Đối với công nghệ sản xuất thép từ sắt thép vụn thì quá trình thu mua, chế biến, phân loại và loại bỏ tạp chất trước khi đưa vào nấu luyện rất quan trọng, nó cho phép ổn định nguồn nguyên liệu đầu vào, kiểm soát tốt công nghệ nấu luyện cũng như chất lượng sản phẩm. Trong những năm qua, Công ty Thép miền Nam đã đầu tư các thiết bị cho dây chuyền chế biến phân loại, cắt ép, làm sạch sắt thép vụn. Nhờ đó, chất lượng thép được đảm bảo và ổn định, thời gian nấu luyện được rút ngắn, các chỉ tiêu kỹ thuật được cải thiện, nâng cao được năng suất, góp phần giảm chi tiêu giá thành, tăng tính cạnh tranh của sản phẩm.
Tuy nhiên, để thực hiện ổn định quá trình nấu luyện thép, Công ty Thép miền Nam đã trang bị thêm các thiết bị phục vụ khâu nấu luyện cho các nhà máy như các máy thổi oxy, máy phun than, thay thế các loại vật liệu chịu lửa cũ trong lò điện hồ quang bằng loại vật liệu mới ít ảnh hưởng đến chất lượng thép. Kết hợp với quá trình luyện kim thứ cấp có khuấy đảo bằng khí Ar, quá trình công nghệ nấu luyện đã ổn định hơn về mặt chất lượng cũng như có khả năng sản xuất các mác thép có chất lượng cao hơn. Ngoài ra, Công ty còn đầu tư mới kết hợp cải tạo và nâng cấp các dàn cán có tính tự động hóa cao, nhờ đó chất lượng bề mặt sản phẩm, độ ổn định về cơ lý tính được cải thiện một cách rõ rệt. Với sự hỗ trợ của các thiết bị hiện đại, tính chủ động trong sản xuất tại Công ty rất cao, các thao tác đã được cơ giới hóa, dần chuyển từ lao động thủ công sang lao động bằng máy móc.
Công trình sản xuất thép được công nhận
Công ty Thép miền Nam đã triển khai thực hiện đề tài cấp Bộ sản xuất các mác thép hợp kim thấp độ bền cao Gr60 theo tiêu chuẩn ASTM A615/AÄM – 96a của Mỹ và SD490 theo tiêu chuẩn JIS – 3112 – 1991 của Nhật; Nội dung của đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất các loại thép SD490, Gr60 từ sắt thép vụn bằng công nghệ: Lò điện - Lò thùng - Đúc liên tục – Cán nóng”.
Kết quả đạt được như sau:
- Về cơ tính:
Công nghệ sản xuất thép hợp kim thấp độ bền cao
Để ổn định được chất lượng của các mác thép hợp kim thấp độ bền cao, công nghệ nấu luyện phải giải quyết được các vấn đề sau:
- Nguồn sắt thép vụn đầu vào phải được sơ chế, loại bỏ sơ bộ các tạp chất có hại. Các nguyên tố vãng lai có mặt trong thép vụn như Cu, Cr, Ni… phải được kiểm soát chặt chẽ.
- Quá trình nấu chảy thép trong lò điện hồ quang kết hợp với sự hỗ trợ của thiết bị phun than, phun ôxy tạo điều kiện cho bể thép được tan chảy nhanh, tạo ra môi trường oxy hóa mạnh mẽ trong bể thép lỏng, thúc đẩy nhanh quá trình phân pha giữa kim loại và xỉ, tạo điều kiện cho các phản ứng được diễn ra mãnh liệt, đồng thời nhờ có xỉ bọt bao trùm hồ quang giúp tiết kiệm tối đa chi phí trong nấu luyện như điện năng, vật liệu chịu lửa… Kết hợp với công nghệ ra đáy lệch tâm, kim loại lỏng được đưa sang lò tinh luyện ở dạng sạch không lẫn với xỉ oxy hóa, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho giai đoạn tiếp thép hợp kim hóa và làm sạch thép ở lò tinh luyện.
- Tại lò tinh luyện, thép lỏng được hợp kim hóa và khuấy đảo bằng khí trơ. Nhờ sự khuấy đảo này mà hợp kim đưa vào được phân bố đồng đều trong toàn bộ bể thép. Các chất khí có hại trong thép cũng như các tạp chất phi kim có hại cũng được nổi lên bề mặt xỉ dễ dàng hơn. Nhờ áp dụng công nghệ nấu luyện hai giai đoạn như ở trên đã rút ngắn được thời gian nấu luyện, tăng được năng suất, đồng thời về mặt công nghệ cũng dễ dàng thực hiện hơn do tính chuyên biệt từng thiết bị.
- Việc nghiên cứu lựa chọn thành phần hóa học, hợp kim hóa thêm một số kim loại có tính năng đặc biệt vào thép để tăng cơ tính, chống mài mòn, chịu nhiệt là cả một quá trình thu thập số liệu. Lựa chọn thành phần hóa học phù hợp với thành phần nguồn nguyên liệu đầu vào để ổn định nhất về mặt chất lượng đòi hỏi một thời gian sản xuất thử, áp dụng thực tế và phải được khách hàng kiểm chứng.
- Sau quá trình tinh luyện, thép lỏng được đưa sang máy đúc liên tục. Sự kết hợp giữa tốc độ đúc, mức độ làm nguội… đảm bảo cho phôi thép không có khuyết tật, ổn định về kích thước là hết sức quan trọng. Điều này sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm cũng như công nghệ cán sau này. Phôi thép sau khi được đúc ra từ máy đúc liên tục sẽ được chuyển sang dây chuyền cán để tạo ra các loại sản phẩm khác nhau.
Công nghệ cán thép hợp kim thấp độ bền cao
Công nghệ cán là khâu cuối cùng trong dây chuyền sản xuất của một nhà máy luyện kim, là khâu tạo ra sản phẩm thép các loại ứng dụng vào các ngành nghề khác. Là công đoạn sản xuất có ý nghĩa quyết định đến chất lượng sản phẩm thép. Bao gồm các bước như sau:
Nung phôi
Các xưởng cán thép của Công ty Thép miền Nam đều được trang bị lò nung liên tục có trang bị hệ thống điều khiển tự động chế tạo nung phôi, chế độ nạp và ra phôi; ngoài ra còn được trang bị hệ thống thu hồi nhiệt nhằm tiết kiệm nhiên liệu. Chế độ nung phôi trong lò được kiểm soát nên lượng tiêu hao nhiên liệu tính trên đơn vị tấn sản phẩm cải thiện nhiều so với các kiểu lò cũ, góp phần làm ổn định cho công nghệ cán, nhờ đó cơ tính của sản phẩm được cải thiện.
Công nghệ cán.
Phôi sau khi được nung tới nhiệt độ cán (khoảng 10500C) được đưa vào hệ thống máy cán bao gồm máy cán thô, máy cán trung và máy tinh. Tiết diện phôi thép dần dần được thu nhỏ khi qua các lỗ hình trục cán; sản phẩm hoàn chỉnh sau khi qua lỗ hình cuối cùng được chuyển qua công đoạn làm nguội, cắt phân đoạn theo chiều dài thương mại, kiểm tra chất lượng và đóng bó, lưu kho.
Hệ thống lỗ hình cán sau nhiều năm kinh nghiệm đã được thiết kế đảm bảo biến dạng ôn hòa, hạn chế tối đa các khuyết tật bề mặt và các khuyết tật tế vi, kết hợp với quá trình làm nguội và biến dạng từng công đoạn hợp lý tạo cho sản phẩm có chất lượng đồng đều và đảm bảo.
Quenching – công nghệ tôi bề mặt và tự ram lõi.
Đây là công nghệ làm nguội bề mặt sản phẩm thép sau quá trình cán nóng bằng phun nước với áp lực cao. Quá trình làm nguội nhanh đảm bảo bề mặt sản phẩm có một lớp vỏ được tôi cứng mà lõi sản phẩm vẫn mềm do quá trình tự ram. Công nghệ này sản xuất ra những thanh thép có độ bền và độ dai va đập cao cũng như có tính hàn tốt. Tùy theo độ mãnh liệt của quá trình làm nguội mà có thể tạo ra độ bền thanh thép khác nhau, nó cho phép tạo ra sản phẩm có cơ tính tăng cao gấp hơn 1,3 lần so với sản phẩm cùng loại không áp dụng công nghệ này. Công nghệ xử lý nhiệt sau quá trình cán đáp ứng được yêu cầu của những công trình vừa yêu cầu có cơ tính cao, vừa yêu cầu có tính hàn tốt, tuy nhiên khi phải chịu những lực va đập theo chiều ngang như động đất, núi lửa… việc sử dụng những sản phẩm này cũng có phần hạn chế.
Sự khác biệt về chất lượng, cách sử dụng thép hợp kim thấp độ bền cao.
Điểm khác biệt hay chất lượng nổi bật của nhóm thép chất lượng cao đã sản xuất là:
- Các chỉ tiêu cơ lý tính cao hơn và vẫn giữ được độ dẻo của thép: giới hạn chảy >390 MPa trong khi các thép cac bon thông thường chỉ khoảng 300-320 MPa.
- Có tính hàn tốt và khả năng chống ăn mòn cao hơn các loại thép thông thường.
- Hiệu quả kinh tế cao do khả năng chịu lực cao, độ bền lớn nên kết cấu thép trong các công trình giảm nhỏ gọn hơn.
