Những công nghệ sản xuất thép được sử dụng phổ biến hiện nay

Trong thời điểm hiện tại, thép đang là loại nguyên vật liệu vô cùng quan trọng đối với hoạt động xây dựng, sản xuất cũng như đời sống thường ngày không chỉ tại Việt Nam mà còn trên toàn thế giới. Và với vai trò thiết yếu như trên, ngành thép đang được nhiều tập đoàn, doanh nghiệp cũng như Chính phủ các nước tập trung đẩy mạnh đầu tư, nâng cao chất lượng và đặc biệt là liên tục cải thiện dây chuyền, công nghệ sản xuất. Vậy, những công nghệ sản xuất thép được sử dụng phổ biến hiện nay là gì? cùng RX Tradex tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

1. Giới thiệu tổng quan về thép.

1.1. Thép là gì?

Thép là gì? Thép (Steel) là hợp kim với thành phần chính là sắt (Fe), được nung chảy cùng carbon (C) và một số nguyên tố hóa học khác (Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo, Mg, Cu…). Trong đó, việc điều chỉnh tỷ lệ các nguyên tố trong quá trình nung chảy sẽ ảnh hưởng đến tính chất của hợp kim thép thành phẩm, bao gồm: Độ cứng, độ đàn hồi, tính dẻo/dễ uốn, khả năng chống oxy hóa và độ bền.

1.2. Vai trò và ứng dụng của thép hiện nay.

Hiện nay, trên thế giới có đến hơn 3,000 loại thép, được sử dụng rộng rãi trong đa dạng lĩnh vực như: Y tế, xây dựng, tiêu dùng, giao thông vận tải,…. Ngoài ra, với đặc tính là dễ định hình, độ bền cao, thép còn được sử dụng như vật liệu chính trong các ngành công nghiệp: Cơ khí chế tạo, đóng tàu, lắp ráp ô tô,… Có thể nói, trong thời điểm hiện tại, thép là loại vật liệu với vai trò không thể thay thế, mang đến nhiều ứng dụng phổ biến trong cả đời sống và các hoạt động xây dựng, sản xuất công nghiệp.

2. 5 công nghệ sản xuất thép phổ biến hiện nay.

2.1. Công nghệ sản xuất thép carbon.

Công nghệ sản xuất thép carbon là gì? Đây là phương pháp sản xuất bằng cách loại bỏ các tạp chất và tạo ra thép có hàm lượng carbon thấp. Cụ thể, thép carbon (Carbon steel) là hợp kim kết hợp giữa sắt và carbon, với tỷ trọng lượng carbon chiếm tối đa khoảng 2,1%. Ngoài ra, trong thành phần của loại thép này, không có quy định về hàm lượng tối thiểu của các nguyên tố hợp kim khác. Thông thường, dựa trên tỷ lệ carbon, có thể chia loại thép này thành 3 nhóm:

• Thép carbon thấp: Có hàm lượng carbon bằng hoặc thấp hơn 0,25%.
• Thép carbon trung bình: Có hàm lượng carbon trung bình từ 0,25 đến 0,6%.
• Thép carbon cao: Có hàm lượng carbon cao từ 0,6 đến 2,1%.ưm em

Hiện nay, công nghệ sản xuất thép carbon có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, tiêu biểu là:

• Thép carbon có thể được cán thành tấm mỏng để chế tạo: Nắp động cơ, bộ phận cơ khí có yêu cầu độ bền thấp, thùng chứa, thân lò,…
• Thép cacbon chủ yếu dùng để sản xuất các bộ phận chuyển động yêu cầu độ bền cao: Piston bơm, cánh quạt tua bin hơi nước, bánh răng, trục khuỷu, trục quay máy công cụ, trục lăn,…
• Được dùng chế tạo các bộ phận có tiết diện nhỏ, bao gồm: Lò xo, các bộ phận mài mòn, dụng cụ cần độ cứng cao,…
• …

2.2. Công nghệ sản xuất thép hợp kim.

Công nghệ sản xuất thép hợp kim là gì? Đây là quá trình sản xuất thép bằng cách kết hợp các nguyên liệu có thành phần hóa học khác nhau, nhằm tạo ra hợp kim thép với tính chất cơ học và hóa học đặc biệt, đáp ứng các yêu cầu trên thị trường. Cụ thể, những nguyên tố hợp kim như: Cr, Ni, Ti, Cu, V, Co, Mn, Si,… với một lượng nhất định sẽ được đưa vào trong quá trình sản xuất, từ đó thay đổi cấu trúc và tính chất của thép. Trong đó, tỷ lệ tổng hợp các nguyên tố pha trộn nằm trong khoảng từ 1-50%. Mục đích chính của công nghệ sản xuất này là cải thiện chất lượng thép thành phẩm, nâng cao độ đàn hồi, sức bền và khả năng chống oxy hóa. Thông thường, thép hợp kim sẽ có 2 loại chính, bao gồm:

• Thép hợp kim cao: Có các nguyên tố được thêm vào chiếm hơn 10% tổng khối lượng thép tạo ra.
• Thép hợp kim thấp: Đây chính là loại thép được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Thông thường đơn vị sản xuất sẽ thêm các nguyên tố như: Crom, silic, mangan, bo,… trong quá trình sản xuất, với hàm lượng không vượt quá 10%.

Hiện nay, thép hợp kim là vật liệu được ứng dụng phổ biến trong thực tế, với các lĩnh vực tiêu biểu như:

• Ứng dụng trong lĩnh vực: Đúc cơ khí chế tạo máy, linh kiện ô tô, thiết bị tàu thủy,…
• Chế tạo các loại bộ phận máy móc như: Trục động cơ, trục chịu tải trọng nhẹ và vừa, các loại bánh răng,…
• Là vật liệu chính trong sản xuất các chi tiết máy móc: Con lăn, bulong, thớt đỡ, tay quay,…
• …

2.3. Công nghệ sản xuất thép không gỉ.

Công nghệ sản xuất thép không gỉ là gì? Đây là công nghệ sản xuất giúp tạo ra các loại thép có khả năng chống rỉ sét và oxi hóa. Cụ thể, thép không gỉ thường được làm từ hợp kim sắt kết hợp cùng các nguyên tố khác như: Nickel, crom, và molybdenum nhằm cải thiện đặc tính chống ăn mòn. Trong thực tế, thép không gỉ còn được gọi là inox, và thường chia làm 3 dòng sản phẩm chính như sau:

• Thép không gỉ austenit: Là loại thép có kết hợp của crom, niken và molypden với tỷ lệ lớn nhất, chiếm khoảng 70%.
• Thép không gỉ Ferritic: Đây là dòng thép không gỉ có hàm lượng niken rất thấp và hàm lượng carbon cao trong thành phần cấu tạo.
• Thép không gỉ loại Martensitic: Chứa niken, hàm lượng carbon cao hơn các loại thép không gỉ khác, từ đó nâng cao độ bền nhưng khả năng chống ăn mòn thấp hơn.

Hiện nay, thép không gỉ được ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất khác nhau, với những công dụng tiêu biểu như:

• Thép austenitic được sử dụng trong sản xuất đồ gia dụng: Bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền, xây dựng,… – Thép ferritic thường được ứng dụng trong chế tạo: Nồi hơi, máy giặt,…
• Thép martensitic thường được ứng dụng nhiều trong sản xuất: Cánh tuabin, lưỡi dao,….
• …

2.4. Công nghệ sản xuất thép lò cao.

Công nghệ sản xuất thép lò cao là gì? Lò cao là tên gọi của một loại lò trong kĩ thuật luyện kim, thường được sử dụng để nung chảy quặng thành kim loại (phổ biến là luyện gang từ quặng sắt và các nguyên liệu khác). Trong thực tế, công nghệ sản xuất thép từ lò cao là phương pháp chế biến nguyên liệu sắt từ quặng, kết hợp cùng carbon và thông qua quá trình nấu chảy ở nhiệt độ cao để tạo ra gang. Sau đó, thành phẩm gang được doanh nghiệp chế biến tiếp để sản xuất thép thành phẩm.

Hiện nay tại Việt Nam, Hòa Phát là đơn vị tiên phong trong việc áp dụng xu hướng công nghệ sản xuất này vào chế tạo thép từ quặng, với dây chuyền được nhập khẩu từ Đức, Hà Lan. Qua đó, công ty này có thể sản xuất được các mác thép chất lượng cao, phục vụ cho việc xây siêu công trình, đảm bảo các tiêu chuẩn xuất khẩu khắt khe nhất của châu Âu, Mỹ, Nhật… [1] Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của công nghệ dây chuyền sản xuất thép lò cao:

• Chế tạo các cấu trúc quan trọng phục vụ cho ngành xây dựng như: Khung sườn, cột, dầm, vật liệu xây dựng,…
• Ứng dụng trong sản xuất các máy móc thiết bị công nghiệp và linh kiện, bao gồm: Bánh răng, trục, các bộ phận chịu tải,..
• Vật liệu sản xuất trong ngành năng lượng: Ống dẫn nhiên liệu và bộ phận liên quan đến dầu khí, điện.
• …

2.5. Công nghệ sản xuất thép lò hồ quang điện.

Công nghệ sản xuất thép lò hồ quang điện là gì? Đây được xem là phương pháp sản xuất thép phổ biến nhất tại Việt Nam hiện nay. Thông thường, doanh nghiệp sẽ sử dụng lò hồ quang điện để nấu chảy quặng sắt hoặc thép đã qua sử dụng, từ đó tạo ra sản phẩm mới hoặc tái chế nguồn nguyên liệu cũ.

Hiện nay, công nghệ sản xuất thép lò hồ quang điện đang là một xu hướng được nhiều tập đoàn, doanh nghiệp theo đuổi. Theo ông Sanjeev Gupta, Chủ tịch điều hành của Liên minh GFG – công ty sở hữu Liberty Steel, một trong những “đế chế” thép lớn nhất thế giới, cho biết, lò hồ quang điện sẽ mở đường để thép “xanh” có thể xuất khẩu khắp thế giới. Đồng thời, công nghệ này không những giúp khử carbon trong sản xuất công nghiệp mà còn giúp đảm bảo hoạt động của chuỗi cung ứng thép “xanh” trên toàn cầu. [2] Sau đây là một số ứng dụng tiêu biểu của công nghệ sản xuất thép lò hồ quang:

• Giúp doanh nghiệp tiết kiệm năng lượng cho hoạt động sản xuất thép lên tới 20-30%.
• Giảm chi phí vận hành.
• Giảm lượng khí thải ra môi trường.
• …

3. Tổng kết.

Với danh sách 5 công nghệ sản xuất thép được sử dụng phổ biến hiện nay ở trên, hy vọng RX Tradex đã cung cấp các thông tin cần biết cho doanh nghiệp về những ứng dụng tiêu biểu của các phương pháp sản xuất thép phổ biến trong thời điểm hiện tại. Ngoài ra, trong năm nay, doanh nghiệp mong muốn tìm hiểu thêm về các công nghệ sản xuất mới nhất có thể tham gia ngay Triển lãm Quốc tế Vietnam Manufacturing Expo do công ty RX Tradex Vietnam tổ chức. Đồng thời, cũng trong năm 2023, RX Tradex còn tổ chức những sự kiện triển lãm hàng đầu khu vực như: NEPCON Vietnam, METALEX Vietnam và Waste and Recycling Vietnam.

Chú thích:

[1]: Ưu việt của thép Hòa Phát áp dụng công nghệ luyện từ quặng chất lượng cao.

[2]: Cuộc đua thép xanh tăng tốc.