سیم مفتول

سیم مفتول چیست؟

سیم مفتول یک محصول نیمه تمام فولادی بلند است که توسط شمش ​​نورد گرم در کارخانه های نورد به طور پیوسته تولید می شود. دارای سطح مقطع گرد بوده و به صورت کلاف پیچیده می شود.

به عبارت دیگر، سیم مفتول فولادی نورد شده با مقطع دایره ای به قطر 4 الی 16 میلی متر به صورت کلاف یا دسته است. چنین محصولاتی از فولاد، آلومینیوم، مس و آلیاژهای غیر آهنی ساخته می شوند. مفتول فولادی برای کاربردهای مختلف و همچنین در ساخت پیچ و مهره، میخ، توری و عناصر تقویت کننده محصولات بتن آرمه استفاده می شود. سیم مفتول به طور کلی از فولاد کربن معمولی و فولاد کربن با کیفیت بالا ساخته شده است.

طبقه بندی سیم مفتول

با توجه به ترکیب شیمیایی فولاد، سیم مفتول را می توان به دو دسته تقسیم کرد: اول فولاد کربنی است که با در نظر گرفتن مقدار کربن در این محصول به فولاد کم کربن، فولاد کربن متوسط ​​و فولاد کربن بالا تقسیم می شود. دوم، فولاد آلیاژی است. در حال حاضر، انواع سیم مفتول فولادی موجود در بازار عمدتاً فولاد کم کربن معمولی، فولاد کربنی با کیفیت، فولاد میله جوشکاری، سیم طناب فولادی، فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر اسید، فولاد مقاوم در برابر حرارت، فولاد بلبرینگ نورد و غیره است.

با توجه به شکل مقطع، مفتول ها گرد، مربع، بیضی، ذوزنقه ای و حالت خاص هستند. به طور کلی مدل مربعی به اندازه‌ی کمی موجود است، شکل حالت خاص کمتری وجود دارد و به طور کلی شکل دایره ای بیشتری تولید می گردد.

انواع سیم مفتول

سیم مفتول در انواع مختلفی تولید می گردد که در این مقاله به بخشی از آن ها اشاره خواهیم کرد:

• سیم مفتول سیاه (سیم مفتول آرماتوری)
• سیم مفتول فابریک
• سیم مفتول غیر فابریک
• سیم مفتول استیل
• سیم مفتول مسوار
• سیم مفتول گالوانیزه
• سیم مفتول گالوانیزه گرم
• سیم مفتول گالوانیزه سرد
• مفتول پی‌وی‌سی

سیم مفتول سیاه (سیم مفتول آرماتوری)

این نوع سیم مفتول از جنس فولاد کم کربن می باشد که دارای استقامت بسیار خوبی است و از آن در کار خم کردن و تابیدن استفاده می کنند که قابلیت بازگردانی به حالت قبلی را نیز در خود دارد.

نقطه ضعف این نوع مفتول در خورده شدن آن است. از آنجا که این سیم مفتول پوششی ندارد به راحتی در معرض خوردگی قرار می گیرد و زنگ می زند که از علائم زنگ زدگی آن تغییر رنگ به قرمزی است.

سیم مفتول مدل فابریک و مدل غیرفابریک

مفتول فابریک توسط میلگردهای سایز 6.5 بدست می آید که عمل کشش و نازک کردن باید بر روی آن انجام گردد و سیم مفتولی غیرفابریک با استفاده از تسمه های فلزی تهیه می گردد.

سیم مفتول استینلس استیل

این مدل سیم مفتول مقاومت بسیار بالایی در برابر زنگ زدن دارد چرا که از جنس فولاد ضدزنگ هستند. در آن ترکیباتی از جمله کروم، نیکل، آهن و کربن نیز به کار رفته است. به همین دلیل است که قیمت این سیم مفتول نسبتا بیشتر می باشد و همچنین خاصیت مغناطیسی در آن دیده نمی شود.

سیم مفتول مسوار

دلیل نامگذاری این دسته سیم مفتول ها به این اسم استفاده از مس در آن می باشد. در پروسه ی تولید این سیم مفتول مس به عنوان روکش عمل می کند. در تولید این سیم مفتول آلیاژهای دیگری از جمله منگنز، فسفر، کربن و … نیز دیده می شود. قطر مورد استفاده آن از 0.5 الی 10 میلی متر می باشد.

سیم مفتول گالوانیزه

با گالوانیزاسیون مفتول سیاه به مفتول گالوانیزه میرسیم. به دو مدل سیم مفتول گالوانیزه گرم و سیم مفتول گالوانیزه سرد تقسیم می شود. مفتول گالوانیزه گرم در اثر قرار گرفتن مفتول سیاه در ظرفی که روی مذاب در آن وجود دارد تولید می شود که باید گالوانیزاسیون در عمق زیاد در راستای سطح سیم صورت بگیرد. در حالی که با الکترولیز و آبکاری مفتول سیاه به سیم مفتول گالوانیزه سرد خواهیم رسید. نکته مهم این است که مفتول گالوانیزه گرم کیفیت بالاتری دارد و سطح یکپارچه و براقی در آن دیده می شود.

مفتول پی‌ وی ‌سی

اگر سیم مفتول سیاه را با روکش پی وی سی پوشش دهیم مفتول پی وی سی خواهیم داشت. این عمل باعث می گردد تا سیم مفتول مقاومت و انعطاف بالاتری پیدا کند و در برابر خوردگی مقاوم باشد.

کاربرد سیم مفتول

بر اساس نیاز، می‌توان از انواع مختلف سیم‌های مفتول استفاده کرد. در حالت کلی از سیم‌های مفتول می‌توان در کارهایی از قبیل؛ تولید توری، ساخت حصار، قالب بندی، آرماتوربندی، تولید سیم جوش، تولید فنر، تقویت سازه‌های بتنی، ساخت قفس و … استفاده کرد.

سیم مفتول دارای دو کاربرد عمده می باشد: یکی برای مصالح ساختمانی. دوم، به عنوان ماده اولیه برای کشیدن سیم استفاده می شود.

سیم مفتولی که به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می گردد از جمله فولاد معمولی کم کربن، فولاد کربن با کیفیت بالا و فولاد فنر کربنی می باشد. شکل مورد نظر آن گرد و نخی هستند. مدل‌هایی با قطر 6 الی 25 میلی متر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند همچنین آن دسته از سیم مفتول هایی که قطر 28 الی 32 میلی متر دارند نیز اغلب مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مصالح ساختمانی، سیم مفتول در ثابت کردن ترکیب شیمیایی و جوش پذیری مورد نیاز است علاوه بر آن، خواص فیزیکی لازم است که یکنواخت و پایدار باشد تا خمش سرد و کشش سرد را تسهیل کند. انتظار می رود سیم مفتول مورد استفاده در مهندسی ساخت و ساز با مشخصات و قطرهای مختلف، به صورت کلاف و حلقه پیچ تحویل داده شوند تا نسبت به طول برش داده شود و از هدر رفتن و اصراف جلوگیری شود.

اگرچه انواع مختلفی از مفتول های فولادی به عنوان مواد اولیه سیم کشی وجود دارد، اما فقط نوع گرد آن مناسب این کار است. به منظور کاهش زمان کشش، قطر به طور کلی 5 تا 9 میلی متر در نظر گرفته می شود همچنین سیم مفتول با قطر بیشتر از 10 میلی متر نیز برای اهداف خاص استفاده می شود. به عنوان ماده خام کشش سیم، لازم است از یکنواختی و پایداری ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی اطمینان حاصل شود، اندازه باید دقیق باشد، سطح باید صاف و اکسید آهن باشد و در آخر مقیاس باید نازک باشد.

به طور کلی مفتول کاربردهای گسترده ای دارد و نقش مهمی در تمام بخش های اقتصاد ملی ایفا می کند. برخی از سیم ها را می توان مستقیماً پس از نورد استفاده کرد، عمدتاً برای تقویت بتن مسلح و جوش کاری قطعات. برخی از آن ها در تولید انواع توری مانند توری حصاری، توری مرغی، توری گابیون، توری فرنگی و توری پرسی مورد استفاده قرار می گیرد که این یکی از معروف‌ترین مصارف غیر مستقیم مفتول می‌باشد.

استفاده بعدی در تولید سیم خاردار های خطی و حلقوی به عنوان سیم راسته و یا خار مربوط متصل به آن است. از مصارف مستقیم سیم مفتول می‌توان به بستن قسمت‌های مختلف قالب برای محصور کردن محوطه بتن ریزی، بستن قسمت‌های مختلف آرماتور یا بستن رابیتس گالوانیزه اشاره کرد.

الزامات فنی

همانطور که اشاره گردید یک سیم مفتول فولادی برای ساخت، باید از ترکیب شیمیایی و جوش پذیری اطمینان حاصل کند، خواص مکانیکی خاصی داشته باشد و یکنواخت و پایدار باشد تا خمش و استقامت در حالت سرد را تسهیل کند.

سیم مورد استفاده در سیم کشی باید ترکیب شیمیایی یکنواخت و پایدار، ساختار متالوگرافی و خواص مکانیکی را تضمین کند. ساختار متالوگرافی باید تا آنجایی که ممکن است سوربیتی باشد تا زمان بازپخت در طول کشش در حالت سرد کاهش یابد. علاوه بر این، مشخصات و ابعاد باید دقیق باشد و قطر معمولاً کمتر از 12 میلی متر است. سطح باید صاف باشد، به راحتی توسط اسید شسته شود، و سطح باید عاری از عیوب مانند خوردگی و تاخوردگی باشد.

الزامات کیفی سیم مفتول

کیفیت سیم مفتول تاثیر زیادی در روند بعدی دارد. آسیاب مفتولی جدید نقش مهمی در بهبود کیفیت مفتول ایفا می کند، بنابراین آسیاب سیم مفتول جدید حیاتی است که در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته است. الزامات کیفی سیم مفتول در شش جنبه خلاصه می شود:

• استقامت در همه ابعاد
• کیفیت سطح مفتول
• ترکیبات شیمیایی
• ساختار متالوگرافی
• خواص مکانیکی
• وزن صفحه

با توسعه فناوری تولید، مشتریان نیازهای بیشتر و بیشتری را در این جنبه ها مطرح می کنند. این نیازها رو به رشد است که توسعه جدید فناوری و تجهیزات نورد سیم مفتول را ترویج می دهد. در این میان، به خصوص وزن کلاف نقش زیادی در ارتقای توسعه آسیاب سیم مفتول ها ایفا کرده است. آسیاب سیم مفتول با سرعت بالا (مانند آسیاب نورد) برای برآوردن کیفیت و خروجی مورد نیاز بالا تولید می شود.

فرآیند تولید سیم مفتول

در این قسمت به توضیح فرآیند تولید سیم مفتول از ابتدا خواهیم پرداخت:

• شمش های فولاد در یک کوره‌ی گرمایشی تا دمای بیش از 1100 سانتی گراد گرم می شود.
• شمش های گرم شده از کوره خارج می گردد تا با فشار بالا با آب رسوب زدایی گردد.
• برای عمل سیم پیچی و کلاف در داخل یک دستگاه آسیاب کننده سخت قرار می گیرد، این آسیاب کننده یک محیط با دمای متداوم گرم می باشد که عملیات سیم پیچی را انجام می دهد.
• قطعه نورد شده پس از نورد برای خنک سازی وارد بخش خنک کننده آبی می شود تا ساختار متالوگرافی داخلی خود را حفظ کند.
• پس از خروج از بخش خنک کننده آبی، برای نورد بیشتر وارد آسیاب متوسط ​​و سپس آسیاب نهایی می شود.
• قطعه رول شده توسط چرخنده سیم خارج می شود تا شکل سیم پیچی ایجاد کند.
• سیمِ سیم پیچ شده در بخش خنک کننده هوایی، خنک می شود.
• در انتهای بخش خنک کننده هوا، سیم توسط سیم پیچ به شکل درام نورد در آورده می شود.
• سیم نورد شده برای بسته بندی به داخل دستگاه های مخصوص اینکار فرستاده می شود.
• در انتها محصول نهایی وارد انبار می شود.

حالت خنک سازی سیم مفتول

روش های خنک کردن پس از نوردسازی سیم را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی روش خنک کننده طبیعی نامیده می شود. روش دیگر خنک کننده کنترل شده نام دارد.

روش خنک سازی طبیعی

روش خنک‌سازی طبیعی، یعنی پس از بیرون آمدن سیم از داخل آسیاب نهایی، توسط دستگاه سیم‌پیچ به دور یک حلقه پیچیده می‌شود و سپس برای خنک‌سازی طبیعی در حین این کار روی نوار نقاله قلاب آویزان می‌ گردد یا به قسمت بسته بندی سیم فرستاده می شود تا از طریق میز غلتکی، نوار نقاله زنجیره ای و سایر تجهیزات عمل خنک سازی انجام گردد.

با این حال، اگر زمان خنک‌سازی طولانی باشد، مقیاس اکسید آهن تولید شده به شکل جدی بالا است، در نظر داشته باشید که سرعت خنک‌سازی لایه‌های داخلی و خارجی سیم‌پیچ با هم فرق می کند پس در نتیجه ساختار و خواص ناهمواری با محدوده نوسان حدود 20 درصد در راستای طول سیم ایجاد می‌شود.

روش خنک سازی کنترل شده

روش خنک سازی کنترل شده به این معنی است که خنک سازی پس از نورد سازی سیم در شرایط کنترل شده انجام می شود. ویژگی اصلی آن این است که سیم مفتول نورد شده بلافاصله از دمای بالا به دمای مورد نیاز برای عمل تبدیل فاز سوربیت خنک می شود (معمولاً 650 الی 800 درجه سانتیگراد)، سپس در دستگاه های سیم پیچ کننده با سرعت های مختلفی عملیات خنک کردن انجام می شود. این امر از معایب روش خنک سازی طبیعی جلوگیری می کند و کیفیت سیم مفتول را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

روش‌های خنک‌سازی کنترل‌شده زیادی وجود دارد که عمدتاً شامل روش STELMORE، روش شرمان، روش خنک‌سازی متناوب آب، روش ED، روش EDC، روش بستر خنک‌کننده جریان و غیره می‌شود. هر یک از روش های گفته شده به نسبت مزایا و معایبی دارند. در این میان، رایج‌ترین کاربرد روش STELMORE است. گزارش شده است که بیش از 150 مرکز خنک سازی STELMORE در جهان وجود دارد.

کلام آخر

سیم مفتول از اقلام جدایی ناپذیر بسیاری از صنایع است که استفاده و کاربرد بسیار زیادی دارد و حتی ضایعات این محصول نیز مورد استفاده قرار می گرد. دقت داشته باشید که قبل از خرید سیم مفتول به کاربرد هر کدام دقت کنید و با توجه به نوع مصرف خود این محصول را تهیه کنید. همچنین ویژگی های هر کدام را بررسی کنید که این ویژگی ها شامل استحکام، قیمت، وزن و … می باشد.