فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم

فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم، مراحل، کاربردها و مزایا

فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم احتمالا یکی از سخت‌ترین فرآیندهای تولید در صنعت فلزات است. دلیل این موضوع می‌تواند ویژگی‌های منحصربه‌فرد این آلیاژ خاص باشد. آلومینیوم را معمولا به وزن پایین، مقاومت بالا نسبت به خوردگی و انعطاف‌پذیری‌اش می‌شناسند. یکی از مقاطع آلومینیومی که امروزه در صنایع مختلف کاربردهای زیادی پیدا کرده میلگرد آلومینیوم است. میلگرد آلومینیومی بر خلاف میلگرد فولادی که برای تقویت استحکام بتن استفاده می‌شود بیشتر برای ساخت سازه‌های سبک، در صنایع هوافضا، صنعت دریایی و ساخت سازه‌های مقاوم به خوردگی کاربرد دارد.

فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم یک فرآیند پیچیده است مرحله استخراج مواد خام تا شکل‌دهی نهایی را شامل می‌شود. برای تولید میلگرد آلومینیومی از فناوری‌های پیشرفته استفاده می‌شود. اگر دوست دارید بدانید در کارخانه تولید میلگرد آلومینیوم چه می‌گذرد با ما همراه باشید. در این مقاله قصد داریم فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم، مراحل، آلیاژ‌های مناسب و تولید میلگرد آجدار با شما به اشتراک بگذاریم.

شرکت آلوم ارس به عنوان یکی از بزرگترین تامین‌کنندگان مقاطع آلومینیومی در ایران شناخته می‌شود. انواع ورق آلومینیوم، میلگرد آلومینیوم و دیگر مقاطع برنجی و مسی را می‌توانید با بهترین قیمت بازار از آلوم ارس تهیه کنید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳

 

درباره میلگرد آلومینیوم

میلگرد آلومینیوم، میله‌ای فلزی با سطح مقطع دایره‌ای یا چندوجهی است که از آلیاژهای مختلف آلومینیوم ساخته می‌شود. فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم شامل مرحله استخراج مواد خام، آماده‌سازی آلیاژ آلومینیوم، شکل‌دهی به آلومینیوم، خنک‌سازی و در نهایت کنترل کیفیت و عرضه با بازار می‌شود. برای تولید این مقطع آلومینیومی از تکنیک‌های نورد یا اکستروژن استفاده می‌کنند. در ادامه با ما همراه باشید تا ببینیم میلگرد آلومینیوم چطور تولید می‌شود.

مراحل فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم

استخراج آلومینیوم خام

فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم با استخراج سنگ معدن بوکسیت آغاز می‌شود. این سنگ منبع اصلی آلیاژ آلومینیوم است. این سنگ که حاوی اکسید آلومینیوم است و پس از استخراج از معادن به کارخانه‌های مخصوص فرآوری منتقل می‌شود تا برای فرآیند تولید آماده شود. آماده‌سازی سنگ بوکسیت سه مرحله دارد:

• در کارخانه ابتدا سنگ بوکسیت را خرد کرده و با محلول هیدروکسید سدیم مخلوط می‌کنند تا به اکسید آلومینیوم خالص که آلومینا نام دارد برسند. در این مرحله ناخالصی‌هایی مثل سیلیس و آهن از آلومینیوم جدا می‌شود و چیزی که در آخر می‌ماند پودر سفید آلومینا است.
• در ادامه پودر آلومینا را در کوره‌های الکترولیز می‌ریزند که با استفاده از جریان الکتریکی قوی به آلومینیوم مذاب تبدیل می‌شود. به این فرآیند هال-هرولت می‌گویند که انرژی زیاد، دمای بالا و تجهیزات پیشرفته نیاز دارد.
• آخرین مرحله فرآوری سینگ بوکسیت تولید شمش آلومینیوم است. آلومینیومی که در مرحله قبل ذوب شده بود را در قالب‌های مخصوص می‌ریزند و شمش یا بیلت‌های آلومینیومی را تولید می‌کنند.

آماده‌سازی آلیاژها در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم

در ادامه فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم به آماده‌سازی آلیاژ‌های مناسب می‌رسیم. دلیل استفاده از آلیاژ‌های خاص اضافه کردن خواص مکانیکی مثل استحکام، مقاومت بالا نسبت به خوردگی و انعطاف‌پذیری به آلومینیوم است. معمولا از آلیاژ‌های سری 6000  مثل 6061 و 6063 برای تولید میلگرد استفاده می‌شود. این سری به دلیل استحکام بالا و چکش‌خواری مناسب برای تولید میلگرد مناسب است. برای این مرحله فلزات دیگر مثل منیزیم، سیلیکون یا مس را به آلومینیوم مذاب اضافه می‌کنند. این ترکیب در کوره‌های مخصوص ذوب کاملا با آلومینیوم مخلوط می‌شود. آلیاژ نهایی به صورت بیلت‌های استوانه‌ای شکل ریخته‌گری شده و برای مرحله بعد آماده می‌شود.

 

 شکل‌دهی میلگرد آلومینیوم

در این مرحله باید بیلت‌هایی که در مرحله قبل تولید شدند به شکل میلگرد دربیایند. برای این کار از دو روش نورد گرم یا اکستروژن استفاده می‌شود:

نورد گرم: در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم به روش نورد گرم بیلت‌های آلومینیومی را در کوره تا دمای 400 تا 500 درجه گرم می‌کنند تا نرم و منعطف‌ شوند. این بیلت‌های نرم را از میان غلتک‌های نورد عبور می‌دهند، خروجی این غلتک‌ها میله‌های بلند و نازک با سطح مقطع دایره‌ای یا چند وجهی است. نورد گرم برای تولید میلگردهای با قطر بزرگ‌تر مناسب است.

اکستروژن: در روش اکستروژن، بیلت‌های آلومینیومی که تا دمای 400 تا 500 درجه گرم‌ شده‌اند وارد قالب‌های مخصوص شده و تحت فشار بسیار زیادی فشرده می‌شوند تا شکل قالب را به خود بگیرند. با روش اکستروژن می‌توان میلگردهایی با اشکال پیچیده‌تر و دقت بالاتر ساخت. معمولا میلگردهایی که برای کاربردهای تخصصی مثل صنایع هوافضا به کار می‌روند با روش اکستروژن تولید می‌شوند.

خنک‌سازی در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم

میلگردهای آلومینیومی پس از شکل گرفتن باید خنک شوند تا ساختار کریستالی آنها حفظ شود. این مرحله معمولا به کمک آب یا هوا انجام می‌شود. در مرحله خنکسازی میلگردها را به طول‌های استاندارد، بین 6 تا 12 متر، برش می‌دهند. سپس برای اینکه خواص مکانیکی آنها مثل مقاومت و استحکام را بالا ببرند با روش آنیلینگ یا کوئنچینگ به آنها حرارت می‌دهند. در آخر برای اینکه نقص‌های سطحی را از بین ببرند و یک ظاهر خوب به میلگرد بدهند آنها را صیقل داده و در صورت نیاز با یک لایه محافظ می‌پوشانند.

کنترل کیفیت

آخرین و احتمالا مهمترین مرحله در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم مرحله کنترل کیفیت است. در این مرحله میلگردها از نظر ابعاد، خواص مکانیکی مثل استحکام و انعطاف‌پذیری، نقص‌های ظاهری و بررسی آلیاژ با روش‌های طیف‌سنجی مورد بررسی قرار می‌گیرند.

 

آلیاژهای مورد استفاده در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم

آلیاژی که در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم استفاده می‌شود باید محکم و نسبت به خوردگی مقاوم باشد و چکش‌خواری آن بالا باشد. برخی رایج‌ترین آلیاژ‌ها برای تولید میلگرد آلومینیوم عبارتند از:

میلگرد آلومینیوم 6061 و 6063: آلیاژ‌های این سری قابلیت تولید به روش اکستروژن را دارند و به دلیل استحکام بالا و مقاومت به خوردگی برای میلگردهای آلومینیومی بسیار مناسب هستند. آلیاژ 6061 در سازه‌های صنعتی و 6063 در کاربردهای سبک‌تر معماری استفاده می‌شود.

میلگرد آلومینیوم 7075: آلیاژ 7075 به دلیل استحکام زیاد و مقاومت بالا در شرایط سخت برای صنایع حساس مثل هوافضا مناسب هستند.

 

کاربردهای میلگرد آلومینیوم

میلگرد آلومینیوم به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد در صنایع مختلف استفاده می‌شود. وزن پایین، مقاومت نسبت به خوردگی و استحکام بالا باعث شده تبدیل به یک ابزار محبوب شود. از میلگرد آلومینیوم در سازه‌های سبک مثل پل‌های موقت، داربست‌ها یا غرفه‌های نمایشگاهی استفاده می‌شود. از این نوع میلگرد به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در صنایع دریایی استفاده می‌شود. یک کاربرد دیگر آن در صنایع هوافضاست، چون وزن کمی دارد و برای ساخت هواپیما و فضاپیما مناسب است.

چالش‌های استفاده از میلگرد آلومینیوم

از ویژگی‌های مثبت میلگردهای آلومینیومی زیاد گفتیم بیایید ببینیم استفاده از این میلگردها چه چالش‌هایی به همراه دارد:

آلومینیوم بر خلاف فولاد توانایی مقاومت در محیط قلیایی بتن را ندارد و دچار خوردگی گالوانیک می‌شود به همین دلیل نمی‌توان از آن در سازه‌های بتنی استفاده کرد.

چالش دیگری که در استفاده از این میلگردها با آن مواجه می‌شوید قیمت بالای آن است. فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم و آلیاژ‌های خاص آن نسبت به تولید میلگردهای فولادی هزینه بیشتری لازم دارد و به همین دلیل محصول نهایی هم گران‌تر است.

 

مقایسه فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم با میلگرد فولادی

در مقایسه با میلگرد فولادی، تولید میلگرد آلومینیوم انرژی بیشتری نیاز دارد. دمای ذوب آلومینیوم 660 درجه و دمای ذوب فولاد 1400 درجه است، این تفاوت باعث شده شکل دهی آلومینیوم به دلیل دمای ذوب پایین‌تر راحت‌تر باشد. مهمترین تفاوت این دو فلز در وزن آنهاست. آلومینیوم به دلیل وزن پایین برای پروژه‌هایی که باید سبک باشند مناسب‌تر است اما استفاده از میلگردهای فولادی در سازه‌های بتنی بهتر است.

 

کلام آخر

همانطور که تا الان متوجه شدید فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم یکی از پیچیده‌ترین فرآیندهای تولید در صنایع ذوب فلزات است. این فرآیند با تولید آلومینیوم خام آغاز می‌شود، با آماده‌سازی آلیاژهای مناسب ادامه می‌یابد و با کنترل کیفیت به پایان می‌رسد. میلگرد آلومینیوم به دلیل وزن سبک، مقاومت به خوردگی و انعطاف‌پذیری در صنایع دریایی، هوافضا و سازه‌های سبک جایگاه ویژه‌ای دارد، اما محدودیت‌هایی مانند خوردگی در بتن و هزینه بالا، استفاده آن را در صنایع ساخت‌وساز محدود کرده است.

برای خرید انواع میلگردهای آلومینیوم با الیاژ‌های مختلف مثل میلگرد آلومینیوم 6061 و میلگرد آلومینیوم 7000 و بسیاری دیگر از مقاطع آلومینیومی مثل ورق آلومینیوم یا شمش آلومینیوم می‌توانید به آلوم ارس مراجعه کنید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳

سوالات متداول

میلگرد آلومینیوم در چه صنایعی استفاده می‌شود؟

این میلگرد در صنایع هوافضا، دریایی، الکتریکی و سازه‌های سبک به دلیل وزن کم و مقاومت به خوردگی کاربرد دارد.

چرا میلگرد آلومینیوم در سازه‌های بتنی کمتر استفاده می‌شود؟

میلگرد آلومینیومی توانایی مقاومت در برابر محیط قلیایی بتن را ندارد و به همین دلیل نمی‌توان به اندازه میلگردهای فولادی از آن در سازه‌های بتنی استفاده کرد.

چه آلیاژهایی برای تولید میلگرد آلومینیوم مناسب‌اند؟

آلیاژهای سری 6000 به دلیل استحکام و قابلیت شکل‌دهی، برای تولید میلگرد آلومینیوم رایج هستند.

در فرآیند تولید میلگرد آلومینیوم از چه روش‌هایی برای شکل‌دهی استفاده می‌شود؟

از دو روش نورد گرم و اکستروژن برای شکل دادن میلگرد آلومینیوم استفاده می‌شود.