Thiết kế một xưởng cán thép hình liên tục với các sản phẩm chính là thép xây dựng với năng suất 250.000 tấn.docx

LỜI NÓI ĐẦU
Thép cán là một trong những loại vật liệu chủ yếu của các ngành cơng nghiệp,
có vai trị quyết định tới sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố của mọi quốc gia. Vì
các sản phẩm của ngành cán thép được ứng dụng hầu hết trong các ngành công nghiệp
và các mặt hàng dân dụng như: Công nghiệp chế tạo máy, ôtô, ngành đường sắt, xây
dựng, kiến trúc... Mặt khác, sản lượng thép chia cho bình quân đầu người cũng là chỉ
tiêu quan trọng để đánh giá mức độ cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước. Chính vì
vậy, ngay từ khi hồ bình lập lại, Đảng và Chính phủ ta đã có những chủ trương, chính
sách đẩy nhanh q trình phát triển của ngành thép nói chung và ngành cán nói riêng.
Trong các phương pháp gia cơng kim loại bằng áp lực, phương pháp cán là
một phương pháp gia cơng kim loại thơng dụng nhất có truyền thống lâu đời và có
nhiều ưu điểm mà hiếm có phương pháp nào có được. Gần 3/4 thép luyện được gia
công bằng phương pháp cán, sản phẩm thép cán với rất nhiều chủng loại khác nhau về
hình dáng, kích thước và chất lượng để có thể đáp ứng được nhu cầu của các ngành
cơng nhiệp khác nhau. Ngồi ra, đây cịn là phương pháp gia cơng kim loại khơng
phoi, quy trình cơng nghệ có khả năng tự động hố cao, vì vậy nó có thể tạo ra các sản
phẩm với một năng suất và chất lượng cao.
Do tính ưu việt và phổ biến như vậy nên công nghệ cán thép được hầu hết các
nước phát triển trên thế giới quan tâm và đầu tư xây dựng. Một số nước có nền sản
xuất thép nói chung và thép cán nói riêng có trình độ phát triển cao như: Mỹ, Nga,
Đức, Italia, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc...Ở nước ta, trong những năm qua
ngành cán thép đã có nhiều cố gắng khai thác, cải tạo và mở rộng những cơ sở sản xuất
cũ và liên doanh với nước ngoài làm năng lực sản xuất và sản lượng sản xuất hàng
năm tăng với tốc độ khá nhanh, tuy nhiên so với mức phát triển hiện nay vẫn còn thấp.
Phát triển ngành cán thép để nâng cao khả năng cạnh tranh với khu vực và trên thế giới
là một yêu cầu khách quan, cấp bách và có ý nghĩa chiến lược đối với nước ta nói
riêng và mọi quốc gia có mong muốn phát triển nói chung.
Các nhà máy thép của nước ta hiện nay có thể đáp ứng nhu cầu của thị trường
về các loại sản phẩm thép hình thơng dụng dùng trong xây dựng, dân dụng. Tuy nhiên,
thị trường các sản phẩm thép hình có tiết diện phức tạp và các sản phẩm thép đặc biệt
của nước ta hầu như đang bị bỏ ngỏ. Vì vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất các loại

thép hình đơn giản như hiện nay, chúng ta cũng cần phải quan tâm đến phát triển sản
xuất các loại thép hình có tiết diện phức tạp, thép chất lượng cao, thép đặc biệt, phục
vụ cho nhu cầu thị trường và các ngành công nghiệp ngày càng đa dạng về chủng loại
với hàm lượng chất xám trên những tấn sản phẩm ngày càng cao.

1


Trên nhu cầu của thị trường thép cán ở Việt Nam cũng như dựa trên xu hướng
phát triển của đất nước, có chủ trương định hướng của Đảng qua các kỳ đại hội gần
đây, và một điều sống còn đối với các nhà máy cán thép là đủ khả năng cạnh tranh, đủ
trình độ hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới sau khi Việt Nam bãi bỏ
các biện pháp hạn chế số lượng và phi thuế quan vào khoảng năm 2006. Sau khi thực
tập tại cơng ty sản xuất thép Hịa Phát ... tơi đã được bộ môn Cơ học vật liệu & Cán
Kim loại giao cho nhiệm vụ tốt nghiệp với đề tài : "Thiết kế một xưởng cán thép
hình liên tục với các sản phẩm chính là thép xây dựng với năng suất 250.000
tấn/năm cùng với đó là phần chuyên đề: Tự động hóa.
Mặc dù chủng loại đã có khá nhiều nhà máy ở nước ta hiện nay đang sản xuất,
nhưng những nhà máy có trình độ cơng nghệ tiên tiến để sản xuất ra chủng loại trên
đạt chỉ tiêu về chất lượng và cơ tính tốt chưa nhiều. Đây là đề tài mang tính thực tiễn
cao nhằm đáp ứng cho sự phát triển ngành thép của đất nước trong tương lai. Trong
thời gian làm đồ án được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của TS. Đặng Thị Hồng Huế
cùng sự nỗ lực của bản thân tơi đã hồn thành nhiệm vụ thiết kế. Nhưng do thiếu kinh
nghiệm thực tế nên đồ án khơng tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự đóng góp
ý kiến và giúp đỡ của thầy giáo và các bạn đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày….tháng…...năm 2016
Sinh viên

Đinh Đức Trọng

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN NGÀNH THÉP Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1. Tổng quan ngành thép ở Việt Nam:
1.1.1 Tầm quan trọng của ngành:
Sự ra đời của kim loại thép đã góp phần rất lớn vào q trình phát triển của loài
người. Thép dần thay thế các nguyên vật liệu như đá, gỗ…bởi đặc tính vững chắc
và dễ tạo hình. Thép xuất hiện ngày càng nhiều: cơng trình cầu đường, nhà xưởng,
đóng tàu, phương tiện vận chuyển, sản phẩm phục vụ sinh hoạt…
Nhận biết được tầm quan trọng của ngành thép, hầu hết các quốc gia dành
nhiều chính sách ưu đãi để phát triển ngành này. Thép được coi là nguyên vật liệu
lõi cho các ngành công nghiệp khác và là ngành công nghiệp trụ cột của nền kinh
tế trong q trình hiện đại hóa đất nước.
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển:
Ngành thép Việt Nam chỉ thực sự phát triển trong khoảng 30 năm trở lại đây.
+) Ngành thép Việt Nam mạnh nhất phát triển từ những năm 60 của thế kỷ XX
với mẻ gang đầu tiên của khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên.
+) Trước năm 1990, sản lượng duy trì ở mức rất thấp, khoảng 40,000 – 80,000
tấn/ năm. Chủ yếu là nhập khẩu.
+) Từ 1990 – 1995, ngành thép Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc,
đánh dấu bằng sự ra đời của Tổng công ty thép Việt Nam năm 1990. Sản lượng
thép năm 1995 đã đạt 450,000 tấn.

+) Giai đoạn 1996 – 2000, ngành thép Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao và
nhiều dự án phát triển theo chiều sâu, sản lượng sản xuất đạt 1.57 triệu tấn.
+) Hiện nay, lực lượng tham gia sản xuất và gia công chế biến thép trong nước
rất đa dạng, bao gồm nhiều thành phấn kinh tế, ngồi Tổng cơng ty thép Việt

Nam và các cơ sở quốc doanh thuộc các ngành, địa phương khác cịn có các liên
doanh, các cơng ty cổ phần, cơng ty 100% vốn nước ngồi và các cơng ty tư nhân.
Sản lượng thép năm 2012 đạt 9.1 triệu tấn/năm.
1.1.3 Phân loại thép:
Sản phẩm thép được phân loại theo phương pháp chế tạo, có các loại thép tấm,
thép hình, thép ống.
+ Thép hình: trịn, vng, dẹt, chữ nhật, U, I góc, thép đường ray…
+ Thép tấm: tấm dày, tấm mỏng, thép lá
+ Thép ống: Thép ống không hàn, thép ống hàn

3


Hình 1.1 Sản lượng
thụ tại Việt Nam
năm

thép tiêu
qua các

1.4 Thực trạng ngành thép ở Việt Nam:
4.1.1 Cung vượt xa cầu:
Theo thống kê của Hiệp hội Thép (VSA), ngành thép đang có khoảng 400
doanh nghiệp tham gia hoạt động sản xuất thép các loại. Cho tới nay, với năng lực
sản xuất của các nhà máy trong nước, chúng ta đã có thể đáp ứng được 100% nhu
cầu thép thanh, thép cuộn  6-  8 mm, thép hình cỡ nhỏ, 100% ống thép hàn,
thép mạ kim loại, thép phủ mầu và cuộn thép cán nguội để làm nguyên liệu cho
các nhà máy mạ kim loại và phủ mầu hiện có ở Việt Nam. Tuy nhiên các chủng
loại thép khác như thép cuộn cán nóng, thép hợp kim, thép chế tạo cơ khí, thép
tấm cán nóng, thép tấm cán nguội... cịn phải nhập khẩu. Năm 2012, Việt Nam

nhập khẩu 7.6 triệu tấn thép các loại và nguyên liệu thép.
Trái ngược với tình hình thiếu nguồn cung phải nhập khẩu của thép dẹt.
Nguồn cung thép xây dựng trong nước hiện nay đã vượt xa nhu cầu, trong năm nay
dự kiến sẽ có 5 nhà máy đi vào hoạt động (Thái Trung 500 nghìn tấn/năm, An
Hưng Tường-Bình Dương 250 nghìn tấn/năm, Thép Miền Trung 250 nghìn
tấn/năm, Thép Thái Bình Dương 250 nghìn tấn/năm, thép DANA Ý ở Đà Nẵng
250 nghìn tấn/năm) với tổng cơng suất là 1.5 triệu tấn nâng tổng công suất thép
xây dựng lên 11 triệu tấn trong khi nhu cầu tiêu thụ thép xây dựng hiện nay chỉ
khoảng 5 triệu tấn/năm. Hầu hết các doanh nghiệp thép xây dựng hiện nay chỉ hoạt
động cầm chừng khoảng 40 – 60% công suất.

4


Hình 1.2 Cơng suất sản xuất thép tại Việt Nam qua các năm (Nguồn: PNS tổng
hợp)
4.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thép tháng 6 đầu năm 2016
Lượng thép xây dựng sản xuất trong tháng 6 ước đạt 360,000 tấn, giảm
8.63% so với tháng trước và tăng 17.73% so với cùng kỳ năm ngoái. 6 tháng
đầu năm, tổng sản lượng thép sản xuất đạt 2.254 triệu tấn, giảm 1.4% so với
cùng kỳ năm 2012.
Lượng thép tiêu thụ trong tháng 6 ước đạt 350,000 tấn, giảm 9.33% so với
tháng trước và tăng 17.57% so với cùng kỳ năm ngoài. 6 tháng đầu năm đạt 2.256
triệu tấn, tăng 0.8% so với cùng kỳ năm 2012. Lượng thép thành phẩm còn tồn kho
tính đến cuối tháng 6 khoảng 310,000 tấn, tăng 1.97% so với tháng trước và giảm
11.58% so với cùng kỳ năm trước; phôi chuẩn bị cho sản xuất tháng sau là
450,000 tấn, giảm 10% so với cùng kỳ năm trước.
Như vậy tình hình ngành thép 6 tháng đầu năm 2013 nhìn chung có diễn biến
tốt hơn so với cùng kỳ năm 2015. Riêng tháng 6, tình hình sản xuất và tiêu thụ
chậm so với tháng 5. Dự kiến tình hình sản xuất và tiêu thụ thép trong quý 3 sẽ

trầm lắng vì đây là giai đoạn trùng với mùa mưa ở phía Nam nên nhu cầu tiêu thụ
thấp.
4.1.3 Xuất khẩu thép
Trong hoàn cảnh tiêu thụ thép ở thị trường trong nước sụt giảm, các doanh
nghiệp sản xuất chỉ hoạt động cầm chừng và tồn kho cao như hiện nay, xuất khẩu
thép được coi là giải pháp giúp doa nh ng hi ệ p vượt qua khó khăn, tái sản xuất.
Theo thống kê của Bộ Công Thương, 5 tháng đầu năm 2016, kim ngạch xuất
khẩu thép và các sản phẩm từ thép đạt trên 1.36 tỷ USD, tăng 13% so với cùng kỳ.
Xuất khẩu thép bắt đầu có sự tăng trưởng mạnh từ năm 2010 cả về sản lượng và
thị trường xuất khẩu. Điều này chứng tỏ thép Việt Nam đã bước đầu chứng minh
được chất lượng và được thị trường chấp nhận. Thị trường xuất khẩu thép đã được
mở rộng ra 20 nước và vùng lãnh thổ, chủ yếu là khu vực Đông Nam Á như:
Campuchia, Indonesia, Philippines, Thái Lan, Malaysia và Lào (chiếm khoảng 90%
tổng lượng xuất khẩu).

5


Hiện nay, đứng đầu danh sách các doanh nghiệp xuất khẩu thép lớn nhất là
Thép Posco, sau đó là Tơn Hoa Sen, Hữu Liên Á Châu, Thép Pomina, Thép Miền
Nam, Thép Hòa Phát… với lượng xuất khẩu chiếm từ 20-40% tổng doanh thu bán
hàng của các DN này.

Hình 1.3 Xuất khẩu thép của Việt Nam qua các năm
4.1.4 Biến động giá thép:
Sáu tháng đầu năm, giá thép trong nước có những biến động khá lớn. Quý 1
năm nay, mặc dù giá thép thế giới vẫn đang trong xu hướng giảm giá, nhưng giá
thép trong nước lại tăng giá khá mạnh. Nguyên nhân là do nhiều doanh nghiệp
kinh doanh thép cố tình găm hàng, đầu cơ nên đẩy giá thép tăng cao. Đến quý 2,
giá thép thế giới tiếp tục giảm mạnh nên các doanh nghiệp này lại vội vàng đẩy

hàng tồn khiến cho giá thép hạ xuống.
Dự báo, thị trường thép trong nước quý 3 sẽ tiếp tục suy yếu do nhu cầu tiêu
thụ thép xây dựng giảm trong mùa mưa bão nên giá thép sẽ tiếp tục giảm.

Hình 1.4 Biến động giá thép 6 tháng đầu năm 2016
(Nguồn: Thép Thái Ngun)
4.1.5 Trình độ cơng nghệ

6


Trình độ cơng nghệ của ngành thép nội cịn ở mức thấp, quy mô nhỏ nên
tổn hao nhiều nguyên liệu và năng lượng. Hậu quả là tính cạnh tranh của sản phẩm
rất thấp. Trong vài năm trở lại đây, thị trường thép Việt Nam đã bùng nổ với sự
tham gia ồ ạt của nhiều thành phần kinh tế. Trình độ cơng nghệ của ngành thép
Việt Nam đã có sự phân chia rõ rệt.
Công nghệ sản xuất của ngành thép nước ta chia làm 3 nhóm. Trong đó nhóm
doanh nghiệp sử dụng công nghệ lạc hậu chiếm khoảng 30 - 40% là sử dụng cơng
nghệ ở mức trung bình. Cịn lại là nhóm sử dụng những cơng nghệ hiện đại trên thế
giới.
Nhóm lạc hậu: Là các nhà máy cán có quy mô nhỏ, sử dụng thiết bị tự chế
tạo trong nước. Công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ khiến chất lượng sản phẩm thấp,
tiêu hao vật tư và năng lượng cao, ảnh hưởng môi trường lớn và giá thành sản
phẩm không có sức cạnh tranh trên thị trường.
Nhóm trung bình: Là các nhà máy cũ của Công ty Gang thép Thái Nguyên,
Công ty Thép Miền Nam, Công ty Thép Đà Nẵng, các liên doanh Vinausteel,
Natsteelvina, Tây Đô và các công ty thép Hải Phịng, Thái Ngun, Nam Đơ…
Nhóm các nhà máy hiện đại: Là các nhà máy liên doanh như Posco,
Vinakyoei, Thép Việt Hàn VSP, các nhà máy mới xây dựng như Hòa Phát, Việt-Ý,
Pomina, Thép Phú Mỹ, Thép tấm lá Phú Mỹ, cán mới Lưu Xá...

1.2 Tổng quan ngành thép trên thế giới:
Năm 2012, theo hiệp hội Thép Thế giới (WSA), (đại diện cho khoảng 170
nhà sản xuất thép), tổng sản lượng phôi thép thế giới đạt 1,510 triệu tấn tăng
1,35% so với năm 2011.
Hiện Trung quốc là quốc gia sản xuất phôi thép nhiều nhất thế giới chiếm
47% thị phần, tiếp đến là Nhật chiếm 7%, Mỹ chiếm 6%, Nga chiếm 5%, Hàn
Quốc chiếm 5%...
Top 15 công ty thép hàng đầu chiếm 1/3 thị phần thép thế giới bao gồm
Mittal, Arcelor, Severstal, Corus, Baosteel, Posco, JFE, Nippon, Riva, Nucor,
ThyssenKrupp, US steel, Evraz, Gardau, Tangshan.
5 tháng đầu 2016, sản lượng thép thơ tồn thế giới đạt 656.3 triệu tấn tăng
1.5% so với cùng kỳ năm 2012. Riêng Sản lượng thép thơ tồn cầu trong tháng
5/2016 đạt 136.3 triệu tấn, tăng 2.6% so với cùng kỳ năm ngoái và tăng 3,2% so
với tháng trước đó.
Trong tháng 5/2016, sản lượng thép thơ tại châu Á đạt 91 triệu tấn, tăng
5,7% so với cùng tháng năm ngoái. Trung Quốc là nước sản xuất lớn nhất với 67
triệu tấn, tăng 7,3% so với cùng tháng năm ngối. Trong khi đó, sản lượng thép
thơ được sản xuất bởi EU đạt 14,7 triệu tấn, giảm 4,7% so với cùng tháng năm

7


ngoái. Đức là nước sản xuất lớn nhất với 3,65 triệu tấn, giảm 1,5% so với cùng
tháng năm ngoái.
Thị trường thép thế giới đang dần phục hồi, giá thép cuộn cán nóng niêm yết
trên sàn New York giảm mạnh từ 655 USD/tấn giá thép đầu năm 2016 xuống 578
USD/tấn. Đến gần cuối tháng 5, giá thép dần hồi phục trở lại, giá thép cuộn cán
nóng 25/05/2016 ở mức 617 USD/tấn do những tín hiệu lạc quan từ nền kinh tế
thế giới, giá nhà bán của Trung Quốc và Mỹ đều tăng mạnh trong tháng 6 đầu
năm.

Tuy nhiên nhiều khả năng giá thép thế giới tháng 7 sẽ giảm do Tập đoàn sản
xuất thép hàng đầu Trung Quốc và lớn thứ 2 thế giới Baoshan Iron & Steel
(Baosteel) vừa thông báo sẽ hạ giá đối với các đơn đặt hàng tháng 7 do nhu cầu
tiêu thụ chậm lại.
Cụ thể, giá thép cuộn cán nóng sẽ giảm 200 nhân dân tệ tương đương 32,61
USD/tấn, giá thép cuộn cán nguội cũng giảm tương đương 200 nhân dân tệ/tấn.
Thép cuộn cán nóng thường được dùng trong sản xuất công nghiệp, thép cuộn
cán nguội sử dụng chủ yếu trong ô tô và các thiết bị tiêu dùng nội địa.
Những điều chỉnh giá thép của Baosteel thường được làm tham chiếu cho
toàn ngành thép Trung Quốc. Sự cắt giảm giá liên tục lần này làm gia tăng lo ngại
nhu cầu tiêu thụ thép Trung Quốc khó phục hồi.

Hình 1.5 Giá thép cuộn nóng niêm yết trên sàn New York (USD/tấn)

8


CHƯƠNG 2
QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ
TRONG DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ CÁN THÉP HÌNH

2.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất:
2.1.1 Xác định nhiệt độ cán.
Mục đích nung phơi trước khi cán là: Tăng tính dẻo, giảm trở kháng biến dạng.
Vì vậy, lực cán giảm, giảm tiêu hao điện, tăng tuổi thọ máy cán và tăng năng suất.
Thơng qua việc nung mà thành phần hóa học của phôi được đồng đều, tăng được
lượng ép và chất lượng sản phẩm tốt.
Vì lẽ đó mà việc nung phơi trước khi cán là một công việc vô cùng quan trọng
trong tồn bộ qui trình cơng nghệ cán. Mong muốn của chúng ta là làm thế nào nung
phôi đạt tới nhiệt độ cao thích hợp vừa tốn ít nhiên liệu nung lại vừa dễ gia công. Việc

xác định nhiệt độ nung thép cho từng loại khác nhau là khâu quyết định đến năng suất
và chất lượng sản phẩm cán :
+ Nhiệt độ nung q cao thì phơi sẽ bị cháy hoặc bị q nhiệt.v.v..
+ Nhiệt độ nung q thấp thì khơng đảm bảo an toàn cho những thiết bị cán như
trục cán bị gãy vỡ khớp nối … mặt khác năng lượng làm biến dạng kim loại tăng
lên rất nhiều.
+ Nhiệt độ nung không đồng đều dẫn đến vật cán bị cong vênh, vặn theo chiều
dày gây ra phế phẩm.
Để xác định nhiệt độ nung và nhiệt độ cán kim loại người ta xây dựng giản đồ
các vùng nhiệt độ nung, nhiệt độ cán của thép theo hàm lượng cácbon trong thép trên
cơ sở giản đồ trạng thái Fe – C. Theo hình 2.4 trang 67 (I), ta có thể xác định được
nhiệt độ cán đối với thép CT.3( 0,18%C ) là :
Tch
= 1430, 0C.
Tnung
= 1200 1260, 0C.
Tcán
= 1150  1200, 0C.
Tk/thúc cán = 890 920, 0C.
2.1.2 Quy trình sản xuất
Cầu trục sẽ chuyển từng nhóm phơi vào sàn phơi. Từng phôi một sẽ lần lượt
được chuyển lên bàn lăn nạp, sau đố được căn chỉnh và đưa vào lò nung bằng bàn lăn
để nung phôi. Phôi được nạp từ phần đi lị để đảm bảo nhiệt độ nung của một phôi.

9


Phơi được xếp vào lị thành hai hàng nếu là phôi 6 dài mét và một hàng nếu là phôi dài
12 mét.
Khi phôi được nung đến nhiệt độ cần thiết chúng sẽ được đưa ra bằng bàn lăn

bên trong lò và được bàn lăn ngồi lị chuyển tới giá cán thơ. Một bàn chứa phơi phế
(khi có sự cố hoặc phôi không đạt yêu cầu) với cơ chế tự động. Khi có sự cố hoặc phơi
khơng đạt u cầu thì phơi sau khi ra lị sẽ khơng vào giá cán mà được đưa ra sàn từ
bàn điều khiển trung tâm để xử lý lại phơi.
Phía sau nhóm cán thơ trang bị một máy cắt bay để cắt đầu đuôi làm tăng hiệu quả
cán vào cán trung tinh hoặc cắt băm phơi khi có sự cố để tránh tình trang phơi bị kẹt
lại ở các giá tiếp theo.
Ở một phần nhóm cán trung, tinh có bố trí xen giữa các giá là các bàn tạo trùng
nhằm tạo quá trình cán trùng, khơng chập (khơng bố trí ở các giá cán thơ bàn tạo
chùng vì tại đây vật cán đang có kích thước lớn nên không cần thiết).
Trước khi vào Block vật cán đựợc máy đẩy tiếp đẩy tới máy cắt xoay để cắt đầu đuôi
trước khi được cán bằng Block tốc độ cao. Tốc độ lớn nhất của máy cán tinh là khoảng
15m/s và của Block là 80m/s.
Trong trường hợp có sự cố, máy cắt bay đặt trước khu vực có sự cố cắt thanh thép bị
sự cố tránh thép bị kẹt trong dây chuyền. Thiết bị thu hồi thép vụn được trang bị ngay
bên cạnh máy cắt bay để thu hồi các đầu mẩu và các thanh thép vụn và được chuyển ra
ngoài bằng các cầu trục.
Thép vằn và thép dây ra khỏi máy cán tinh và block sẽ được chuyển đến dây chuyền
làm nguội nhanh để làm nguội. Sẽ thực hiện công nghệ làm nguội nhanh bề mặt và
ram lõi đối với thép vằn, nghĩa là sau khi làm nguội nhanh nhiệt độ của bề mặt thép
vằn được làm nguội nhanh xuống khoảng
tạo thành cấu trúc Mactenxit. Khi ra
khỏi thiết bị làm nguội nhiệt độ trong lõi sẽ thoát ra để tạo ra cấu trúc Mactenxit của
bề mặt thanh, vì vậy bề mặt thanh là cấu trúc Mactenxit được ram và lõi là cấu trúc
ferit mịn và peclit tấm. Cấu trúc này có tính cơ học rất tốt. Việc làm nguội nhanh sản
phẩm thép dây bằng cách giảm nhiệt độ để hạn chế oxy hóa bề mặt và cung cấp cấu
trúc, nhiệt độ thích hợp cho việc làm nguội vòng dây trong bước tiếp theo. Cả thép
thanh trơn và thép hình khơng cần làm nguội bằng nước.
Thép vằn, thép thanh trơn không cần làm nguội bằng nước được chuyển đến máy cắt
bay cắt phân đoạn lắp ở trước sàn nguội cắt thành các đoạn thích hợp cho sàn nguội.

Sau khi cắt phân đoạn, thép thanh được bàn lăn và thiết bị nâng – phanh chuyển đến
sàn nguội kiểu thanh răng di động.

10


Các thanh thép trên sàn nguội được làm nguội trong quá trình di chuyển. Trước khi
rời khỏi sàn nguội các đầu và đuôi thanh thép được căn chỉnh. Khi các thanh lần lượt
được di chuyển trên thiết bị dẫn ra của sàn nguội thông qua thiết bị thanh răng di động
bao gồm xích truyền tải. Với các thanh thép được di chuyển bằng thanh răng di động,
xích chuyển tải tiến về trước một bước, vì vậy các thanh trên xe chuyển tải tạo thành
một hàng đều đặn với khoảng cách đều nhau.
Với sự giúp đỡ của bàn lăn dẫn ra của sàn nguội, cả bàn lăn dẫn đến và tiếp cận máy
cắt bay và cắt thành chiều dài thương mại, việc này được hệ thống đo chiều dài kiểm
soát. Sau đó thép được gom lại thành từng bó bằng thiết bị thu thép kiểu xích rồi được
chuyển đến bàn lăn thu thép. Các bó thép được chuyển đến máy đóng bó và buộc dây.
Các bó thép được chuyển bằng bàn lăn trước khi tới sàn gom thép nơi các bó thép
được cân, dán nhãn và được cầu trục của gian thành phẩm chuyển về kho chứa sẵn
sàng giao cho khách hàng.
Đối với việc sản xuất thép dây: sau khi làm nguội nhanh bằng thiết bị làm nguội
bằng nước, sản phẩm được máy đẩy chuyển tới máy tạo vòng ngang để tạo thành các
vịng sau đó làm nguội bằng quạt và liên tục chuyển các vịng dây vào phía sau băng
tải làm nguội. Các vòng dây được làm nguội trên băng tải trong khi di chuyển sẽ thực
hiện việc chuyển cấu trúc tinh thể của thép dây.
Sau khi đến cuối băng tải và được làm nguội đến
các vòng dây sẽ rơi vào
buồng tạo cuộn lắp ở cuối băng tải. Các vòng dây được quấn trên trục tâm trong buồng
tạo thành cuộn. Sau khi cuộn được tạo thành, bảng dừng khí nén sẽ xoay vào buồng để
đỡ trục tâm, đang lơ lửng và thu các vịng dây sắp đến. Sau đó một trục tâm không sẽ
được đặt bên dưới buồng tạo cuộn tiếp theo.

Sau khi cắt đầu thủ công tại bàn lăn, bàn lăn sẽ chuyển các trục tâm chứa cuộn tới
máy đóng bó, sau đó cuộn được chuyển tới thiết bị lật, tại đây cuộn cùng với palet
quay
. Cuộn được lấy ra khỏi trục tâm bằng xe đỡ cuộn và được chuyển tới sàn ra
cuộn. Sau khi ra cuộn trục tâm trống sẽ quay lại vị trí ban đầu, sẵn sàng nhập cuộn
thép tiếp theo. Cuộn trên sàn thu được dán nhãn và được cầu trục chuyển tới kho sản
phẩm.
Trong quá trình cán, vảy sắt trên bề mặt vật cán sẽ rơi vào máng vẩy sắt bên dưới
máy cán. Vảy sắt trong các máng này được đưa vào các cyclone bên ngoài xưởng và
được cầu trục chuyển đi.
Kết luận
Đối với việc tính cơng nghệ thì chúng ta có thể làm được nhờ những kiến thức mà
chúng ta đã được học. Tuy nhiên để có được một nhà máy đang thiết kế thì chúng ta

11


cần phải có một số vốn đầu tư lớn, vì số thiết bị trong nhà máy khơng phải ít vả lại các
thiết bị đều đắt.
2.1.3. Chọn thiết bị chính
2.1.3.1 Lị nung phơi
Lị nung kiểu đáy bước chọn để nung phơi cho dây chuyền cán. Lị này có đặc
tính là tốc độ đồng bộ đồng nhất và điều chỉnh linh hoạt.
Điều khiển: Tồn bộ hoạt động của sàn nạp phơi được điều khiển bằng chương
trình định sẵn trên hệ thống điều khiển trung tâm và có hệ thống điều khiển nhân cơng
đề phịng khi có sự cố.
Xưởng cán sẽ được sắp xếp lưu trình cơng nghệ nạp phơi nguội (
) một dịng.
Các thơng số kỹ thuật lị:
- Kiểu lị liên tục có đáy bước dùng hệ thống thủy lực khi nén được sản xuất bởi

các tập đồn như: Dalini, Pomini…
- Cơng suất lị: 50 tấn/h
- Kích thước hiệu dụng: 12,8 13,7 m
- Phôi nạp:

hoặc

- Nhiệt độ nạp phôi:
- Nhiệt độ nạp phơi:
- Lị được chia làm 3 vùng:
+ Vùng sấy:
+ Vùng nung:
+ Vùng đồng nhiệt:
- Nạp phôi: kiểu đẩy thủy lực tự động.
+ Phôi được nạp một bên qua bàn lăn cơng xơn nằm trong lị. Sau khi căn chỉnh
và định vị phơi sẽ được chuyển đến vị trí nạp.
+ Phơi được phân phối 2 hàng đối với kích thước 6 mét.
+ Phơi được phân phối 1 hàng đối với kích thước 12 mét.
- Ra phôi: phôi được đặt lên bàn lăn cơng xơn trong lị qua các giàn động và ra
khỏi lị một bên hơng.
- Số mỏ đốt: 16 mỏ
Các mỏ đốt cao áp biến mù bằng khí nén, điều khiển tự động động áp suất cầu và
khí nóng, có thể điều chỉnh ngọn lửa được chọn làm bộ truyền động đốt cháy cho lị
nung phơi. Trong điều kiện nhiệt độ lị được đảm bảo, nó có thể sử dụng hồn tồn
nhiệt thu hồi từ khói để giảm tiêu hao nhiên liệu.

12


- Nhiệt liệu lị: dầu nặng FO có nhiệt trị 40960 KJ/Kg

- Mức tiêu hao: 31 lit/tấn thép
Các thông số kĩ thuật của các thiết bị khu vực lò nung
- Động cơ con lăn trong lị : Có tổng cộng 9 động cơ đưa phôi ra và 9 động cơ
đưa phơi vào có cùng cấu tạo
Cơng suất: :P= 0,55 KW, Cosφ=0,68, f=50Hz, U~220/380V, 1405 rpm
- Kích thước lị:
+ Chiều dài : L= 14300mm
+ Chiều rộng: B =13730 mm
+ Chiều dày thành lò: 365 mm
+ Chiều dày đáy lò: 600mm
+ Chiều rộng dầm di động: 1600 mm
+ Chiều rộng dầm cố định : 1200 mm
- Kích thước ống khói:
+ Đường kính đáy: 4240 mm
+ Đường kính miệng : 1600 mm
+ Chiều cao: 52000 mm.
2.1.3.2 Máy cán ( thô, trung, tinh)
Là các giá cán nằm, đứng bố trí xen kẽ nhau trên suốt dây truyền cán chúng có
những đặc điểm sau:
- Khoảng cách giữa các giá cán nhỏ, phôi được đẩy bằng giá trước vào giá sau để
đạt được việc nạp nguyên liệu giúp cho việc cán ép cao và không xoắn.
- Các giá có khung kiểu kín nên có độ cứng vững cao.
- Trên bề mặt trục của mỗi giá có bố trí một lỗ hình hoặc nhiều lỗ hình.
- Dây chuyền cán chiếm ít diện tích hơn, kết cấu thiết bị gọn, trọng lượng nhẹ
hơn.
- Tất cả các thiết bị gắn vào một khung giá để bắt chặt với móng bằng bulông
nền.
2.1.3.3. Các giá cán đứng (Vertical roll stands)
Là các giá cán lẻ: chúng có kết cấu giống nhau ở từng khu vực và chỉ khác ở bệ
móng và hộp giảm tốc (dùng họp giảm tốc bánh răng côn trụ nhiều cấp).

Bảng 2.1. Bảng thơng số giá cán đứng
Gía cán

1

3

5

7

9

11

13

D(mm)

550

550

450

450

450

350

350

13


L(mm)

700

700

700

600

600

600

600

Vật liệu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

N (Kw)

350

350

350

500

500

1200

1200

Số lỗ
hình

3

3

3

6

8

13

17

2.1.3.4. Các giá cán nằm (Horizonal roll stands)
Là các giá chẵn: sử dụng vòng bi 4 dãy dùng để đỡ và loại 1 dãy dùng để đỡ chặn dọc
trục.
Bảng 2.2. Bảng thơng số giá cán nằm
Gía cán

2

4

6

8

10

12

14

D(mm)

550

550

450

450

450

350

350

Vật liệu

Gang
cầu

Gang

cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

Gang
cầu

N (Kw)

350

350

350

500

500

1200

1250

Số lỗ
hình

4

4

4

8

10

15

19

L(mm)

2.1.3.5. Máy cắt bay sau giá K6
Máy cắt này làm nhiệm vụ cắt đầu đuôi phôi và cắt phôi ra thành những đoạn
nhỏ khi gặp sự cố. Khoảng cắt đầu đi được đặt theo chương trình.
- Kiểu trục khuỷu lệch tâm (tay quay).
- Lực cắt lớn nhất: 35 tấn
- Nhiệt độ cắt nhỏ nhất:
- Tốc độ cắt: 0,4 – 0,9 m/s
- Động cơ: DC 160 kw

2.1.3.6. Máy cắt bay sau K14
Máy cắt này cắt đầu, đuôi và cắt băm phơi khi có sự cố và cắt phân đoạn đối với sản
phẩm có kích thước lớn khi cán thép thanh.
Thơng số kỹ thuật:
- Kiểu cánh tay đơn quay trịn (hoặc đĩa)
- Lực cắt lớn nhất: 15 tấn
- Diện tích cắt lớn nhất: 1000

14


- Nhiệt độ cắt nhỏ nhất:
- Tốc độ cắt: 2,5 – 5 m/s
- Động cơ: DC 160 KW
2.1.3.7. Máy cắt bay trước Block
Máy cắt này có nhiệm vụ cắt đầu, đi và cắt băm phơi khi có sự cố. Máy cắt này
là loại máy cắt bay kiểu phay có 4 cặp lưỡi dao được lắp dọc theo đĩa cắt, có trang bị
máy đẩy tiếp ở trước máy cắt. Công tắc khí nén được thiết kế giữa máy cắt đầu đi và
máy cắt băm.
Thông số kỹ thuật
- Lực cắt lớn nhất: 15 tấn
- Đường kính lớn nhất có thể cắt: 18mm
- Nhiệt độ cắt nhỏ nhất:
- Tốc độ cắt max: 18m/s
- Đông cơ: DC 160kw
2.1.3.8. Máy cắt nguội
Máy cắt nguội đựơc sử dụng làm máy cắt thép thanh thép hình thành từng đoạn
thương mại. Đây là loại máy cắt có lưỡi dao song song (dao nghiêng). Máy cắt này
chạy bằng động cơ thuỷ lực có dùng bánh đà. Máy cắt nguội nên có khả năng cắt chính
xác kích thước. Do cắt nguội nên lực cắt lớn, cần dùng lưỡi dao nghiêng để giảm lực

và dùng bánh đà để tích luỹ năng lương giảm công suất máy.
- Loại máy cắt nghiêng
- Công suất cắt: 300 T
- Đông cơ: AC 37KW
2.1.3.9. Bàn tạo võng
Thiết bị tạo võng giữa hai giá cán giúp cho quy trình cán khơng bị chập.
- Loại tạo võng nằm, đứng
- Dài: 2,5m
- Độ võng: + Khoảng cách làm việc: 300 mm
+ Độ võng lớn nhất: 750 mm
2.1.3.10. Máy đẩy tiếp
Sử dụng hai máy đẩy tiếp: một máy sau K4 và một máy trước Block.
Máy đẩy tiếp được đặt trước máy cắt điữ nhằm ổn định vật cán trước khi qua
máy cắt
Thơng số kỹ thuật:
- Đường kính: 310 mm

15


- Rộng: 120 mm
- Tốc độ max: 10 – 18 m/s
- Động cơ: DC 15 – 20 KW
2.1.3.11. Sàn nguội
Sử dụng sàn nguội thanh răng di động do có chức năng làm nguội đều và nắn thẳng
tốt.
Vì thành phẩm là thép trịn trơn, vằn và thép hình, phương pháp duy nhất để đưa thép
thanh và hình vào sàn nguội là sử dụng bàn lăn vào và block hãm. Thép đang chuyển
động sẽ tự dừng lại do ma sát với block hãm.
Thông số thanh răng và động cơ sàn nguội:

- Năng suất:
- Nhiệt độ lớn nhất:
- Nhiệt độ nhỏ nhất:
- Động cơ: DC 110KW
- Chiều dài sàn nguội: 60 – 70 m
- Chiều rộng: 7 m
- Vật liệu: Sắt cacbon
2.1.3.12. Thiết bị so đầu
- Loại chuyển động xích theo nhóm
- Khoảng cách giữa hai con lăn: 1000 m
- Kích thước con lăn: D = 165mm, L = 450mm
- Số con lăn được dẫn động: 25
- Số con lăn không dẫn động: 20
- Động cơ: DC 2,2KW
2.1.3.13. Gía cán Block
Block khơng xoắn tốc độ cao là một nét quan trọng trong công nghệ cán hiện đại.
Đặc tính là cán dây khơng xoắn tốc độ cao.
Các dàn cán hiện đại được sử dụng là của các hãng: Danieli, Pomini… Chúng có
thể sản xuất các sản phẩm chính xác hơn.
Các đặc tính chủ yếu của Block:
- Block bao gồm 10 giá với khoảng cách giữa các giá nhỏ và truyền động chung
0

từ hộp tăng tốc, đặt nghiêng 45 so với mặt đất. Mỗi giá chênh nhau một tỷ số
truyền cố định.
- Hộp chia mômen được dẫn động bằng 2 động cơ nối đồng trục nhau.
- Các bánh cán của các giá đặt vng góc với nhau  cán không xoắn.

16

- Hệ thống lỗ hình ovan – trịn.
- Vật liệu của các vòng cán cho các giá cán là thép hợp kim vonfram cacbon
(WC), vòng trục được đặt cố định trên trục có măng xơng hình cơn.
- Các giá có cùng kích cỡ với cùng cấu trúc có thể trao đổi cho nhau để giảm số
giá dự phịng.
- Kích thước vành cán:
- Số rãnh hình: 2 – 3 rãnh/vành cán.
- Tốc độ tối đa 100 m/s.
- Bạc đỡ trục là ổ ma sát lỏng.

, cao 72mm.

- Động cơ: DC
chiếc.
2.1.3.14. Hệ thống làm mát cưỡng bức bằng nước
Thiết bị làm nguội bằng nước bao gồm hộp làm nguội và ống dẫn hướng trung
gian. Các vòi phun và ống dẫn hướng được làm bằng thép không gỉ, cấu trúc tháo lắp
nhanh để tháo ráp trong trường hợp khẩn cấp.
- Nước phun với áp suất: 1,2 Mpa
- Hai máy bơm mỗi chiếc:
2.1.3.15. Thiết bị tạo vòng
Thiết bị cơ bản của máy tạo vòng là ống quấn rải hình xoắn ốc được lắp trên trục
quấn rải đỡ bằng bạc đạn. Cơn máy tạo vịng được quay ở tốc độ cao truyền động bằn
động cơ DC để tạo nguyên liệu dạng vòng thép nằm ở băng tải sau. Các phần quay của
thiết bị tạo cuộn được đậy nắp. Để tránh vảy sắt bám trong ống máy tạo cuộn, một ống
thổi khí áp suất cao được lắp tại đầu vào của máy tạo vịng.
Thơng số kỹ thuật:
- Kiểu loại ống quay
- Tốc độ max: > 80m/s

- Kích thước sản phẩm được cuộn: 5,5; 6 ; 8; 10
- Đường kính ngồi cuộn max: 1250 mm
- Đường kính trong cuộn min: 850 mm
- Động cơ: DC 150 KW
2.1.3.16. Giàn lăn làm mát sau máy tạo vòng
Sau khi máy tạo vòng tạo thành các vòng được chuyển ra giàn lăn và được làm
nguội bằng quạt gió, dây được đưa vào sàn nguội để làm nguội thứ cấp nhằm đạt được
việc chuyển đổi cấu trúc dây.
Các quạt làm mát thép trên bàn lăn được lắp là các quạt cao áp với lưu lượng khí
bên dưới để làm nguội các vịng dây trên bàn lăn.

17


Thông số kỹ thuật:
- Tổng chiều dài bàn lăn: 60m.
- Chiều rộng: 1350 mm.
- Tốc độ di chuyển của vòng thép: 0,1 – 1,5 m/s.
- Đặt 4 quạt gió.
2.1.3.17. Máy bó cuộn dây
Máy đóng bó cuộn theo hướng đứng. Sử dụng dây
được cột 4 vị trí bằng cách xoắn đơi.
- Năng suất: 40 bó/ h
- Trọng lượng bó: 1000 kg
- Đường kính sản phẩm bó: 5,5 - 10
- Tốc độ di chuyển: 0,4 m/s
2.1.3.18 Máy đóng bó thép thanh
Dùng dây 5,5 – 6 làm dây đai.
2.1.3.19. Trạm dỡ tải
- Một bộ đỡ kiểu tay vịn

- Một bàn lật khí nén
- Một cân điện tử
- Trọng lượng max: 4000 Kg
- Dung sai: 2 Kg
2.2. Các thiết bị phụ trong xưởng cán
2.2.1. Máy bơm dầu nặng
2.2.2. Máy đẩy cạnh
2.2.3. Máy đẩy cạnh
2.2.4. Giàn lăn vận chuyển
2.2.5. Máy tiện trục cán
- Máy tiện trục thô: 1 cái
- Máy tiện trục cán trung: 1 cái
- Máy tiện trục cán tinh: 2 cái
2.2.6. Máy phay rãnh
- Theo phương đứng: 450mm
- Theo chiều dọc: 770mm
- Kích thước ngang: 300mm
- Di chuyển sâu: 300mm
- Một bảng lập trình CNC
2.2.7. Máy hàn hồ quang

18

5,5 –

6 làm dây đai. Cuộn


- Cơng suất 20kW
- Dịng hàn: 60 – 250A

2.2.8. Máy ra nhiệt
- Dùng để nâng nhiệt của các áo trong vòng bi khi lắp đặt
- Số lượng: 1 chiếc
2.2.9. Máy mài kim cương nhân tạo
2.2.10. Máy sửa đá mài
2.2.11. Cầu trục
- Loại 10T: 4 chiếc
- Loại 20T: 1 chiếc
2.2.12. Máy bơm nước lạnh
- Công suất: 300
- Kiểu bơm ly tâm
- Động cơ: 75Kw
2.2.13. Bơm nước lắng đọng
- Công suất: 20
- Kiểu bơm thả chìm (piston)
- Động cơ: 3,7Kw
2.2.14. Tháp nước làm mát
- Kiểu chảy ngang
- Nước vào
- Nước ra
- Lưu lượng: 850
- Số buồng: 2
2.2.15. Xe nâng
- Kiểu loại: bánh nốp
- Trọng tải: 5 Tấn
- Số lượng: 5 chiếc
2.2.16. Cân tải trọng
- Kiểu điện tử 100 Tấn
- Số lượng: 2 chiếc
2.3. Bố trí mặt bằng phân xưởng cán

Xưởng cán bao gồm 2 gian được xếp song song đó là gian chính và gian
phơi/thành phẩm.

19


Gian chính dài 226m, rộng 22,5m. Đỉnh của ray cầu trục là 10m trang bị 2 cầu
trục 10T.
Gian phôi/thành phẩm dài 2266m, rộng 16,5m. Đỉnh của ray cầu trục là 10m
trang bị 3 cầu trục: 2 cầu trục 10T và 1 cầu trục 20T.
Dây truyền cán được lắp đặt trên sàn bê tơng cao 2,5m trong gian chính. Thiết bị
thủy lực và thiết bị bôi trơn phục vụ cho dây truyền cán được sắp xếp bên dưới sàn
thao tác.
Các phòng điện chính và phịng gia cơng cơ khí trục được lắp gần gian chính.

20