میله‌ها و میله‌های گرد) و بلوم‌ها (برای محصولات طویل مانند تیرآهن) متفاوت هستند. تختال‌ها به دلیل شکل مستطیلی خود برای تولید محصولات تخت مناسب هستند.
انواع و طبقه‌بندی
تختال‌ها بر اساس نوع فولاد به کار رفته طبقه‌بندی می‌شوند:
تختال فولاد کربنی: رایج‌ترین نوع، برای کاربردهای عمومی مانند ساخت‌وساز.
تختال فولاد ضدزنگ: برای محیط‌های خورنده، مانند صنایع شیمیایی و غذایی.
تختال‌های آلیاژی: شامل فولادهای فریتی، آستنیتی، مارتنزیتی و دوپلکس، که برای نیازهای خاص مانند مقاومت بالا یا مقاومت در برابر خوردگی طراحی شده‌اند.
مشخصات شیمیایی شامل عناصری مانند آهن، کروم، مس، مولیبدن، منگنز، نیکل و سیلیسیم است. استانداردهای صنعتی مانند ASTM A615M، ASTM A706M، BS 4449، GOST 380/89-94 و EN 10025 (مانند S235JR، S275JR، S355JR) برای اطمینان از کیفیت استفاده می‌شوند.
جدول زیر خلاصه‌ای از انواع و استانداردهای رایج ارائه می‌دهد:
نوع تختال | استانداردهای رایج | کاربردها |
|---|---|---|
فولاد کربنی | ASTM A36، SAE1006، SAE1008 | ساخت‌وساز، خودروسازی |
فولاد ضدزنگ | ASTM A240، EN 1.4301 (304) | صنایع غذایی، شیمیایی |
فولاد آلیاژی | JIS G3106 SM400A، EN 10025 S355 | ماشین‌آلات سنگین، کشتی‌سازی |
فرآیند تولید
تختال‌ها عمدتاً از طریق فرآیند ریخته‌گری پیوسته تولید می‌شوند، که شامل مراحل زیر است:
انتقال فولاد مذاب: فولاد مذاب از کوره به پاتیل منتقل می‌شود و روی یک برجک دوار قرار می‌گیرد (یکی در حال ریخته‌گری، دیگری در حال آماده‌سازی).
تاندیش: فولاد از پاتیل به تاندیش منتقل می‌شود، که به عنوان مخزن واسط عمل می‌کند و جریان را صاف می‌کند.
قالب: فولاد از تاندیش از طریق نازل غوطه‌ور (SEN) به قالب مسی آب‌خنک ریخته می‌شود. عمق قالب معمولاً 0.5 تا 2 متر است و برای جلوگیری از چسبیدن، نوسان می‌کند.
خنک‌سازی اولیه و ثانویه: در قالب، فولاد شروع به انجماد می‌کند و پوسته‌ای جامد تشکیل می‌دهد. سپس در منطقه خنک‌کننده ثانویه با اسپری آب کاملاً جامد می‌شود.
برش: تختال جامد به طول‌های مورد نظر (معمولاً 4 تا 12 متر) برش خورده و برای پردازش بیشتر آماده می‌شود.
ابعاد تختال‌ها بسته به نوع متفاوت است:
تختال‌های معمولی: 100-1600 میلی‌متر عرض، 180-250 میلی‌متر ضخامت، تا 12 متر طول، با سرعت ریخته‌گری تا 1.4 متر در دقیقه.
تختال‌های نازک: 40-110 میلی‌متر ضخامت، مانند 1680×50 میلی‌متر در برخی تأسیسات.
تختال‌های پهن: تا 3250×150 میلی‌متر.
تختال‌های ضخیم: تا 2200×450 میلی‌متر، معمولاً 200-300 میلی‌متر.
علاوه بر ریخته‌گری پیوسته، روش‌های دیگر مانند نورد شمش نیز استفاده می‌شوند، اما کمتر متداول هستند.
مشخصات و خواص
تختال‌ها باید مطابق با استانداردهای صنعتی تولید شوند تا کیفیت نهایی محصولات تضمین شود. مشخصات شامل:
ابعاد: ضخامت 195-260 میلی‌متر، عرض 800-2100 میلی‌متر، طول 5000-12000 میلی‌متر (بر اساس SteelScope).
خواص شیمیایی: شامل آهن، کروم، مس، مولیبدن، منگنز، نیکل و سیلیسیم.
استانداردها: ASTM A615M، ASTM A706M، BS 4449، GOST 380/89-94، EN 10025، JIS G3106 و غیره.
عیوب: نباید ترک‌های طولی یا عرضی، درز، پوسته، حفره، انقباض یا سایر عیوب سطحی و داخلی داشته باشد که کیفیت محصول نهایی را تحت تأثیر قرار دهد.
وزن نظری تختال با فرمول زیر محاسبه می‌شود:
TONNE = (T(mm) × W(mm) × L(mm)) / 1000 / 1000 × 7.85 (چگالی 7.85 تن بر متر مکعب).
کاربردها
تختال‌ها به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات زیر استفاده می‌شوند:
ورق‌های نورد گرم و سرد.
کویل‌های فولادی، از جمله کویل‌های گالوانیزه.
صفحات فولادی برای ساخت‌وساز و ماشین‌آلات سنگین.
لوله‌ها و تیوب‌ها برای صنایع نفت و گاز.
قطعات خودرو مانند بدنه خودروها، و قطعات کشتی مانند بدنه کشتی‌ها.
صنایع اصلی شامل ساخت‌وساز (برای ساختمان‌ها و پل‌ها)، خودروسازی (برای قطعات بدنه و شاسی)، کشتی‌سازی (برای بدنه و سازه‌ها)، و ماشین‌آلات سنگین (برای تجهیزات صنعتی) هستند.
بازار و تجارت
تحقیقات نشان می‌دهد سالانه حدود 20 میلیون تن تختال در سطح جهانی تولید و معامله می‌شود (modiranahan.com). کشورهای عمده تولیدکننده شامل چین (بزرگ‌ترین تولیدکننده با حدود 30.63 میلیون تن تختال فولاد ضدزنگ در سال 2021 برای منطقه آسیا-پاسیفیک)، روسیه، برزیل و ایران هستند. بازار تقاضا به طور گسترده‌ای پخش شده است، با تمرکز بر کشورهای در حال توسعه با پروژه‌های زیرساختی بزرگ.
توسعه‌های اخیر
در سال‌های اخیر، نوآوری‌هایی در تولید تختال مشاهده شده است:
ریخته‌گری تختال نازک: که ضخامت 40-110 میلی‌متر دارد و فرآیند نورد را کارآمدتر می‌کند، مانند فناوری‌های ESP TSC و HSBC (Wikipedia).
استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی (EAF): برای تولید از قراضه فولاد، که انتشار کربن را کاهش می‌دهد و پایداری را افزایش می‌دهد (ncbi.nlm.nih.gov).
فناوری‌های پیشرفته: مانند قالب‌های هوشمند (SmartMold)، تنظیم عرض هیدرولیکی (DynaWidth) و سیستم‌های کنترل خودکار برای بهبود کیفیت و کاهش عیوب (primetals.com).
پایداری محیط‌زیست: تلاش برای کاهش مصرف انرژی و استفاده از مواد بازیافتی، که ردپای کربنی را کاهش می‌دهد (federalsteel.com).
این توسعه‌ها به بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و افزایش پایداری در تولید تختال کمک کرده‌اند.