Blog

Cách tạo ra thép: Quy trình chế tạo thép ứng dụng trong công nghiệp

Posted on by citicom

Thép là một trong những vật liệu xây dựng nền tảng cho nhiều ngành công nghiệp, từ xây dựng đến sản xuất máy móc và công cụ cơ khí. Bài viết này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách tạo ra thép và các sản phẩm thép chuyên dụng trong thực tế sản xuất.

1. Thép là gì?

Thép là một hợp kim của sắt với hàm lượng Carbon dao động từ 0,05% đến 2,14%. Nhờ sự kết hợp này, thép sở hữu những đặc tính ưu việt như độ bền cao, khả năng chịu lực tốt, chống gỉ sét và dễ dàng gia công. Đây chính là lý do khiến thép trở thành vật liệu không thể thiếu trong ngành xây dựng, chế tạo máy móc, sản xuất ô tô, đóng tàu và vô số lĩnh vực khác.

Thành phần của Thép

  • Sắt: Là thành phần chính của thép, chiếm phần lớn khối lượng. Sắt cũng là một trong những nguyên tố phong phú nhất trên Trái Đất.
  • Carbon: đóng vai trò then chốt trong việc tạo nên độ bền và các đặc tính mong muốn của thép. Các hợp kim thép chứa một hàm lượng Carbon được tính toán kỹ lưỡng (từ 0,002% đến 2,1% theo trọng lượng) để đạt được cấu trúc phân tử lý tưởng.
  • Các Nguyên tố Bổ sung: Ngoài sắt và Carbon, các loại thép khác nhau có thể chứa thêm các nguyên tố khác như Niken, Molybdenum, Mangan,… Việc bổ sung các nguyên tố này ảnh hưởng đến đặc tính riêng của thép, chẳng hạn như độ bền kéo và độ cứng.
  • Một nhóm hợp kim thép đáng chú ý là loại chứa Crom. Tất cả các hợp kim này thường được gọi là thép không gỉ.

 

Cách tạo ra thép sử dụng trong công nghiệp

Tham khảo thêm: Thép chế tạo – Đặc điểm, phân loại và ứng dụng phổ biến của thép chế tạo máy

2. Quy trình chế tạo thép – Cách tạo ra thép

Quá trình tạo ra thép là một sự kết hợp phức tạp của nhiều công đoạn chính, bao gồm:

Bước 1. Tinh chế nguyên liệu thô

  • Các thành phần chính – quặng sắt, Carbon và đá vôi nghiền – được xếp chồng và trộn cẩn thận, sau đó đi qua bộ phận đánh lửa tại nhà máy thiêu kết. Quá trình nung nóng này được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo sản phẩm thiêu kết thu được có thành phần chính xác và kích thước tối ưu cho công đoạn tiếp theo tại các lò cao.
  • Ngoài ra, Carbon được chuyển trực tiếp đến các lò cao để sử dụng làm nhiên liệu trong quá trình sản xuất gang.

Bước 2. Luyện gang

  • Gang thô là nguyên liệu đầu vào cho sản xuất thép thô. Gang thô có hàm lượng Carbon cao hơn thép thành phẩm.
  • Quặng sắt, Carbon, sản phẩm thiêu kết và đá vôi được nạp vào phía trên của các lò cao. Một luồng khí nóng khoảng 1.000°C được thổi vào đáy lò qua các vòi phun gọi là tuyere. Khi than Carbon, nhiệt độ đạt tới hơn 2.000°C và nhiệt độ này tạo ra kim loại nóng chảy (gang).
  • Kim loại nóng chảy tích tụ ở đáy lò và đá vôi kết hợp với các tạp chất tạo thành xỉ. Do xỉ ít đặc hơn kim loại nóng chảy nên nó nổi lên trên bề mặt kim loại và có thể được loại bỏ – sau đó được sử dụng trong ngành sản xuất xi măng và xây dựng đường sá.
  • Kim loại nóng chảy được “tháo” từ đáy lò vào các thùng chứa chuyên dụng, mỗi thùng chứa được 300 tấn gang lỏng, và được vận chuyển bằng đường sắt đến nhà máy thép để chế tạo thép.

Bước 3. Luyện thép

  • Khi gang lỏng đến nhà máy, nó được đổ từ các thùng chứa chuyên dụng vào các thùng chứa lót vật liệu chịu lửa, nơi các thành phần không mong muốn như lưu huỳnh được loại bỏ. 
  • Phế liệu kim loại được cho vào một trong các lò luyện thép (hoặc lò chuyển đổi oxy) và sau đó đổ gang lỏng vào. 
  • Sau khi làm mát bằng nước, oxy tinh khiết được thổi với tốc độ gấp đôi tốc độ âm thanh lên bề mặt của gang lỏng ở áp suất rất cao. Vôi được thêm vào quá trình này, tạo thành xỉ và loại bỏ các thành phần không mong muốn khỏi thép lỏng.
  • Khi quá trình thổi oxy hoàn thành, thép được đổ vào các thùng chứa thêm các nguyên tố hợp kim và kiểm soát chặt chẽ quá trình khử oxy và đảm bảo độ tinh khiết thép rất cao, từ đó đạt được thành phần thép mong muốn.

Bước 4. Đúc tiếp tục (Concast)

  • Đúc tiếp tục là một trong những phương pháp tốt nhất để đạt được mức chất lượng bên trong và bề mặt thép cao nhất.
  • Bằng cách sử dụng cầu trục treo, một thùng chứa thép lỏng được chuyển từ Nhà máy đến máy đúc. Thép lỏng được đổ vào máy đúc và định hình bằng khuôn đồng tản nhiệt có kích thước khác nhau tùy theo sản phẩm cuối cùng, tạo ra các sản phẩm thép như phôi thép, thép cuộn, thép thanh,…
  • Thép được kéo theo chiều thẳng đứng từ đáy khuôn qua một hệ thống các con lăn hình vòng cung và được làm mát bằng tia nước phun khi thép đi qua máy đúc. Các phôi phiến và blooms (phôi vuông) đông kết thu được sẽ được làm phẳng khi thép ra khỏi máy đúc và được cắt theo độ dài yêu cầu để tiếp tục gia công. 

Bước 5: Cán nóng và cán nguội tạo thành phẩm

  • Tại bước tiếp theo của quá trình chế tạo thép, phôi thép vào được đưa vào nhà máy và cán thành các dòng sản phẩm thép đa dạng: Thép tấm cán nóng, thép ray, thép hợp kim dạng thanh, thép hình chữ U, V, I, H, thép cuộn trơn, thép tấm đúc, thép cuộn cán nóng,…
  • Nếu muốn cán thành thép cuộn cán nguội, phôi thép sẽ được làm nguội đạt nhiệt độ thích hợp. Sau đó phôi đi qua dây chuyền tẩy gỉ trước khi được đưa vào máy nghiền 5 chuyền. Mỗi giá cán được trang bị máy đo độ dày tia X và thiết bị điều chỉnh độ dày AGC tự động.
  • Số lần cán phụ thuộc vào độ dày ban đầu của phôi và độ dày sản phẩm cuối cùng được yêu cầu. 

Đây là bước quan trọng trong việc tạo ra đa dạng sản phẩm thép, mỗi loại có đặc tính và công dụng riêng.

Tham khảo thêm: Thép non: Tính năng độc đáo và ứng dụng thực tế

3. Các sản phẩm thép chuyên dụng

Sau các bước sản xuất trên, thép sẽ được hình thành nên nhiều loại sản phẩm khác nhau để phù hợp với các yêu cầu ứng dụng riêng biệt, bao gồm:

3.1. Thép tấm cán nóng (HRP)

  • Sản phẩm thép cán nóng, dạng tấm, được cắt rời từ cuộn (tấm cắt), hoặc cán rời từng tấm (tấm cán) được dùng trong công nghiệp.
  • Thép tấm cán nóng có thể là thép tấm Carbon thông thường, thép tấm hợp kim thấp cường độ cao, thép tấm đóng tàu, thép tấm làm cầu, thép tấm nồi hơi (tấm chịu áp lực), thép tấm carbon chất lượng…  

Cách tạo ra thép tấm cán nóng

3.2. Thép cuộn cán nóng (HRC)

  • Sản phẩm thép cán nóng ở dạng cuộn dùng trong công nghiệp.
  • Thép cuộn cán nóng có thể là thép tấm Carbon thông thường, cuộn thép hợp kim thấp cường độ cao…

 

Cách tạo ra thép cuộn cán nóng

3.3. Thép tròn chế tạo

  • Là thép cán nóng dạng thanh hoặc cuộn hình tròn, chuyên dùng cho các ngành cơ khí chế tạo.
  • Thép tròn chế tạo hợp kim bao gồm thép Carbon chất lượng cao, thép tròn hợp kim, thép vòng bi, thép hợp kim thấp – cường độ cao, thép bánh răng, thép lò xo… 

 

Cách tạo ra thép tròn chế tạo

3.4. Thép hợp kim

  • Thép hợp kim là loại thép chứa trong nó một lượng thành phần các nguyên tố hợp kim: Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Co, Mo, Ti, Cu.
  • Thép hợp kim nói chung có độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon. Điều này thể hiện đặc biệt rõ ràng sau khi nhiệt luyện tôi và ram.
  • Thép hợp kim giữ được cơ tính cao của trạng thái tôi ở nhiệt độ cao hơn 2000C. 
  • Có các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt như từ tính, tính giãn nở nhiệt, tính chống ăn mòn…

 

Cách tạo ra thép hợp kim

3.5. Thép chống trượt 

  • Thép chống trượt (hay còn gọi là thép tấm nhám) là thép tấm cán nóng có những đường gân nổi lên trên bề mặt của tấm thép, mặt còn lại là một tấm phẳng
  • Các đường gân làm cho bề mặt hơi nâng lên, làm giảm nguy cơ trơn, trượt.

 

Thép nhám/ thép gân chống trơn trượt

3.6. Thép hình – góc

Thép hình – góc là thép thanh cán nóng từ thép hợp kim hoặc không hợp kim ở các dạng góc, khuôn và hình

 

Thép hình góc

3.7. Thép dự ứng lực

  • PC BAR: Thép hợp kim (mangan-silic) dự ứng lực, dạng cuộn không đều, cán nóng, mặt cắt ngang hình tròn, dùng làm cốt bê tông dự ứng lực.
  • PC WIRE: Dây thép dự ứng lực không hợp kim, C>0.6%, tròn cuộn đều (có khía hoặc ấn), không tráng- phủ- mạ, dùng làm cốt thép bê tông dự ứng lực.
  • PC STRAND: Cáp thép dự ứng lực, bện 7 sợi, tròn cuộn đều, không mạ, dùng làm cốt thép bê tông

 

Thép dự ứng lực

3.8. Thép ống

Thép ống bao gồm các loại thép ống, ống dẫn, thanh hình rỗng khác, bằng thép được hàn hoặc đúc như: ống C20, S355JR, Q345B, ống dẫn dầu API. 

 

Thép ống

Tham khảo thêm: Danh mục sản phẩm thép chuyên dụng trong công nghiệp

4. Thép – Nền tảng cho mọi công trình

Với những ưu điểm nổi bật, thép đóng vai trò thiết yếu trong đời sống, góp phần tạo dựng nên những công trình vĩ đại:

  • Xây dựng: Thép là vật liệu xây dựng chủ lực cho xây dựng dân dụng, xây dựng cầu đường, công trình thủy lợi như nhà máy, các tòa nhà cao tầng, cầu cống, đường sá, bậc thang cho những toà nhà dân dụng & công nghiệp, sàn tàu, sàn xe lửa,…
  • Chế tạo máy móc: Máy móc, thiết bị trong các ngành công nghiệp đều sử dụng thép như một thành phần quan trọng như dụng cụ cắt gọt, khuôn dập nguội hoặc nóng,  giàn khoan dầu khí, thiết bị nâng hạ,…
  • Ngành điện công nghiệp: Thép ống được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp khí – hóa – lỏng (ống dẫn dầu, ống dẫn khí…)
  • Ngành vận tải: Chi tiết ô tô, khung container, thân xe, động cơ và nhiều bộ phận khác của ô tô được làm từ thép.
  • Đóng tàu: Thép là vật liệu không thể thiếu trong ngành công nghiệp đóng tàu (cầu cảng), đảm bảo độ an toàn và khả năng chịu tải cho con tàu.

Kết luận: Hiểu rõ quy trình chế tạo thép và các loại thép sẽ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa quy trình sản xuất và lựa chọn vật liệu phù hợp nhất. Để biết thêm chi tiết về cách tạo ra thép và lựa chọn vật liệu phù hợp, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi tại Citicom.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong ngành thép, Công ty Cổ phần Thương mại Citicom (CITICOM) tự hào là nhà cung cấp uy tín các sản phẩm thép chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng. CITICOM đã khẳng định được vị thế của mình là một doanh nghiệp cung cấp thép uy tín và dẫn đầu cho ngành cơ khí chế tạo tại Việt Nam. 

  • Chúng tôi là nhà phân phối hàng hóa uy tín với đội ngũ nhân viên nhiệt tình hỗ trơ quý khách hàng 24/7
  • Hỗ trợ khách hàng báo giá tốt nhất mọi thời điểm
  • Chất lượng sản phẩm tốt, nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, cung cấp đầy đủ chứng từ, hóa đơn, giao hàng nhanh
  • Tư vấn tiến độ giao hàng phù hợp với tiến độ dự án, đơn hàng giúp đảm bảo tối ưu từng đơn hàng.

Bên cạnh đó, chúng tôi mang tới cho khách hàng các giải pháp mua hàng tối ưu như: giao hàng ngay, giao theo kỳ hạn, giao theo tiến độ dự án, giao định kỳ, giao hàng trước – chốt giá thời điểm.

Liên hệ Citicom để được tư vấn và hỗ trợ:

HOTLINE BÁN HÀNG: 0978750505    |     Email: cskh@citicom.vn

5/5 - (5 bình chọn)