آهن آلات

کاربرد تیرآهن هاش

تیر آهن یکی از محصولات فلزی مهم است که کاربرد های بسیار زیادی دارد. عمده ی مصرف آن در ساختمان سازی و ستون و پایه های سازه به شمار می آید. وظیفه اصلی تیر تحمل تنش های ناشی از نیروی برش و گشتاور خمشی حاصل از بارهای وارد شده است. هر تیرآهن در سازه، یا عمودی نصب می شود که اصطلاحا “ستون” نامیده می شود، یا در وظعیت افقی قرار می گیرد که “تیر” اطلاق می شود. پروفیل های تیرآهنی علاوه بر سازه های ساختمانی در برخی پروژه های صنعتی نیز کاربرد دارند.

استانداردهای تیرآهن

پروفیل تیرآهن به روش نوردکاری گرم در شاخه های 12 و برخی مواقع 6 و 8 متری تولید می گردد. این تیر ها در سه نوع IPE، INP و IPB تولید می شوند. تفاوت این مدل ها در استحکام، میزان خمش و تحمل تنش های وارد شده است. از نظر ظاهری بال در تیر آهن IPE ثابت است، در INP بال با فاصله گرفتن از جان تیر کاهش می‌یابد و در تیر آهن هاش IPB طول بال ها عریض و مانند حرف H لاتین است.

ST44 ،ST52 و ST37 جنس هایی هستند که از آن ها تیرآهن هاش و سایر تیرها تولید می شود که در ایران بیشتر تولیدات بر پایه ST37 صورت می گیرد.

DIN 1025 یا EN 10034 و EN 10163-3 یا TDP: STN 42 0135 از جمله استانداردهایی هستند که در تولید تیرآهن دسته بندی و منتشر شده اند و کارخانجات تولیدی بر پایه آن ها محصولات خود را روانه بازار می کنند.

انوای تیرآهن هاش | H | IPB

تیر آهن هاش بر پایه دو نوع استاندارد هاش سبک و هاش سنگین تولید می گردد.

• هاش سبک HEA : بال های این نوع تیر نازک تر است.
• هاش سنگین HEB : بال های این نوع تیر ضخیم تر است و  در نتیجه وزن بالاتری دارد.

البته هاش در مدل HEM نیز تولید می شود که بال و جان تیر اندازه دو برابری و ضخیمی دارد.

» نوشته مرتبط: تیرآهن لانه زنبوری چیست

کاربرد تیرآهن هاش

تیر آهن H به دلیل وزن بالا و پهنای مقطعی که دارد در سازه ها و برج های بلند کاربرد فراوانی دارد. کاربرد تیرآهن هاش در طول های 90 تا 100 متر به دلیل ضخامت بیشتر است. صنعت پل سازی از موارد دیگر کاربرد هاش به دلیل استحکام بالا است. به طور کلی در مواردی که نیاز به تحمل و مقاومت بالا باشد مانند سد سازی و ساخت کشی، از انواع هاش استفاده می شود.

در تیر H بر خلاف I، به دلیل برابری دو بال و جان تحمل نیروی های برشی و خمشی به مراتب بالاتر است.

وزن تیر آهن هاش

به دلیل ابعاد و ضخامتی که تیرهای سبک و سنگین هاش به نسبت تیرهای IPE دارند، تیرهای H از وزن بیشتری برخوردار هستند. برای مثال هاش سبک سایز 12 دارای وزن حدودی 240 کیلوگرم و در مقابل تیر IPE سایز 12 از شرکت ذوب آهن اصفهان دارای وزنی معادل 176 کیلوگرم است.

فرمول محاسبه وزن تیرآهن هاش

در اختصار برای نمایش تیر سنگین از حرف V و تیر سبک از L نیز استفاده می کنند. مثلا IPBV نشان دهنده تیرآهن هاش عریض سنگین و IPBL نماد تیر هاش عریض سبک است. این تیرها از اندازه 10 تا 70 تولید می شوند. در هنگام خرید هاش میبایست به وزن آن توجه کرد، قیمت تیرآهن هاش نیز مانند سایر محصولات فولادی بر اساس وزن تعیین می گردد.

» نوشته مرتبط: روش های برش تیرآهن

شرکت های تولید کننده تیرآهن هاش

در حال حاضر بیشتر حجم هاش موجود در کشور از طریق واردات است. اما شرکت ذوب آهن و فولاد ناب تبریز از تولید کنندگان داخلی این نوع تیرآهن سنگین محسوب می شود.

روش های برش تیرآهن

تیر آهن یکی از پروفیل های پرکاربرد ساختمان سازی است. این محصول در استانداردهای مختلفی نظیر IPE، INP، IPB و CNP تولید شده که هرکدام خصوصیت ظاهری و استحکامی متفاوتی دارند. تیرهای IPE یبشتر از سایر مدل ها در ساختمان سازی ایران رایج است. از نظر ظاهری ضخامت بال‌های ابتدا و انتهای تیر IPE کاملا یکنواخت و یکسان هستند. بسیاری از مواقع برای استفاده از این محصول نیازمند برش کاری هستیم. روش های برش تیرآهن متفاوت است که در زیر به انواع آن می پردازیم.

علت برش تیرآهن

تیرآهن معمولا در شاخه های 12 متری تولید می گردد ولی نحوه قیمت تیرآهن بر اساس وزن شاخه اعلام می شود. البته تیر با طول 6 متری نیز تولید می شود.

برخی مشتریان نیازمند خرید تیر به متراژ دلخواه هستند که در اصطلاح به آن تیرآهن نرمال می گویند. برای این کار میبایست از طول پروفیل کوتاه شود. همچنین در ساختمان سازی برای ستون گذاری و پودر ها نیازمند کاهش طول و برشکاری تیر آهن و سپس جوشکاری به سایر قسمت ها هستیم.

روش های برش تیر آهن

– برش تیرآهن به روش سرد | کوپال

این روش به کمک گیوتین های سنگین صورت می گیرد. روش کار بدین صورت است که محل برش را روی لبه گیوتین قرار داده و با فشردن شاستی، تیغه های قیچی پایین آمده و محل مورد نظر را برش می دهد. دستکاه پانچ و برش هیدرولیکی یکی از نمونه های این کار است که بدون تولید براده برش می دهد. معمولا محل برش به روش سرد دچار دفورمگی می شود. دستگاه های برش هیدرولیکی به صورت پرتابل و قابل حمل نیز تولید شده اند و به راحتی در محل مستقر شده و عملیات برشکاری را انجام می دهد. در هنگام برش میبایست به وزن و حجم تیرآهن دقت نمود و دستگاه مورد نظر را انتخاب کرد. امروزه این روش از اصلی ترین متدهای برش تیرآهن به شمار می آید.

– برش تیرآهن به روش گرم | برنول

برش کاری در حالت برنول به صورت گرم انجام می گیرد؛ این روش در اصل همان هوا برش است. حرارت ایجاد شده از احتراق گاز استیلن و اکسیژن از نوک مشعل برنول بیرون آمده و باعث ذوب محل برش می شود. برشکاری سایر پروفیل های فلزی نظیر میلگرد نیز به کمک این روش بسیار مرسوم است. هزینه پایین از مزیت های آن و ذوب شدگی محل برش و مهارت در کار از معایب این روش است.

» نوشته مرتبط: روش های برش میلگرد

برش تیراهن به روش برنول

– برش تیرآهن با آره آتیشی

از روش های دیگر برش تیرها دستگاه اره دیسکی آتیشی یا اره پروفیل بر است. معمولا از این دستگاه به منظور برشکاری در کارگاه ها استفاده می شود. به کمک این ماشین برش ها خیلی سریع صورت می گیرد و امکان قطع در زاویه دلخواه به کمک میز کار این نوع آره فراهم شده است. یکی از تجهیزات اره آتشی کلید ایمنی خودکار می باشد، که اگر تیغه در زمان کار شکسته شود به طور خودکار دستگاه را متوقف کند. میزان نیروی برشی در دست اپراتور است، لذا باید تجربه کافی داشته باشد تا نیروی بیش از حد اعمال نکرده و باعث شکستن تیغه نشود. اره آتیشی برای برش سایر پروفیل های آهنی نظیر نبشی و ناودانی بسیار پر استفاده است.

– برش تیرآهن با اره نواری

دستگاه اره نواری مناسب ترین روش برشکاری تیرآهن هاش سنگین و تیرهای قطور است. این دستگاه دارای اره ای دوار است که برش باریکتری نسبت به بقیه اره ها دارد که موجب پرتی کمتری در کار می‌شود. معمولا به دلیل برش قطعات ضخیم، عملیات با پاشش آب و صابون به منظور خنک کنندگی صورت می گیرد.

» نوشته مرتبط: تیرآهن نرمال چیست

– برش تیرآهن به کمک لیزر

لیزر فناوری است که در آن از اشعه برای برش اجسام استفاده می‌شود. اشعه لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیه الکتریکی یا تابش یک لامپ در یک محفظه بسته تولید می‌شود. . این روش در کارگاه ها مرسوم نیست و بیشتر به منظور برش های دقیق آزمایشگاهی و صنعتی صورت می گیرد. برش لیزری توسط استعمال اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر روی اجسامی که می‌خواهند بریده شوند انجام می‌شود. فناوری لیزر به دلیل دقت بالا بیشتر در سوراخ کاری و ایجاد نقش و نگار در ورق به کار می رود. صنایع نظامی، هوایی و پزشکی از موارد اصلی کاربرد برشکاری لیزری است.

– برش تیرآهن به کمک واتر جت

جت آبی یا واتر جت اصطلاحی برای بیان تجهیزاتی است که از یک جریان فشار بالای آب برای اهداف برشکاری و تمیزکاری بهره گرفته‌است. در این روش آب با مخلوطی از سنگ های ساینده نظیر سیلیکون کاربید با فشار ۴۰۰۰ بار از طریق یک سوراخ بسیار کوچک بیرون رانده می شود که سبب برش کاری می شود. اساسی ترین ویژگی برش به این روش فرایند خنک آن است چرا که در طول کار اصلا دمای قطعه بالا نمی رود. این روش در کارگاه های ساختمانی مرسوم نیست و در صنعت و محیط های کارخانه ای انجام می پذیرد.

روش های برش میلگرد

یکی از ویژگی های خوب آهن آلات و محصولات فلزی نظیر میلگرد قابلیت برشکاری، فرم دهی برای استفاده در اندازه و ابعاد مختلف است. میلگردهای تولید شده در کارخانجات عمدتا در شاخه های 12 متری تولید می شوند. قیمت میلگرد با توجه به بهای جهانی این کالا تغیر پیدا می کند. این محصول در استانداردهای رایج A1، A2، A3 و میلگرد A4 تولید شده که از نظر استحکام با یکدیگر متفاوت هستند. گاهی نیازمند قطع های کوچکتر از این محصول هستیم که می بایست از یکی از روش های برش میلگرد استفاده نمود. بعد از برشکاری، قطعات را با روش هایی نظیر جوش یا خم به یکدیگر اتصال می دهند. برای مثال در ساخت آرماتور و میلگرد گذاری ساختمان های بتنی نیازمند قطع و برش شاخه های میلگرد هستیم.

روش برش میلگرد

به منظور قطع این پروفیل در طول دلخواه از دو روش گرم و سرد استفاده می شود که مجری بر حسب شرایط کار و امکانات موجود از آن استفاده می کند.

الف) برش کاری گرم

برشکاری توسط حرارت معولا از منابع گازی یا حرارت ناشی از اصطکاک صورت می گیرد. در این روش حرارت به میزانی است که پیوندهای مولکولی بین فلزی ذوب شده تا به دو نیم تقسیم شود. دقت بالا، سرعت زیاد، امکان برش چندین پروفیل به صورت یکجا از مزیت های برشکاری گرم است. در عوض امکان تغییر خاصیت آهن به دلیل تنش های ناشی از حرارت برشی، تاب برداشتگی، نور و حرارت زیاد، پاشش براده و بروز حوادث از معایب برشکاری گرم است.

– هوا برش

در برشکاری هوا، اکسیژن و استیلن برای عملیات برش انواع فلزات و آهن آلات مورد استفاده قرار می گیرد. در واقعا این روش هم برای جوشکاری و هم برش کاری استفاده می گردد. اکسیژن دمیده شده با فلز داغ واکنش نشان داده و تشکیل اکسید داده و تولید گرما و حرارت می‌ کند. در نهایت گرمای تولید شده باعث برش در قطعه‌ کار می گردد. این حرارت به کمک نازل که توسط اپراتور به محل برش تابیده می شود انتقال می یابد. دقت کم و پاشش پلیسه های داغ از معایب هوا برش است. هوا برش برای قطعات ضخیم مناسب تر است.

» نوشته مرتبط: تیرآهن لانه زنبوری چیست

برش میلگرد به کمک هوابرش

رگولاتور، کپسول گاز ،شیلنگ گاز، مشعل، شیر یک طرفه و نازل برش از ملزومات دستگاه هوا برش هستند.

– لیزر برش CNC

برش آهن به وسیله لیزر به این نحو است که اشعه به وسیله یک منبع با توان زیاد به سمت محل مورد نظر تابیده شده و به وسیله ذوب و یا تقطیر، آهن برش می ‌خورد. به دلیل اینکه لیزر کار برش را به صورت یکنواخت و مداوم انجام می ‌دهد نسبت به روش‌های سنتی و مکانیکی بسیار تمیز و با دقت بیشتری تولید می شود. انعطاف‌پذیری و ایجاد طرح‌های پیچیده، دقت و سرعت بالا از مزیت های دستگاه های برش سی ان سی هستند. استفاده از این دستگاه برای صرفا برش ساده و خطی میلگرد مقرون به صرفه نخواهد بود. ایجاد طرح های مختلف و نقش و نگار روی ورق فلزی بهترین کاربرد برای دستگاه های لیزر در صنعت هستند.

– فرز دستی

مرسوم ترین روش برش انواع میلگرد در ضخامت های گوناگون استفاده از فرزهای دستی است. کافیست صفحه سنگ برش دستگاه را تعویض کرده و صفحه برش فولاد را جایگزین کرد تا برشکاری انجام شود. برش سریع و در دسترس بودن از مزیت های این نوع برش است. خطرات پاشش براده بر روی بدن و سختی کنترل تیغه برش از عیوب این روش است که میبایست جوانب ایمنی به شدت رعایت شود. از این روش تنها برای برش موردی و تکی پروفیل میلگرد استفاده می گردد.

– اره دیسکی آتیشی

در کارگاه های برش کاری یا ساختمان سازی مرسوم ترین روش برش پروفیل، انواع قوطی های فلزی و میلگرد، استفاده از دستگاه اره آتیشی است.

اره دیسکی آتشی در انواع مختلفی تولید می شود که تمامی آن ها دارای میز کار و گیره نصب شده در جلوی تیغه برش هستند. به کمک این گیره ها می توان پروفیل ها را به صورت موازی، زاویه دار و مورب برش داد. این نوع اره در مدل های رو میزی کوچک، سبک و قابل حرکت نیز تولید می گردد. در هنگام کار با این دستگاه باید ایمنی را رعایت کرد و همیشه از محافظ دیسک برش استفاده نمود. برش یکسان و سریع از مزیت های این روش است و در مقابل تولید سر و صدای زیاد جزو عیوب آن است.

برش میلگرد به کمک سنگ فرز دستی

روش های برش میلگرد متفاوت هستند. در این بین روش گرم سریعترین روش قطع میلگرد است که توسط تولید حرارت نظیر احتراق گاز یا برش به کمک تیغ اره های دیسکی انجام می گیرد. روند سریع کار و دقت خوب از حسن های آن است و خطرات ناشی از گرما و پرش براده بر روی چشم و صورت از معایب آن است.

ب) برش کاری سرد

برشکاری سرد عمدتا توسط فشار فیزیکی توسط تیغه یا کشیدن تیغه های اره ای ایجاد می گیردد. ارزان بودن تجهیزات و سادگی کار، عدم نیاز به مهارت پیچیده، عدم تولید گازهای سمی و نداشتن پرتی و کم صدا بودن از مزیت های برش سرد است. در مقابل دقت کمتر و حجم کاری پایین از معایب برش کاری سرد میلگرد است.

» نوشته مرتبط: آهن قراضه چیست

– قیچی دستی | گیوتین

قیچی گیوتبن های دستی از ابتدایی ترین روش برش و قطع میلگرد محسوب می شوند که برای کارهای محدود سر ساختمان ها استفاده می گردد. نحوه کار بدین صورت است که یک عدد میلگرد را مابین لبه های قیچی قرار داده و دسته قیچی را با فشار به پایین کشیده تا سبب قطع شود. دفورمگی در محل برش و نیاز به نیروی بالای اپراتور از معایب قیچی دستی است.

قیچی برش دستی میلگرد

– قیچی برش برقی

این دستگاه همانند قیچی دستی است با این تفاوت که نیازی به نیروی اپراتور برای عملیات برش ندارد. دستگاه با برق تک یا سه فار کار می کند و دارای تیغه های کربنی سخت است. به کمک این تجهیزات بدون تولید براده می توان دقیقه ای 30 میلگرد را برش زد. از طرف دیگر عدم ایجاد دفرمگی در ساختار میلگرد از ویژگی های این روش است. این دستگاه هم در ابعاد بزرگ برای برش دسته ای میلگرد و هم در مدل قابل حمل تولید می شود.

آهن اسفنجی چیست

روش های تولید و فرآوری آهن خام و فولاد سازی متفاوت است. احتمالا نام آهن های اسفنجی را شنیده باشید. اما آهن اسفنجی چیست؟ محصول به دست آمده از احیای مستقیم سنگ آهن و گندله، آهن اسفنجی (Direct Reduced Iron) نام دارد. علت نامکذاری به دلیل ساختار متخلخلی آن نظیر اسفنج است. گُندله به گلوله‌ های گرانولی شکل تولید شده از سنگ آهن گفته می شود. این نوع آهن منبعی با خلوص بسیار بالا است که در چرخه تولید فولاد و آهن آلات کاربرد تعیین کننده ای دارد. این آهن جایگزین مناسبی برای آهن قراضه است و می توان از آن برای تامین مواد اولیه ذوب کارخانجات فولاد سازی استفاده نمود.

روش تولید آهن اسفنجی

این ماده بصورت مستقیم از طریق کاهش اکسیژن سنگ آهن بدست می‌آید و میزان عیار آن بین 85 تا 95 درصد است. تولید اسفنجی در کوره های القایی انجام می گردد که نیازمند دانش کافی برای استفاده از آن است. یکی از دلایل رواج این نوع آهن، مشکلات در تهیه ضایعات و قراضه است. محصول یاد شده در همه ی روش های تولید فولاد کارایی دارد و میتوان از آن در شارژ پیش از ذوب کوره استفاده نمود. در کوره القایی میتوان 50 درصد خوراک ماده اولیه را از آهن اسفنجی جایگزین کرد.

» نوشته مرتبط: تولید آهن اسفنجی به روش SL/RN

تولید آهن اسفنجی به روش میدرکس

سنگ آهن برای احیای مستقیم یا بر پایه گاز است یا غال سنگ. استفاده از زغال سنگ به دلیل آلودگی های زیست محیطی کمتر مورد توجه قرار می گیرد. در ایران به دلیل منابع گسترده گازی استفده از آن برای احیای سنگ آهن توجیه اقتصادی بیشتری دارد. در این میان میدرکس (Midrex) یکی از متد های پر کاربردی است که بر پایه گاز انجام می گیرد.

در روش میدرکس، گاز طبیعی که عمدتا متان است وارد واحد شکست گاز شده و بر اثر حرارت وارد شده و کتالیست های مخصوص به هیدروژن و کربن تبدیل می گردد. هیدروژن و کربن وارد کوره احیا شده و گندله سنگ آهن در آن گذاخته می شود. سپس با اکسیژن گندله سنگ آهن ترکیب شده و سنگ آهن احیا می گردد. تولید انواه شمش ها و میلگرد از کاربردهای این نوع از آهن است.

» نوشته مرتبط: تیرآهن لانه زنبوری چیست

بریکت چیست

بریکت (Briquette) نوعی از آهن اسفنجی است که به صورت بلوک های فشرده شده از گرد و غبار زغال سنگ یا سایر مواد ترکیبی نظیر آهن  اسفنجی و خاک آن، پلیسه ها یا خرده های آهن از احیای مستقیم آهن تولید می شود و شامل سه دسته بریکت سرد، گرم و نرمه است.

بریکت داغ آهن اسنفجی

آهن بریکت به منظور کاهش زنگ زدگی آهن در هنگام جابجایی، انبارداری و ذخیره سازی استفاده می شود. در بریکت سازی چگالی آهن بیشتر می شود و تخلخل سطح کاهش می یابد.

» نوشته مرتبط: آهن قراضه چیست

جایگاه آهن اسفنجی در ایران

در حال حاضر ایران یکی از بزگترین تولید کنندگان آهن اسفنجی در جهان به شمار می آید و در تولید این محصول رتبه دوم را دارد. اکثر تولیدات اسفنجی در سایز نقاط جهان نیز به دلیل بازدهی بالا به روش شرکت میدرکس است. روش احیا با زغال سنگ به دلیل آلودگی و HYL به دلیل مصرف بالای برق در رده های بعدی هستند. طبق آمار انجمن تولید‌کنندگان فولاد ایران در 11 ماهه سال 1397 مجموع صادرات آهن نوع اسفنجی رقم ۵۰۷ هزار تن ثبت شده بود. در سال 1399 ایران بر بام تولید کننده آهن ن.ع اسفنجی جهان قرار گرفت. تولید این محصول تا ۲۲ ژوئن 2020 در جهان به ۳۲.۱ میلیون تن رسید که همچنان پس از ایران، کشورهای هند، مصر(۲.۲ میلیون تن)، مکزیک (۲.۰۵ میلیون تن) و عربستان (۱.۷ میلیون تن) قرار گرفتند.