• تولید شمش فولادی با استفاده از کوره بلند

روش کوره بلند (Blast Furnace) روشی معمول در تولید شمش فولادی است. در این روش سنگ‌آهن همراه با قراضه آهن وارد کوره بلند می‌شود. برای ذوب این مواد از اکسیژن استفاده می‌شود که به فرآیند ذوب مواد «اکسیژن بازی» گفته می‌شود، در این فرآیند اکسیژن توسط دو لوله نیزه‌ای شکل وارد کوره می‌شود، ورود اکسیژن به کوره دو برابر سرعت صوت انجام می‌گیرد و سپس گرمادهی شروع می‌شود. یکی از تولیدات محصولات کوره بلند اسلب است که اشاره گردید که قیمت اسلب با قیمت سنگ آهن رابطه مستقیم دارد.
اضافه‌کردن اکسیژن سبب عمل اکسیداسیون شده که از بین رفتن ناخالصی‌ها را به دنبال خواهد داشت. برای جذب ناخالصی‌ها در حین فرآیند، آهک به کوره اضافه می‌شود. آهک و ناخالصی‌ها واکنش داده و تولید سرباره می‌کند. 
فولاد تولید شده در روش کوره باز اکسیژنی، از حفره کنورتور خارج می‌شود. 

مزایای کوره بلند:

• ناخالصی‌ها به‌خوبی جدا می‌شوند.
• امکان تولید با حجم بالا وجود دارد.

معایب کوره بلند:

• درصد ضایعات در این روش بسیار بالا است.
• فولاد تولید شده از انعطاف خوبی برخوردار نیست.
• گازهای تولیدی در این روش آلاینده‌های قوی محسوب می‌شوند.

• تولید شمش فولادی با استفاده از کوره قوس الکتریکی (EAF)

در این روش فولاد از ضایعات فولادی به دست می‌آید، ضایعات فولادی با جرثقیل داخل کوره گذاشته می‌شود. ضایعات معمولا از سه گروه زیر انتخاب می‌شود:

• قراضه‌های خانگی
• قراضه‌های صنعتی
• قراضه‌های کهنه

کوره قوس الکتریکی به شکل یک حمام بزرگ کم‌عمق است که الکترودهای کربنی بالای آن قرار گرفته‌اند؛ زمانی که قراضه و آهک وارد کوره شد، الکترود به پایین آورده می‌شود. هم‌زمان با پایین آمدن الکترودها جریان الکتریکی برقرار می‌شود و این جریان الکتریکی موجب ذوب فلزات می‌شود. توجه داشته باشید که دمای الکترود حدود ۴۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است و همین دمای بالا سبب ذوب فلزات می‌شود.

مزایای کوره قوس الکتریکی :

• فرآیند انعطاف‌پذیری است که می‌توان انواع شمش فولادی را تولید کرد.
• دمای فولاد مذاب تحت کنترل است.
• کیفیت و ضایعات فولاد در کوره قوس الکتریکی از کوره بلند بهتر است.

معایب کوره قوس الکتریکی:

• کیفیت فولاد به مواد قراضه ربط دارد.
• هزینه انرژی به دلیل استفاده از برق و مدت‌زمان بیشتر ذوب فولاد بسیار بالا است.
• ناخالصی بیشتر وارد فولاد شده و کیفیت فولاد کم می‌شود.

• تولید شمش فولادی با استفاده از کوره ذوب القایی (IMF)

میدان مغناطیسی در این روش موجب ذوب قراضه‌ها می‌شود، یک سیم‌پیچ القایی که به دور کوره پیچیده شده است در هنگام وجود جریان الکتریسیته با فرکانس بالا میدان مغناطیسی ایجاد کرده و گرما تولید می‌کند. دمای بالا به داخل کوره منتقل شده و ذوب فلزات را موجب می‌شود.

مزایای کوره القایی:

• عملکرد این کوره بسیار راحت است.
• عملیات ذوب بدون ایجاد آلودگی صوتی انجام می‌شود؛ برعکس کوره قوس الکتریکی که دارای صدای زیادی است.
• راندمان حرارتی در این کوره بسیار بالا است.

معایب کوره القایی:

• به دلیل این‌که برای عملکرد کوره نیاز به فرکانس بالای جریان الکتریکی است، لذا قیمت کوره بسیار بالا است.
• از آنجا که سطح فوقانی مذاب دارای تلاطم و دمای آن سرد است، امکان تولید سرباره نیست.

بعد از آن که شمش فولادی در هرکدام از روش‌های فوق تشکیل شد، حال نوبت آن است که شمش تبدیل به یک فرآورده میانی شود که همان اسلب بیلت و بلوم است.
ریخته‌گری مداوم:  به این نوع از ریخته‌گری ccm گفته می‌شود، در این روش بعد از ذوب فولاد تمام مراحل به طور پیوسته صورت می‌گیرد. بعد از تولید فولاد مذاب، مواد وارد محفظه‌ای به نام تاندیش می‌شود. تاندیش جریان مداوم مواد به مرحله ریخته‌گری را به عهده دارد.
بعد از آنکه مواد از تاندیش تغذیه شدند وارد قالب‌های مسی می‌شوند. قالب مسی شکل‌دهی مواد مذاب و سرد کردن مواد را به عهده دارد.
در زیر قالب ناحیه خنک‌کننده وجود دارد، در این ناحیه آب سرد به‌وسیله نازل به روی مواد مذاب پاشش می‌شود. پاشش آب به‌صورت پودری بوده و با فشار ۰/۲ تا ۰/۳ مگاپاسکال انجام می‌شود. پیشروی آب در مواد مذاب قالب گرفته تا هسته شمش صورت می‌گیرد برای همین در زمان خروج مواد مذاب از بخش خنک‌کننده، مواد شکل سیال خود را از دست‌داده و به حالت جامد در خواهد آمد.
با جامد شدن مواد حال نوبت آن است که در یک مسیر خطی شمش دو سطح بالایی و پایینی شمش مسطح شود برای این کار شمش از غلتک‌های مخصوص عبور کرده و بعد از صاف شدن به‌اندازه‌ای که نیاز است (ابعاد بیلت، بلوم و اسلب) برش داده می‌شود.
اکستروژن: از جمله روش‌های شکل‌دهی فلزات اکستروژن است. در این روش به سه صورت گرم، داغ و سرد عملیات انجام می‌شود. معمولا از اکستروژن سرد برای تولید شمشال استفاده می‌شود. در این روش یک چاله زمینی حفر می‌شود و شمش وارد محفظه پرس شده و به‌صورت عمودی به شمش فشار آورده می‌شود. خروجی به سطح مقطعی خواهد بود که نیاز است. استفاده از اکستروژن کمتر معمول است.

دو نوع شمش پرمصرف بازار 3SP و 5SP هستند.

• 3SP  انعطاف‌پذیری بالاتری نسبت به بیلت 5SP دارد.
• 5SP نسبت به بیلت 3SP استحکام بیشتری دارد.

 بیلت (Billet) یا شمشال یک نوع شمش فولادی با طول زیاد و سطح مقطع مربع و یا دایره است. اگر حداکثر عرض شمش، ۱۵ سانتی‌متر و دارای سطح مقطع ۲۳۰ سانتی متر مربع باشد، به آن بیلت گفته می‌شود که معمولا برای تولید مقاطعی مانند میلگرد و انواع مفتول مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بلوم  (Bloom)یا شمشه را می‌توان همان بیلتی دانست که عرضی بیشتر از ۱۵ سانتی‌متر داشته و دارای سطح مقطع بزرگ‌تری است. از این جهت این دو محصول در یک دسته طبقه‌بندی می‌شوند. بلوم، ماده اولیه تولید محصولاتی چون تیرآهن، انواع پروفیل، ناودانی، سپری، ریل و … است. طبیعتا قیمت شمش بلوم در بازار، بر قیمت تیرآهن و سایر محصولات تولیدی از آن تاثیر دارد.

اسلب (Slab) یا تختال که دارای سطح مستطیلی است، معمولا مستقیم از طریق ریخته گری مداوم و یا به‌صورت غیر مستقیم از طریق نورد گرم سایر انواع شمش فولادی، تولید می‌شود.  اسلب سطح مقطع مستطیلی و طول ۴ تا ۱۲ متر دارد و از آن در ساخت ورق‌های فولادی استفاده می‌شود.

• در ابتدا قراضه‌های آهن با سبدهای مخصوص به سمت کوره هدایت می‌شوند تا فرایند ذوب آغاز شود. در همین مرحله موادی همچون آهک و کک به مواد در حال ذوب افزوده می‌شوند.
• در مرحله بعدی با اضافه شدن اکسیژن، فولاد مذاب همگن و با خلوص بالا به دست می‌آید و پس از آن مواد مذاب همگن به واسطه پاتیل‌های حمل مذاب به بخش ریخته‌گری منتقل می‌شوند.
• در قسمت ریخته‌گری با استفاده از ظروفی به نام تاندیش، مواد مذاب وارد قالب‌های مربوطه می‌شوند تا انواع شمش فولادی برحسب نوع قابلشان تولید شوند.

در پایان با پاشش آب، خنک کردن محصول نهایی انجام می‌گیرد تا شمش جامد فولادی به دست آید. در مرحله آخر نیز برش قطعات فولادی انجام می‌گیرد تا برای کاربرد شمش فولادی در مصارف صنعتی و ساختمانی مورد استفاده قرار گیرند.