Quy trình sản xuất thép đi qua bốn chặng lớn: tạo kim loại lỏng (từ quặng qua lò cao, hoặc từ thép phế qua lò điện), luyện và tinh luyện thành thép đúng mác, đúc thành phôi, rồi cán và gia công thành sản phẩm như thép thanh, thép cuộn, thép tấm, thép hình, ống, tôn. Mỗi chặng quyết định một phần chất lượng của thép bạn mua. Bài viết giải thích từng công đoạn, so sánh hai con đường lò cao và lò điện, phân biệt cán nóng và cán nguội, và giới thiệu những nhà máy tiêu biểu ở Việt Nam theo từng dòng sản phẩm.
Tổng quan hai con đường sản xuất thép
| Tiêu chí | Lò cao và lò thổi ô xy (liên hợp) | Lò điện |
|---|---|---|
| Nguyên liệu chính | Quặng sắt, than cốc, đá vôi; thêm một phần thép phế | Thép phế, sắt xốp, gang thỏi |
| Thiết bị | Lò luyện cốc, máy thiêu kết, lò cao, lò thổi ô xy | Lò điện hồ quang (hoặc lò cảm ứng ở nhà máy nhỏ) |
| Quy mô | Rất lớn, vốn đầu tư cao | Linh hoạt, vốn thấp hơn |
| Phát thải CO₂ | Cao | Thấp hơn nhiều khi dùng thép phế |
| Phụ thuộc | Giá quặng, than cốc | Giá thép phế, giá điện |
Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu
- Quặng sắt được nghiền, sàng, thiêu kết thành khối xốp hoặc vê viên để khí đi qua dễ trong lò cao.
- Than mỡ được luyện thành than cốc trong lò luyện cốc.
- Thép phế được phân loại, cắt, ép kiện, loại tạp chất trước khi nạp lò điện.
Bước 2: Tạo kim loại lỏng
Trong con đường liên hợp, quặng được khử trong lò cao thành gang lỏng (chứa khoảng 4% cacbon), chưa phải thép. Nguyên lý và các phản ứng trong lò cao được trình bày trong bài cách lò cao luyện quặng thành gang lỏng. Trong con đường lò điện, thép phế được nấu chảy trực tiếp bằng hồ quang điện.
Bước 3: Luyện thép và tinh luyện
- Lò thổi ô xy: thổi ô xy tinh khiết vào gang lỏng để đốt bớt cacbon và tạp chất (silic, mangan, phốt pho), biến gang thành thép.
- Lò điện: nấu chảy, tạo xỉ, khử phốt pho, điều chỉnh cacbon.
- Tinh luyện ngoài lò (lò thùng, khử khí chân không): bổ sung hợp kim để đạt đúng mác, khử ô xy, lưu huỳnh, khí hòa tan, đồng đều nhiệt độ.
Đây là bước quyết định thành phần hóa học của mác thép, ví dụ giới hạn cacbon, mangan, đương lượng cacbon của thép cốt bê tông CB400, CB500. Ý nghĩa các mác thép được giải thích trong bài ký hiệu và ý nghĩa mác thép.
Bước 4: Đúc liên tục thành phôi
Thép lỏng được rót qua thùng trung gian vào khuôn làm nguội bằng nước, đông đặc dần và được kéo ra liên tục thành phôi. Tùy sản phẩm cuối, nhà máy đúc phôi vuông (cho thép thanh, thép cuộn), phôi dẹt (cho thép cuộn cán nóng, thép tấm), phôi khối hoặc phôi dầm (cho thép hình lớn). Chi tiết các loại phôi có trong bài các loại phôi thép và ứng dụng.
Bước 5: Cán nóng
Phôi được nung lại khoảng 1.100 đến 1.250 °C (hoặc đưa nóng thẳng từ máy đúc) rồi qua nhiều giá cán để giảm tiết diện và tạo hình:
- Thép thanh vằn, thép cuộn xây dựng: cán từ phôi vuông; nhiều nhà máy làm nguội nhanh sau cán để nâng cường độ. Cách nhiệt luyện này được giải thích trong bài tôi thép và làm nguội nhanh sau cán.
- Thép cuộn cán nóng, thép tấm: cán từ phôi dẹt.
- Thép hình H, I, U, V: cán từ phôi khối, phôi dầm qua các giá cán có rãnh định hình.
Bước 6: Cán nguội, mạ và gia công tiếp
- Cán nguội: thép cuộn cán nóng được tẩy gỉ bằng axit, cán ở nhiệt độ thường để mỏng hơn, rồi ủ mềm và cán là.
- Mạ: thép cán nguội qua dây chuyền mạ kẽm, mạ nhôm kẽm, sơn màu thành tôn.
- Ống, hộp: thép băng được cán tròn và hàn cao tần; có thể nhúng kẽm nóng sau đó.
- Xà gồ C, Z: cán định hình nguội từ thép cuộn mạ kẽm.
| Tiêu chí | Thép cán nóng | Thép cán nguội |
|---|---|---|
| Nhiệt độ cán | Trên nhiệt độ kết tinh lại (khoảng 1.000 °C trở lên) | Nhiệt độ thường |
| Bề mặt | Xanh đen, có vảy ô xít | Sáng, mịn |
| Dung sai kích thước | Rộng hơn | Chặt hơn |
| Chiều dày thông dụng | Dày | Mỏng |
| Ví dụ | Thép tấm SS400, thép hình, thép thanh | SPCC, nền tôn mạ |
Hai loại tấm này có trang giá riêng: thép tấm cán nóng và thép tấm cán nguội.
Bước 7: Kiểm tra, ghi nhãn, đóng bó
Mỗi lô thép được lấy mẫu thử kéo, uốn, phân tích hóa học theo tiêu chuẩn sản phẩm; thép thanh được cán nổi ký hiệu nhà sản xuất, mác và đường kính; bó thép có tem ghi mác, quy cách, số lô, mẻ nấu. Các thông tin này là căn cứ để lập chứng chỉ chất lượng, xem bài CO CQ của thép là gì.
Nhà máy thép tiêu biểu ở Việt Nam theo dòng sản phẩm
| Dòng sản phẩm | Một số nhà sản xuất tiêu biểu |
|---|---|
| Liên hợp từ quặng (lò cao): phôi, thép xây dựng, thép cuộn cán nóng | Hòa Phát (Hải Dương, Dung Quất), Formosa Hà Tĩnh |
| Thép xây dựng từ lò điện và nhà máy cán | Nhiều nhà sản xuất như Pomina, Việt Ý, Việt Nhật (Vina Kyoei), Thép Miền Nam, Tung Ho, Thái Nguyên |
| Thép hình cỡ lớn | PY VINA (thép H, U, thép góc) |
| Tôn mạ, thép cán nguội | Hoa Sen, Nam Kim, Tôn Đông Á, Hòa Phát |
| Ống thép, thép hộp | Ống thép Hòa Phát, Việt Đức VG PIPE, SeAH, Vina One, Hoa Sen |
Giá thép xây dựng của các hãng được cập nhật tại trang giá thép xây dựng các thương hiệu.
Nguyên liệu đầu tiên của con đường lò cao được giới thiệu trong bài các loại quặng sắt và giá quặng.
Quy mô sản xuất, các doanh nghiệp lớn và số liệu mới nhất của ngành được tổng hợp trong bài toàn cảnh ngành thép Việt Nam.
Câu hỏi thường gặp
Quy trình sản xuất thép gồm những bước nào?
Chuẩn bị nguyên liệu, tạo kim loại lỏng (lò cao hoặc lò điện), luyện và tinh luyện thép, đúc liên tục thành phôi, cán nóng, gia công tiếp (cán nguội, mạ, hàn ống), kiểm tra và đóng gói.
Lò cao cho ra thép hay gang?
Lò cao cho ra gang lỏng; gang được chuyển sang lò thổi ô xy mới thành thép.
Thép lò điện có kém hơn thép lò cao không?
Không nhất thiết. Chất lượng phụ thuộc thành phần, tinh luyện và kiểm soát của nhà máy; thép đạt mác theo tiêu chuẩn thì dùng được như nhau.
Cán nóng và cán nguội khác nhau thế nào?
Cán nóng ở nhiệt độ cao, bề mặt có vảy, dung sai rộng; cán nguội ở nhiệt độ thường, bề mặt mịn, chính xác, dùng cho thép mỏng.
Kết luận
Thép được sản xuất qua chuỗi công đoạn từ nguyên liệu, kim loại lỏng, luyện và tinh luyện, đúc phôi đến cán và gia công. Hiểu quy trình giúp bạn đọc đúng thông tin về mác thép, nguồn gốc, chứng chỉ và chọn sản phẩm phù hợp. Tổng quan về thép và cách phân loại có trong bài khái niệm thép và cách phân loại; cần báo giá, hãy liên hệ Giá Thép Hôm Nay.