Tìm hiểu về quy trình sản xuất thép cán nóng
Trong ngành vật liệu xây dựng và công nghiệp, thép cán nóng (Hot Rolled Coil – HRC) là loại thép cơ bản được ứng dụng rộng rãi. Để tạo ra thép cán nóng, nguyên liệu thép phải trải qua một quy trình phức tạp gồm nhiều giai đoạn từ chuẩn bị nguyên liệu đến gia công thành phẩm. Bài viết dưới đây, Sơn Hà SSP sẽ giới thiệu chi tiết quy trình sản xuất thép cán nóng cũng như công dụng của thép cán nóng, cũng như cách bảo quản .
1. Thép cán nóng là gì?
Thép cán nóng là loại thép được gia công ở nhiệt độ cao (trên 1000°C), sau đó cán thành dạng cuộn. Ở nhiệt độ này, thép trở nên bền, dẻo dai và dễ tạo hình. Quá trình cán nóng thực hiện khi phôi thép còn đang ở nhiệt độ cao, giúp biến phôi thành các sản phẩm như cuộn thép hoặc tấm có kích thước lớn. Sản phẩm thép cán nóng thường có bề mặt thô ráp, màu xanh đậm đặc trưng và ít độ bóng.
Cuộn cán nóng có bề mặt thô ráp đặc trưng
Thép cuộn cán nóng có một số đặc điểm nổi bật như:
- Khả năng chịu lực cao: Được sản xuất ở nhiệt độ cao, thép cuộn cán nóng có độ bền kéo tốt và chịu được tải trọng lớn, đáp ứng yêu cầu của các kết cấu chịu lực.
- Dễ dàng gia công: Nhờ đặc tính mềm dẻo ở nhiệt độ thường, loại thép này dễ dàng cắt, uốn, hàn hoặc tạo hình theo nhu cầu sử dụng, phù hợp với nhiều mục đích thiết kế.
- Giá thành hợp lý: So với các dòng thép cán nguội hoặc thép hợp kim cao cấp, thép cán nóng có chi phí sản xuất thấp hơn, giúp tối ưu ngân sách cho các dự án quy mô lớn.
2. Quy trình sản xuất thép cán nóng
Quy trình sản xuất thép cán nóng gồm nhiều giai đoạn chính: chuẩn bị nguyên liệu, nung chảy đúc liên tục, cán nóng và xử lý bề mặt. Mỗi giai đoạn đảm nhận một vai trò riêng trong việc đưa thép từ nguyên liệu thô thành sản phẩm cuối cùng. Tìm hiểu chi tiết các bước ngay dưới đây:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu
Đầu tiên, các nguyên liệu chính gồm quặng sắt (quặng viên, quặng thiêu kết) và phụ gia (than cốc, đá vôi…) được đưa vào lò nung để tạo ra gang lỏng. Quá trình này cũng có thể bổ sung phế liệu sắt thép, trong đó phế liệu được nung nóng để hòa tan vào dòng kim loại đang nóng chảy
Giai đoạn 2: Gia nhiệt
Sau khi được nung chảy, nguyên liệu sẽ được chuyển tới lò luyện cơ bản (Basic oxygen furnace) hoặc lò hồ quang điện (Electric arc furnace). Tại đây, kim loại nóng chảy được gia nhiệt ở nhiệt độ cao và khử tạp chất, đồng thời điều chỉnh thành phần hóa học để tạo ra thép thô đạt yêu cầu. Ở bước gia nhiệt, người ta thường thổi oxy hoặc tạo hồ quang để giảm hàm lượng carbon và loại bỏ tạp chất, giúp sản phẩm đầu ra có mác thép mong muốn.
Gia nhiệt là bước không thể thiếu trong quy trình sản xuất thép cán nóng
Giai đoạn 3: Đúc liên tục
Sau khi đạt thành phần và nhiệt độ chuẩn, thép nóng chảy được đưa vào dây lò đúc phôi để tạo ra các phôi bán thành phẩm. Có ba loại phôi chính được sản xuất:
- Phôi thanh: dạng thanh vuông, tiết diện thường là 100×100, 125×125, 150×150mm; chiều dài khoảng 6–12m.
- Phôi phiến: dạng khối dẹt, dùng để cán ra thép cuộn cán nóng (HRC) hoặc thép cuộn cán nguội (CRC), cũng như các loại thép hình và thép tấm công nghiệp.
- Phôi bloom: đây là loại phôi tổng hợp có thể thay thế cho hai loại phôi trên.
Sau khi đúc, các phôi thép này được duy trì ở nhiệt độ cao để chuẩn bị cho công đoạn cán nóng tiếp theo.
Đúc liên tục để tạo ra các phôi bán thành phẩm
Giai đoạn 4: Cán nóng
Phôi thép được gia nhiệt lại trong nhiệt độ khoảng 1100–1200°C trước khi vào các lô cán nóng. Các phôi sau khi gia nhiệt được đưa qua nhiều trục cán liên tiếp để dần giảm độ dày, tạo thành các sản phẩm thép cuối cùng.
Có nhiều loại dây chuyền cán tùy theo phôi đầu vào. Ví dụ, phôi bloom được cán tại các xưởng cán hình để tạo dầm thép ray, thép cọc màn, các loại thép hình chữ H, I, thanh xây dựng…; Phôi thanh được đưa vào xưởng cán dây để tạo thép cuộn trơn; Phôi phiến được đưa vào xưởng cán tấm để tạo thép tấm công nghiệp
Giai đoạn 5: Xử lý bề mặt sau cán nóng
Sau quá trình cán nóng, bề mặt thép thường phủ một lớp gỉ sét mỏng do oxy hóa ở nhiệt độ cao. Để cải thiện độ hoàn thiện bề mặt, thép cuộn cán nóng được tẩy gỉ bằng dung dịch axit nhằm loại bỏ hoàn toàn vẩy sắt và oxi. Ngay sau đó, bề mặt thép được phủ một lớp dầu bảo quản mỏng để chống ăn mòn trong quá trình lưu kho. Sản phẩm cuối cùng ở giai đoạn này là thép cuộn cán nóng đã tẩy gỉ và phủ dầu, sẵn sàng đưa đi sử dụng hoặc tiếp tục cán lạnh nếu cần.
Tất cả các giai đoạn trong quy trình sản xuất thép cán nóng
3. Ứng dụng của thép cán nóng
Sở hữu độ bền cao, khả năng chịu lực tốt và tính linh hoạt trong chế tạo, thép cuộn cán nóng ngày càng được ưa chuộng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là xây dựng và sản xuất cơ khí. Cụ thể:
Trong xây dựng công nghiệp và dân dụng
Thép cuộn cán nóng là lựa chọn ưu tiên cho các kết cấu chịu tải lớn nhờ đặc tính cứng cáp và ổn định:
- Kết cấu chính công trình: Được dùng để chế tạo các cột, dầm, dàn mái trong nhà xưởng, nhà cao tầng, cầu vượt hay kho bãi công nghiệp. Độ bền cơ học cao giúp công trình duy trì tính ổn định và an toàn theo thời gian.
- Khung nhà thép tiền chế: Thép cán nóng là vật liệu lý tưởng để gia công khung kết cấu nhanh, chính xác, rút ngắn thời gian thi công và tối ưu chi phí.
- Hạng mục phụ trợ: Các chi tiết như lan can, hàng rào, cổng công trình cũng thường được sản xuất từ thép cuộn cán nóng vì dễ tạo hình và chống va đập tốt.
Trong chế tạo cơ khí và công nghiệp sản xuất
Không chỉ dừng lại ở ngành xây dựng, thép cuộn cán nóng còn là nền tảng cho nhiều ứng dụng trong cơ khí chế tạo:
- Thiết bị công nghiệp: Từ các bộ phận máy móc, phụ tùng cơ khí đến linh kiện chế tạo, thép cán nóng đáp ứng được yêu cầu khắt khe về độ bền và hiệu suất vận hành.
- Ngành ô tô: Khung gầm, sàn xe, vỏ xe – những chi tiết đòi hỏi khả năng chịu tải và chống biến dạng cao – đều có thể được sản xuất từ thép cuộn cán nóng.
- Đồ gia dụng: Nhiều sản phẩm nội thất kim loại như bàn ghế, kệ tủ, giá đỡ trong gia đình và văn phòng cũng tận dụng ưu điểm dễ gia công và chi phí hợp lý của loại thép này.
Ứng dụng của thép cán nóng
Trong công nghiệp nặng và khai khoáng
Thép cán nóng đóng vai trò then chốt trong việc chế tạo những thiết bị công suất lớn:
- Máy móc xây dựng: Các dòng máy như máy xúc, máy ủi, xe tải nặng đều sử dụng linh kiện từ thép cán nóng để đảm bảo tính ổn định trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
- Thiết bị khai thác mỏ: Nhờ khả năng chống mài mòn và va đập, thép cuộn cán nóng được ứng dụng rộng rãi trong máy khoan, băng tải, xe ben mỏ, góp phần nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị.
Có thể thấy, quy trình sản xuất thép cán nóng là một chuỗi công đoạn khắt khe, đòi hỏi công nghệ hiện đại và sự kiểm soát nghiêm ngặt ở từng giai đoạn. Chính nhờ quy trình này mà các sản phẩm thép cán nóng sở hữu độ bền cơ học vượt trội, khả năng gia công linh hoạt và độ ổn định cao, đáp ứng tốt cho những yêu cầu khắt khe trong các ngành công nghiệp nặng và xây dựng hiện đại.
> CÁC BÀI LIÊN QUAN
