ورق اسیدشویی چیست؟

در صنعت ساخت ورق های فولادی، برای افزایش کاربرد ورق های فولای از ورق های گرم (ورق سیاه)، ورق اسیدشویی تولید می کنند. این ورق ها نسبت به ورق سیاه گران تر و نسبت به ورق روغنی ارزان تر هستند. اما چرا ورق گرم را به ورق اسیدشویی تبدیل میکنند؟ نحوه تبدیل ورق سیاه به ورق اسیدشویی چگونه است؟

ورق اسیدشویی چیست؟

ورق های فولادی حاصل شده با روش نورد گرم، سطحی خشن و تیره دارند؛ به همین دلیل به این ورق ها ورق سیاه گفته می شود. به منظور افزایش کیفیت ظاهری در ورق گرم، با استفاده از اسید سطح ورق را شسته و پوسته های خشن و تیره را از آن جدا میکنند. این کار تا حدود بسیاری به صاف و صیقلی شدن و افزایش کیفیت ظاهری ورق کمک می کند.

برخی از صنایع، محصولاتی تولید میکنند که زیبایی ظاهر در آن ها اهمیت چندانی ندارد و مسئله حائز اهمیت، کیفیت و مقاومت ورق است؛ از این رو این پس از عملیات اسید شویی ورق گرم، ساخت ورق های با کیفیت (ورق سرد) در این مرحله متوقف شده و ورق اسیدشویی برای ساخت محصولاتی مانند: قوطی، نبشی، ناودانی و … روانه بازار مصرف میشود؛ به همین دلیل قیمت این ورق ها از ورق سیاه بیشتر و از ورق روغنی کمتر است.

دلیل اسیدشویی ورق فولادی

برای حذف پوسته های ایجاد شده در سطح ورق سیاه، ورق را با اسید شستشو می دهند؛ به طور معمول لایه ای از پوسته با ضخامتی کمتر از یک هزارم اینچ با رنگ خاکستری با فرایند اسید شویی از سطح ورق حذف می شود. پوسته از نظر آرایش مولکولی، خواص فیزیکی و شیمیایی شباهت بالایی به زنگ آهن دارد؛ تنها تفاوت پوسته و زنگ آهن، نحوه به وجود آمدن آن ها است. پوسته در دمای بالا تشکیل می شود و با گذشت زمان و افزایش دما سرعت رشد و عمق پوسته ها بیشتر میشود؛ در صورتی که زنگ آهن در اثر هوازدگی آهن و به مرور زمان اتفاق می افتد.

مراحل تولید ورق اسید شویی

برای تولید ورق اسید شویی از ورق سیاه استفاده می شود، ورق های سیاه طی فرایند نورد گرم تولید شده و به صورت کلاف هایی از ورق وارد مرحله  اسیدشویی میشوند.

1-حذف پوسته های بزرگ

در اولین مرحله، باید ورق سیاه را از حالت رول خارج کرده و برای فرایند اسیدشویی و حذف پوسته ها به صورت تخته و صفحه ای در آورند. برای این کار سر ورق ها را با استفاده از تجهیزات مخصوص نگه داشته از دو دسته غلتک برای صاف و تخت کردن ورق استفاده می کنند. سه غلتک در زیر ورق و دو غلتک بالای ورق قرار داده شده و با عبور ورق از میان غلتک ها، و فشار حاصل از غلتک ها، ورق حالت رول خود را از دست داده و به حالت تخت تبدیل میشود. با اعمال این تغییرات، بر اثر فشار غلتک ها، پوسته ها و ناهمواری های درشت نیز از سطح ورق خرد شده و حذف می شوند.

2-مرحله مداوم سازی

برای شستشوی ورق با اسید، باید کلاف ها از سر و ته به یکدیگر متصل شده باشند؛ برای انجام این کار، با استفاده از قیچی هیدرولیکی که در لبه ورودی ورق ها وجود دارد، سر هر دو کلاف را به صورت مربعی شکل برش زده و بخش های آسیب دیده را جدا می کنند.

پس از بارگیری کلاف ها، سرکلاف جدید مماس با ته کلاف قبلی است با ایجاد جریان ولتاژ قوی خط اتصال دو کلاف را ذوب کرده و با اعمال فشار هیدرولیکی، هر دو ورق به واسطه جوش لب به لب به یکدیگر متصل میشوند. برای اتصال دو ورق فولادی به یکدیگر از روش های مختلفی مطابق با استانداردها استفاده میشود؛ نحوه انجام این اتصال به گرید و ابعاد ورق فولادی وابسته است. این مرحله اهمیت بالایی دارد زیرا شکسته شدن ورق و باز شدن اتصالات در خطوط اسیدشویی بسیار زمان بر خواهد بود.

پس از جوشکاری با استفاده از ابزار برش، برآمدگی ها و ناهمواری های ایجاد شده توسط جوش پاک میشوند سپس ورق به صورت یکپارچه به سمت مراحل بعدی تولید ورق اسیدشویی منتقل می شود.

3-اصلاح و حذف پوسته های ریز در ورق

پس از اتصال ورق های گرم به یکدیگر، به منظور هموار کردن محل اتصال دو ورق و حذف ناهمواری ها و پوسته های ریز به جا مانده از مرحله قبل، بار دیگر ورق ها را از میان غلتک های متوالی عبور می دهند. در این مرحله تعداد غلتک ها و میزان فشاری که به ورق ها اعمال می شود بسیار بیشتر از مرحله تخت کردن ورق ها است.

4-وان اسیدشویی

مهمترین مرحله تولید ورق اسیدشویی، مرحله وان اسید است؛ پس از پاک سازی سطح ورق از پوسته ها و ناهمواری ها، برای جلوگیری از لکه دار شدن ورق و حفظ بهره برداری، ورق را وارد وان اسید میکنند.

وان اسید، از چهار مخزن به صورت متولی ساخته شده است؛ معمولا این مخزن ها حاوی اسید هیدروکلریک با غلظتی میان ۲ الی ۱۰ درصد بوده و در دمایی بین ۸۲ الی ۹۳ درجه سانتی گراد نگهداری می شوند؛ برای محافظت از ورق فولادی در مقابل اسید، بازدارنده های شیمیایی نیز به ترکیب اسیدی اضافه می شوند.

پس از آماده سازی محلول، ورق را با سرعت ۱۶۴.۵ متر بر دقیقه از وان عبور می دهند؛ سپس بلافاصله با افشانه های آب، سطح ورق را شسته و اسید را از سطح ورق دور میکنند؛ پس از شستشوی ورق با آب، سطح ورق را با هوا دهی خشک کرده و پس از اتمام این مرحله، ورق اسیدشویی با رنگ نقره ای مات از ورق فولادی حاصل می شود.

5-برش و بررسی اسیدشویی

در صورت نیاز به تمیز و یکنواخت کردن لبه های ورق اسیدشویی شده، با استفاده از تیغه های مخصوص لبه های ورق را در حدود ۳۱.۷۵، ۱۹.۰۵ و ۵۰.۸ میلیمتر از هر دو طرف برش می زنند.

پس از یکنواخت سازی ورق با استفاده از دستگاه ها و تجهیزات مخصوص، بررسی های کیفی جهت یکنواختی و کیفیت ورق انجام میگیرد. در صورت تایید کیفیت ورق، ورق وارد مرحله آخر تولید ورق اسیدشویی می شود.

6-روغن کاری و رول کردن ورق

در مرحله آخر تولید ورق اسیدشویی، برای محافظت از ورق در برابر زنگ زدگی، آن را روغن کاری میکنند (فرایند روغن کاری تا ۶ ماه از زنگ زدن ورق جلوگیری میکند.). روغن کاری ورق اسیدشویی با روش الکترواستاتیک و پاشیدن روغن بر سطح ورق انجام می شود. در این روش روغن کاری، از بارهای الکتریکی کمک گرفته تا سرعت جذب روغن توسط ورق را افزایش دهند. پس از روغن کاری ورق، قسمت های جوش داده شده توسط، قیچی های هیدرولیکی برش داده شده و ورق ها را برای ادامه فرایندها و تبدیل ورق اسیدشویی به ورق روغنی و یا استفاده در صنایع مختلف، مجددا به فرم رول تبدیل می کنند.

اسیدهای مورد استفاده در تولید ورق اسیدشویی

برای تولید ورق اسیدشویی، معمولا از اسید هیدروکلریک اسید و سولفوریک اسید استفاده می شود:

• هیدروکلریک اسید

مزایای استفاده از اسید هیدروکلریک: مهمترین مزیت اسید هیدروکلریک، محلول بودن اسید در دمای اتاق و کاهش هزینه های گرمایش است؛ استفاده از این اسید رسوب هیدروژن کمتری دارد؛ همچنین نمک های آهن کمتری روی ورق فولادی ایجاد می شود.

معایب استفاده از اسید هیدروکلریک: بخار شدن این اسید در دمایی بالاتر از دمای محیط، هزینه بر بودن تهیه این اسید، ایجاد خوردگی در تجهیزات و دستگاه های مورد استفاده، افزایش هزینه ها (جهت دفع منیزیم)

• سولفوریک اسید

مزایای استفاده از اسید سولفوریک: تجدید این اسید به راحتی صورت می گیرد، افزایش دما و کاهش غلظت اسید عملکرد اسید سولفوریک را کاهش نمی دهد، بازیابی سولفات آهن به راحتی انجام می شود، میزان اسیدشویی با دمای اسید کنترل می شود.

معایب استفاده از اسید سولفوریک: نفوذ بالا در فولاد، الزام به گرم کردن اسید، چسبنده بودن باقیمانده های اسیدشویی، نفوذ هیدروژن بیشتر به فولاد.

استانداردهای تولید ورق اسیدشویی

برای تولید ورق اسیدشویی استانداردهای مختلفی رعایت میشود. معروف ترین و رایج ترین ورق اسیدشویی مورد استفاده در صنعت های مختلف، ورق های تولید شده با استانداردهای DIN 1614 و BS EN 10111 می باشد.

• استاندارد DIN 1614 در تولید ورق اسید شویی

طبق این استاندارد ورق های اسیدشویی به چهار گرید، StW22، USt23، RRStW23 وStW24  تقسیم می شوند. این ورق ها با استفاده از قالب گیری و کشش سرد تولید شده و بیشترین کاربرد را در تولید قطعات فولادی غیرآلیاژی دارند.

• استاندارد BS EN 10111 در تولید ورق اسید شویی

این استاندارد نیز ورق اسیدشویی را با چهار گرید DD11، DD12، DD13  و DD14 تولید میکند. این استاندارد شباهت بسیاری به استاندارد DIN 1614 دارد.

ابعاد ورق اسیدشویی

ورق اسیدشویی به صورت رول و شیت در ابعاد و اندازه های مختلف تولید و روانه بازار میشود:

• عرض ورق اسیدشویی در فرم رول: عرض ورق اسیدشویی در فرم رول ۱۰۰ و ۱۲۵ سانتی متر است.
• عرض ورق اسیدشویی در فرم شیت: عرض ورق اسیدشویی در فرم شیت ۱۰۰، ۱۲۵، ۲۰۰ و ۲۵۰ سانتیمتر است.
• ضخامت ورق اسیدشویی در فرم رول: ضخامت ورق اسیدشویی در فرم رول ۱.۵ الی ۶ میلیمتر است.
• طول ورق اسیدشویی: طول ورق اسیدشویی با توجه به رول و شیت بودن ورق متفاوت خواهد بود.

علاوه بر ابعاد و ضخامت های گفته شده، میتوان ورق اسیدشویی را در ابعاد دلخواه به صورت سفارشی نیز تهیه کرد.

کاربرد ورق اسیدشویی

ورق اسیدشویی یکی از مراحل تولید ورق روغنی است؛ بعضی از صنایع نیازی به ورق با کیفیت ظاهری بالا ندارند و از این ورق برای تولید محصولات خود از جمله:

•  تولید ورق سرد
• تولید لوله و پروفیل
• استفاده در صنایع ماشین سازی
• استفاده در صنعت کشتی سازی
• استفاده در تولید برخی لوازم خانگی
• استفاده در ساخت قطعات داخلی اتومبیل مانند: رینگ، شاسی و …

ورق اسیدشویی در ابعاد مختلف توسط کارخانه های مختلف تولید شده و روانه بازارهای مصرف میشوند. با توجه به نوسانات قیمت در بازارهای مصرف، نمیتوان قیمت ثابتی را برای این محصول در نظر گرفت.