Nghiên cứu sản xuất mác thép hợp kim thấp độ bền cao tại công ty gang thép thái nguyên

công ty gang thép thái nguyên
nhà máy luyện thép lu xá





báo cáo tổng kết
thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ

Tên đề tài:

"Nghiên cứu, sản xuất mác thép hợp kim thấp độ bền cao
tại Công ty Gang thép Thái Nguyên".

Chủ nhiệm đề tài: KS Luyện kim Trần Tất Thắng






6846
15/5/2008


Thái Nguyên, tháng 01 năm 2008.


1

Công ty Gang thép thái nguyên cộng hoà x hội chủ nghĩa việt nam
Nhà máy Luyện thép lu xá
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Số : 192A /GT-LT
4
\[

Thái Nguyên, ngày 25 tháng 01 năm 2008.

Báo cáo
Tổng kết thực hiện đề tài nckh cấp bộ
Nghiên cứu, sản xuất mác thép hợp kim thấp độ bền cao
tại Công ty Gang thép Thái Nguyên.


Thực hiện Quyết định số 67/QĐ-T-GT
5
ngày 16 tháng 01 năm 2007 của
Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên " V/v giao đề tài NCKH cho
đơn vị thành viên năm 2007". Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên
đã giao nhiệm vụ cho Ông Trần Tất Thắng Giám đốc Nhà máy Luyện thép
Lu Xá thực hiện đề tài NCKH cấp Bộ: "Nghiên cứu, sản xuất mác thép hợp
kim thấp độ bền cao tại Công ty Gang thép Thái Nguyên" .
Triển khai thực hiện đề tài trên, Nhà máy Luyện thép Lu Xá đã thành
lập Ban chỉ đạo thực hiện. Trên cơ sở nghiên cứu tài liệu trong nớc, nớc
ngoài; căn cứ thực trạng công nghệ, thiết bị tại nhà máy; Ban chủ nhiệm đề tài
đã xây dựng Phơng án thực hịện đề tài số 269A/GT-LT4 ngày 16 tháng 4 năm
2007 của Nhà máy Luyện thép Lu Xá để sản xuất mác thép trên và đã đợc
Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên phê duyệt.
Sau quá trình tổ chức thực hiện sản xuất thử nghiệm, Nhà máy Luyện

thép Lu Xá lập báo cáo tổng kết quá trình thực hiện sản xuất mác thép SD490
theo tiêu chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản của đề tài NCKH nêu trên trình
Bộ Công Thơng, Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên.
Đề nghị Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên, Vụ Khoa học và
Công nghệ Bộ Công Thơng tổ chức nghiệm thu kết quả thực hiện đề tài này.
chủ nhiệm đề tài



2
Mục lục

TT Hạng mục
trang

Danh sách những ngời thực hiện chính
5
Phần i
Tổng quan
6
I
Xuất xứ của đề tài.
6
II
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
7
III

Nội dung nghiên cứu của đề tài.
7

IV
Tình hình nghiên cứu trong nớc và nớc ngoài.
7
Phần iI
Cơ sở lý thuyết
9
I

xây dựng thành phần hoá học của mác thép
9
I.1.
Tiêu chuẩn về cơ tính và thành phần hoá học của mác thép .
9
I.2.
Xây dựng thành phần hoá học của mác thép
9
II
Sản phẩm cán và số lợng sản phẩm sx thử nghiệm
11
II.1.
Số lợng sản phẩm phôi thép sản xuất thử nghiệm
11
II.2.
Sản phẩm cán.
11
III
Quy trình sản xuất thử nghiệm phôi thép sd490 tại
nhà máy luyện thép lu xá.

12

III.1.
Công đoạn Lò điện SCCS 30T
12
III.2.
Công đoạn Lò tinh luyện LF 40T
12
III.3.
Công đoạn đúc liên tục
13
III.4.
Lấy mẫu thép thành phẩm
13
III.5.
Yêu cầu phân tích thành phần hoá học của mẫu thép thành
phẩm, mẫu thép lỏng trong quá trình nấu luyện và mẫu xỉ
14
III.6.
Đánh mác và nhập kho
14
IV
Quy trình kỹ thuật công nghệ cán thép tròn đốt
D25, D18 mác SD490 tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên
14
IV.1.
Chọn chuẩn bị phôi
14
IV.2.
Nung phôi
15

3
TT Hạng mục
trang
IV.3.
Cán thép
15
IV.4.
Tôi qua hệ thống QTB
15
IV.5.
Cắt phân đoạn sản phẩm
16
IV.6.
Làm nguội
16
IV.7.
Cắt đoạn sản phẩm
16
IV.8.
Chọn phân loại, đóng bó, cân nhập kho
16
Phần iIi
Thực nghiệm
17
I
Phơng pháp nghiên cứu.
17
II
thiết bị, nguyên vật liệu và hoá chất phục vụ cho
nghiên cứu.

17
II.1.
Thiết bị phục vụ cho nghiên cứu.
17
II.2.
Nguyên vật liệu chủ yếu phục vụ cho nghiên cứu
20
II.3.
Thiết bị phân tích phục vụ cho nghiên cứu
22
III.
Kết quả sản xuất thử nghiệm.
23
III.1.
Kết quả sản xuất thử nghiệm phôi thép SD490 tại Nhà máy
Luyện thép Lu Xá
23
III.1.1.
Thời gian sản xuất thử nghiệm
23
III.1.2.
Số lợng sản xuất thử nghiệm
23
III.1.3.
Chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng trong sản xuất
thử nghiệm.
23
III.1.4.
Tóm tắt quá trình nấu luyện và đúc rót.
24

III.1.5.
Thành phần hoá học của thép lỏng, xỉ lỏng trong quá trình
nấu luyện.
30
III.1.6.
Thành phần hoá học của sản phẩm phôi thép và kết quả thử
nghiệm cơ lí thép tròn đốt D25, D18.
31
III.1.7.
Kết quả thực hiện một số chỉ tiêu KTKT chủ yếu
39
III.1.8.
.Kết quả thực hiện giá thành SX thử nghiệm phôi thép SD490
45
III.2. Kết quả sản xuất thử nghiệm sản phẩm thép tròn đốt mác
SD490 tại NM Cán thép Thái Nguyên.
45
III.2.1.
Thời gian cán sản phẩm
45

4
TT Hạng mục
trang
III.2.2.
Sản phẩm cán
45
III.2.3.
Số lợng sản phẩm thép cán
45

III.2.4.
Tóm tắt công nghệ cán thép tròn đốt D25, D18 mác SD490.
45
III.2.5.
Các kích thớc cơ bản của sản phẩm thép tròn đốt D25, D18.
46
III.2.6.
Kết quả thử nghiệm cơ lý tính.
46
III.2.7.
Kết quả thực hiện một số chỉ tiêu KTKT chủ yếu
48
III.2.8.
Kết quả thực hiện giá thành sản xuất thử nghiệm sản phẩm
thép tròn đốt D25, D18 mác SD490.
49
IV
nhận xét, đánh giá .
50
IV.1.
Về sản xuất phôi thép
50
IV.2.
Về sản xuất thép cán 50
IV.3.
Cơ lý tính của sản phẩm thép tròn đốt D25, D18.
51
Phần iV
Kết luận và kiến nghị
52

I.
kết luận.
52
II.
kiến nghị
53

Tài liệu tham khảo
54

Phụ lục
55









5


Danh sách những ngời thực hiện chính
Họ và tên Học vị Đơn vị công tác

1. Trần Tất Thắng
2. Đỗ Trung Kiên
3. Lê Văn Lợi

4. Đoàn Dơng Tây
5. Đoàn Hữu Công
6. Trịnh Thị Dung
7. Phạm Hồng Quân
8. Đỗ Ngọc Giao
9. Vũ Mạnh Hà

KS L.Kim, Cử nhân KT
KS Luyện Kim
KS Luyện Kim
KS Luyện Kim
KS Luyện Kim
Cử nhân Kinh tế
KS Luyện Kim
KS Luyện Kim
KS Luyện Kim


N/m L.thép Lu Xá
-nt-
-nt-
-nt-
-nt-
-nt-
Công ty GTTN
-nt-
-nt-

6
Phần i
Tổng quan

I. Xuất xứ của đề tài.
Ngày nay Ngành Công nghiệp xây dựng Việt Nam đang có nhu cầu lớn về thép
chịu lực, áp dụng trong việc xây dựng cầu, đờng, sân bay và nhiều công trình xây
dựng quan trọng khác. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và sản xuất các chủng loại thép
này ở Việt nam vẫn còn rất hạn chế. Vì vậy, để đáp ứng đợc nhu cầu trong nớc,
hầu hết số lợng các chủng loại thép này đều phải đợc nhập khẩu từ nớc ngoài.
Nhận thức đợc tầm quan trọng của việc nghiên cứu, sản xuất các mác thép có
chất lợng cao đối với sự phát triển của đất nớc; Nhà nớc ta đã có những phơng
án chiến lợc cho ngành thép Việt Nam.
Để nghiên cứu, sản xuất mác thép hợp kim thấp độ bền cao có thể thực hiện
bằng nhiều phơng pháp công nghệ khác nhau, nhng phải chọn một công nghệ phù
hợp với trình độ kỹ thuật, tận dụng đợc nguồn tài nguyên trong nớc nhằm đạt đợc
yêu cầu về chất lợng sản phẩm thép cán và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy,
Tổng Giám đốc Công ty Gang thép Thái Nguyên đã giao nhiệm vụ cho ông: Trần
Tất Thắng Giám đốc nhà máy Luyện thép Lu Xá là chủ nhiệm đề tài nêu trên
(Theo Quyết định về việc giao đề tài NCKH cho đơn vị thành viên năm 2007 số
67/QĐ-T-GT5 ngày 16 tháng 01 năm 2007).
Trên cơ sở nghiên cứu các mác thép có tính năng sử dụng đáp ứng đợc yêu

cầu của đề tài đợc giao; Ông Trần Tất Thắng cùng với các thành viên tham gia
chính đã lựa chọn Phơng án Nghiên cứu, sản xuất mác thép SD490 theo tiêu
chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản. Đây là mác thép có tính năng kỹ thuật tốt,
phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của nghành Công nghiệp xây dựng đang đợc thị
tr
ờng trong nớc và Quốc tế a chuộng.

7
II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
- Sản xuất thành công thép hợp kim thấp độ bền cao mác thép SD490 theo tiêu
chuẩn JIS G3112- 87 của Nhật Bản tại Công ty Gang thép Thái Nguyên.
- Sản phẩm thép cán đạt tiêu chuẩn chất lợng, đảm bảo hiệu quả kinh tế.
III. Nội dung nghiên cứu của đề tài.
- Lựa chọn thành phần hoá học của mác thép. Xây dựng quy trình nấu luyện,
tinh luyện, đúc phôi thép mác SD490 theo tiêu chuẩn JIS G3112- 87 của Nhật Bản
tại Nhà máy Luyện thép Lu Xá.
- Xây dựng quy trình cán phôi thép mác SD490 tại Nhà máy Cán thép Thái
Nguyên ( Cán sản phẩm qua hệ thống QTB).
- Sản xuất thử nghiệm phôi thép tại Nhà máy Luyện thép Lu Xá theo quy trình
công nghệ có sử dụng gang lỏng trong phối liệu.
- Cán thử sản phẩm trên tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên.
- Kiểm tra, đánh giá kết quả cơ lý tính của sản phẩm thép cán mác SD490.
- Phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế và triển khai sản xuất ở quy mô công
nghiệp.
IV. Tình hình nghiên cứu trong nớc và nớc ngoài.
IV.1. Tình hình nghiên cứu nớc ngoài.
Ngành Công nghiệp xây dựng hiện nay đang có nhu cầu cao về thép chịu lực,
áp dụng trong việc xây dựng nhà cao tầng, cầu, đờng, sân bay và nhiều công trình
quan trọng khác. Trên thế giới đã nghiên cứu và tìm ra nhiều loại thép sử dụng trong
lĩnh vực này. Các nớc công nghiệp phát triển nh Mỹ, Nga, Nhật Bản, Đức luôn

đi sâu nghiên cứu để tìm ra các mác thép có tính năng sử dụng đáp ứng đợc nhu cầu
ngày càng cao của thị trờng. Các nớc này đã đa ra bộ tiêu chuẩn về các mác thép
để đáp ứng các nhu cầu đó. Một trong những mác thép đó là SD490 theo tiêu chuẩn
JIS G3112- 87 của Nhật Bản. Đây là loại thép có tính năng kỹ thuật tốt, phù hợp với
ngành Công nghiệp xây dựng, đang đợc thị trờng trong nớc và Quốc tế a
chuộng.


8
IV.2. Tình hình nghiên cứu trong nớc
Công ty Thép Miền Nam - Tổng Công ty Thép Việt Nam đã nghiên cứu, sản
xuất mác thép này trên dây truyền công nghệ Lò điện hồ quang bình thờng: Phôi
thép đợc cán tại Nhà máy Cán thép nhng không qua hệ thống QTB. Vì vậy cho
đến nay, việc nghiên cứu, sản xuất mác thép SD490 theo tiêu chuẩn JIS G3112- 87
của Nhật Bản trên dây chuyền Công nghệ luyện thép lò điện với tỷ lệ từ 40 - 55%
gang lỏng trong phối liệu và cán sản phẩm qua hệ thống QTB thì cha có cơ sở nào
trong nớc triển khai. Trớc nhu cầu đang tăng nhanh trong nớc, việc triển khai
nghiên cứu chế tạo một trong những loại thép này có ý nghĩa về khoa học và kinh tế
cũng nh đáp ứng đợc một phần yêu cầu của thị trờng.

9
Phần iI
Cơ sở lý thuyết

I
. xây dựng thành phần hoá học của mác thép
I.1.
tiêu chuẩn về cơ tính và thành phần hoá học của mác thép .
Theo tiêu chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản, mác thép SD490 có cơ tính và
thành phần hoá học đợc quy định nh sau:
I.1.1. Cơ tính.

Mác thép
Giới hạn chảy
(MPa)
Giới hạn bền
(MPa, min)
Độ dãn dài
(%)
Độ uốn
(180
0
)
SD490
490 ữ 625
620

12 - 14
2,5d (d 25)
3,0d (d > 25)

I.1.2. Thành phần hoá học

Mác thép
%C

Max
%Mn
Max
%Si
Max
%P
Max
%S
Max
%C+%Mn/6
Max
SD490
0,32 1,80 0,55 0,040 0,040 0,60

I.2. xây dựng thành phần hoá học của mác thép
Thành phần hoá học của mác thép là yếu tố quan trọng nhất, quyết định đến cơ
tính của mác thép sản xuất. Vì vậy, để đạt đợc tiêu chuẩn về cơ tính của mác thép
SD490 theo tiêu chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản, cần thiết phải nghiên cứu, xây
dựng đợc giải thành phần hoá học của phôi thép thành phẩm, phù hợp với công
nghệ cán ở Nhà máy Cán thép Thái Nguyên.

I.2.1. Những căn cứ để xây dựng thành phần hoá học của mác thép
* Tiêu chuẩn về cơ tính và thành phần hoá học của mác thép SD490 theo tiêu
chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản.
* Lô phôi thép SD490 đợc cán tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên và cán sản
phẩm qua hệ thống QTB.

10
* Trên cơ sở nghiên cứu trên 200 mẫu thép SD390 đã đợc Phòng Quản lý chất
lợng sản phẩm và Đo lờng - Công ty Gang thép TN phân tích kiểm tra về cơ lí -
hoá sản phẩm thép cán từ phôi thép sản xuất tại Nhà máy Luyện thép Lu Xá từ năm
2003 đến nay; Sản phẩm thép cán đã đợc cán tại NM Cán thép Lu Xá - Công ty
Gang thép TN.

* Trên cơ sở nghiên cứu trên 40 mẫu thép SD390 đã đợc Phòng Quản lý chất
lợng sản phẩm và Đo lờng - Công ty Gang thép TN phân tích kiểm tra về cơ lí -
hoá sản phẩm thép cán từ phôi thép nhập khẩu trong năm 2007; Sản phẩm thép cán
đã đợc cán tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên và cán sản phẩm qua hệ thống QTB.

Trong quá trình nghiên cứu kết quả phân tich cơ lí - hoá của trên 240 mẫu thép
SD390 nêu trên, chúng tôi đã tiến hành loại bỏ những mẫu ngoại lai và đã tìm ra
đợc 50 mẫu thép sản xuất tại Nhà máy Luyện thép Lu Xá - Cán tại NM Cán thép
Lu Xá và 06 mẫu thép từ phôi thép nhập khẩu - Cán tại NM Cán thép Thái Nguyên
để làm căn cứ nghiên cứu quy luật ảnh hởng của các nguyên tố trong thép (C, Mn,
Si, P, S) đến cơ tính của sản phẩm thép cán.

I.2.2. Thành phần hoá học của mác thép SD490 đợc xây dựng nh sau:
Sau khi đã tiến hành nghiên cứu, chúng tôi xây dựng thành phần hoá học của
mác thép SD490 nh sau (Xây dựng trong Phơng án và thực hiện):

Mác thép %C %Mn %Si

%P
max
%S
max
%C+%Mn/6
SD490
0,27ữ0,32 1,30ữ1,80 0,40ữ0,55
0,040 0,040
0,54ữ0,60


Quy định thành phần hoá học nêu trên đợc áp dụng cho sản xuất thử nghiệm
đợt I (03 mẻ thép số 3632, 3633, 3634 ngày 07/9/2007) đợc thể hiện ở Quy trình số
642/QT-LT
4 ngày 07/9/2007. Căn cứ vào kết quả sản xuất phôi thép và kết quả kiểm
tra cơ, lí tính của sản phẩm thép cán của 03 mẻ thép sản xuất đợt 1, Nhà máy tiếp tục
nghiên cứu và đa ra Quy trình sản xuất phôi thép đợt 2 số 741/QT-LT
4 ngày
23/10/2007. với thành phần hoá học nh sau:

11

Mác thép %C %Mn %Si
%P
max
%S
max
%C+%Mn/6
SD490
0,29ữ0,32 1,40ữ1,80 0,45ữ0,55

0,040 0,040
0,56ữ0,60

II
. Sản phẩm cán và số lợng sản phẩm sản xuất thử
nghiệm
II.1. Số lợng sản phẩm phôi thép sản xuất thử nghiệm
Số lợng sản phẩm phôi thép sản xuất thử nghiệm theo Phơng án xây dựng là
240 tấn, tơng đơng với 06 mẻ thép nấu luyện và đúc rót. Trong đó đợc chia làm
02 đợt sản xuất:
1. Số mẻ thép sản xuất thí nghiệm đợt 1:
- Phơng án xây dựng: 03 mẻ, tơng đơng khoảng 120 tấn phôi thép thành
phẩm.
- Thực hiện sản xuất thử nghiệm ngày 07/9/2007: 03 mẻ, tổng sản lợng là
122,360 tấn phôi thép thành phẩm.
Sau khi cán xong lô phôi thép sản xuất thử nghiệm đợt 1, tiến hành sơ kết rút
kinh nghiệm, sau đó mới tiến hành sản xuất thử nghiệm đợt 2.
2. Số mẻ thép sản xuất thử nghiệm đợt 2:
- Phơng án xây dựng: 03 mẻ, tơng đơng khoảng 120 tấn phôi thép thành
phẩm.
- Thực hiện sản xuất thử nghiệm ngày 24/10/2007: 03 mẻ, tổng sản lợng là
133,665 tấn phôi thép thành phẩm.
Sau khi cán xong lô phôi thép sản xuất thí nghiệm đợt 2, tiến hành tổng kết
quá trình thực hiện và kết quả thực hiện đề tài NCKH.
II.2. Sản phẩm cán.
Lựa chọn sản phẩm cán là thép tròn đốt D18 ữ D25 đạt đợc các thông số kỹ
thuật theo tiêu chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản.

12
III.

. Quy trình sản xuất thử nghiệm phôi thép sd490 tại
nhà máy luyện thép lu xá.


Trong quá trình sản xuất thử nghiệm phôi thép SD490, thực hiện nghiêm chỉnh
theo Quy trình kỹ thuật công nghệ và Quy trình kỹ thuật an toàn hiện hành, đồng thời
phải thực hiện tốt một số nội dung bổ sung sau:
III.1. công đoạn Lò điện SCCS30T:
- Trọng lợng thép lỏng của mẻ luyện: 40 ữ 43 (Tấn/mẻ).
- Tỷ lệ gang lỏng trong phối liệu: 40 ữ 55 (%).
- Không sử dụng thép phế ép bánh và thép vỉa thu hồi trong phối liệu.
- Điều kiện ra thép:
+ Nhiệt độ thép lỏng khi ra lò: 1665 ữ 1680 (
o
C).
+ Thành phần hoá học: C 0,08%; P 0,030%.
- Cho chất hợp kim vào thùng lò tinh luyện LF40T tại thời điểm ra thép ở Lò
điện SCCS30T:
* Trờng hợp có sử dụng SiMn17:
+ FeMnC65: 200 ữ 300 (Kg/mẻ).
+ SiMn17: 400 ữ 500 (Kg/mẻ).
+ Các chất khử khác cho nh khi sản xuất mác thép C thông thờng.
* Trờng hợp không sử dụng SiMn17:
+ FeMnC65: 500 ữ 600 (Kg/mẻ).
+ FeSi45: 200 ữ 300 (Kg/mẻ).
+ Các chất khử khác cho nh khi sản xuất mác thép C thông thờng.
- Quy định lấy mẫu ở Lò điện SCCS30T: Trong mỗi mẻ luyện, tiến hành lấy
01 mẫu thép lỏng vào thời điểm trớc khi ra thép.
III.2. công đoạn Lò tinh luyện LF40T:
* áp lực và lu lợng khí argon lớn hơn so với khi tinh luyện các mác thép C

thông thờng.

* Điều kiện ra trạm:

13
- Thành phần hoá học: Đạt thành phần hoá học theo quy định của
mác thép.
- Nhiệt độ ra trạm:
+ Mẻ đúc lần 1: 1640 ữ 1650
o
C
+ Mẻ đúc lần 2, lần 3: 1610 ữ 1625
o
C.
* Quy định lấy mẫu xỉ, thép lỏng ở Lò tinh luyện LF40T: Trong mỗi mẻ tinh
luyện, tiến hành lấy 03 mẫu xỉ và 03 mẫu thép lỏng vào các thời điểm sau:
- Trớc khi bắt đầu thực hiện tinh luyện (Vào trạm tinh luyện).
- Sau khi đã tinh luyện đợc khoảng 25 ữ 35 phút (Vào khoảng giữa thời kì
tinh luyện).
- Kết thúc tinh luyện.
III.3. công đoạn Đúc liên tục:
* Chuẩn bị tốt các điều kiện để đảm bảo đúc chồng cả 3 mẻ thép SD490 trên
cùng một thùng trung gian
* Chỉ đợc sử dụng thùng trung gian lắp tấm ganex thông thờng (Nền vật liệu
là SiO
2
) để đúc rót 3 mẻ thép SD490.
* Nhiệt độ mở bàn trợt:
+ Mẻ đúc lần 1: 1625 ữ 1635
o

C.
+ Mẻ đúc lần 2, lần 3: 1600 ữ 1615
o
C.
* Đảm bảo độ cao mực thép lỏng trong thùng trung gian khi đúc chồng
300mm và thờng xuyên duy trì từ 350 ữ 450mm.
III.4. Lấy mẫu thép thành phẩm:
Tuân thủ theo quy trình lấy mẫu hiện hành, đồng thời thực hiện tốt một số điểm
bổ sung sau:
* Mỗi mẻ thép phải lấy 02 mẫu thành phẩm, gồm:
- Mẫu thứ nhất: Lấy thép lỏng ở thùng trung gian, đúc trong lanh gô vào thời
điểm sau khi mở cửa trợt đợc từ 18 ữ 23 phút; Đa mẫu về trạm phân tích quang
phổ phân tích nh bình thờng.

14
- Mẫu thứ hai: Cắt ở đầu phôi với kích thớc mẫu (40x60x60mm) theo thứ tự
trong một dòng đúc của một mẻ thép nh sau:
+ Trờng hợp đúc 04 dòng: Từ phôi thứ 8 đến phôi thứ 10.
+ Trờng hợp đúc 03 dòng: Từ phôi thứ 10 đến phôi thứ 13.
+ Trờng hợp đúc 02 dòng: Từ phôi thứ 13 đến phôi thứ 16.
Tổ cắt phôi thực hiện cắt mẫu và nhân viên KCS theo ca chuyển mẫu về lu tại
phòng trực của tổ KCS phải ghi rõ số hiệu mẻ thép trên mẫu.
III.5. Yêu cầu phân tích thành phần hoá học của mẫu thép thành
phẩm, mẫu thép lỏng trong quá trình nấu luyện và mẫu xỉ

III.3.5.1. Đối với mẫu thép thành phẩm: Phân tích đầy đủ hàm lợng các
nguyên tố trong mẫu thép thành phẩm theo quy định hiện hành.
III.3.5.2. Đối với mẫu thép lỏng trớc khi ra thép ở lò SCCS 30T:
Yêu cầu phân tích: %C; %P.
III.3.5.3. Đối với mẫu thép lỏng trong quá trình tinh luyện:

Yêu cầu phân tích: %C; %Mn; %Si; %P; %S.
III.3.5.4. Đối với mẫu xỉ:
Yêu cầu phân tích: %CaO; %SiO
2
; %FeO; %MnO; %MgO; %Al
2
O
3
.
III.6. Đánh mác và nhập kho:
- Các mẻ thép mác SD490 khi đúc xong phải ghi rõ ràng, đầy đủ số hiệu mẻ
luyện, ký hiệu mác thép lên 2 đầu phôi và bề mặt phôi của tất cả các phôi (kể cả các
phôi loại 3m; 1,5m và phôi có chiều dài < 1,5m )
- Những phôi có chiều dài < 1,5m phải đợc xếp riêng để tránh nhầm lẫn với
phôi thép mác C thông thờng.
IV.
Quy trình kỹ thuật công nghệ cán thép tròn đốt
mác SD490 tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên

IV.1. Chọn chuẩn bị phôi:
Thực hiện theo các quy định cụ thể sau đây:
- Phôi 120x120x6000mm mác SD490, đợc tuyển chọn theo tiêu chuẩn phôi
TC 008-2006.
- Mặt cắt phôi phải phẳng và vuông góc.

15
- Bề mặt phôi không có khuyết tật nứt, kẹp tạp chất, lồi lõm cục bộ, cong
vênh, vặn xoắn quá tiêu chuẩn cho phép.
- Kiểm tra thành phần hoá học của phôi (Khi cần).

IV.2. Nung phôi:
- Nạp và nung phôi: Nạp phôi vào lò thành 2 hàng, theo thứ tự lô sản phẩm.
- Mọi quy định về vận hành lò nung, chế độ nung phải chấp hành đúng yêu
cầu kỹ thuật. Duy trì nhiệt độ nung phôi phù hợp với tốc độ cán, đảm bảo yêu cầu
phôi không bị cháy, nung quá nhiệt cong vênh vặn xoắn, nhiệt độ phôi bắt đầu cán
là: 1050
0
C ữ 1080
0
C
IV.3. Cán thép:
- Tháo lắp trục cán thực hiện đúng yêu cầu kỹ thuật. Yêu cầu lắp trục cán, dẫn
đỡ đúng thiết kế, đảm bảo chắc chắn, chính xác.
- Cán thép: Thực hiện theo quy định công nghệ sản xuất sản phẩm QĐ 751-01
- Các giá cán thô qua 6 lần cán ( K1 ữ K6 ), qua máy cắt đầu đuôi, tiếp tục
cán qua 6 giá cán liên tục trung tinh ra sản phẩm cán.
- Nghiêm cấm cán những thanh thép nhiệt độ thấp, cong vênh, vặn xoắn quá
phạm vi cho phép.
IV.4. Tôi qua hệ thống QTB:
Sơ đồ lắp đặt, thông số ban đầu cho hệ thống QTB theo quy định.hiện hành
bảng thông số quy định ban đầu của hệ thống QTB nh sau:
cài đặt QTB
TT Sản phẩm Mác phôi
Mở van
(%)
Lu lợng
(m
3
/h)

áp lực vào
(Bar)
áp lực ra
(Bar)
Ghi chú
1
D18 ữ D25
SD490
26ữ29 220ữ230 10ữ12 2,5ữ3,0


* Nếu sản phẩm vợt bền điều chỉnh giảm áp lực nớc, hoặc giảm các coolers.
* Nếu sản phẩm bền thấp điều chỉnh tăng áp lực nớc, hoặc tăng các coolers
- Thực hiện cán từng thanh một, kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật và cơ lý sản phẩm:
+ Nếu cơ lý không đạt yêu cầu phải dừng để điều chỉnh các thông số hệ
thống QTB theo yêu cầu cụ thể của kỹ thuật.
+ Nếu đạt yêu cầu thì tăng dần tốc độ cán cho phù hợp thực tế của sản xuất.

16
IV.5. Cắt phân đoạn sản phẩm:
Cắt phân đoạn, đặt tự động theo bội số x 11,7 mét. Điều chỉnh đảm bảo sau
khi cắt đoạn thơng phẩm trên máy cắt nguội đuôi thừa 300mm/ mỗi phân đoạn.
IV.6. Làm nguội:
Sau khi cắt phân đoạn, thanh sản phẩm đợc làm nguội tự nhiên trên sàn
nguội thanh răng, di chuyển tự động theo cài đặt, vận hành tại bàn điều khiển khu
vực.
IV.7. Cắt đoạn sản phẩm:
- Chiều dài cắt thơng phẩm: 11,7m.
- Nhiệt độ cắt: 200
0

C
- Số thanh cắt theo chủng loại sản phẩm nh bảng sau:
STT Sản phẩm Số thanh/1 nhát cắt Ghi chú
1
D18 ữ D25 10


IV.8. Chọn phân loại, đóng bó, cân nhập kho:
- Kiểm tra phân loại trên sàn thu sản phẩm theo quy định kiểm tra sản phẩm:
QĐ 824-06.
- Xếp đóng bó theo chơng trình cài đặt tự động, vận hành tại bàn điều khiển
khu vực, yêu cầu các thanh thép sóng thẳng, bằng đầu.
- Tất cả sản phẩm, ngắn dài đều đợc chọn phân loại đóng bó, cân nhập kho
theo chủng loại riêng biệt
- Khối lợng: khoảng 3 tấn/1 bó, số thanh trên bó thực hiện theo quy định số:
124/QĐ - T- GT2 ngày 22 tháng 01 năm 2007 (70 cây/1bó)
- Đóng bó, cân, gắn êtêkét, mã số, mã vạch và nhập kho.






17
Phần iIi
Thực nghiệm

I. Phơng pháp nghiên cứu.
I.1. Nghiên cứu tài liệu trong nớc và nớc ngoài về mác thép SD490 và các
mác thép hợp kim thấp độ bền cao khác có tiêu chuẩn chất lợng gần giống với tiêu

chuẩn chất lợng của mác thép SD490.
I.2. Sử dụng phơng pháp tính toán để lựa chọn thành phần hoá học phù hợp
với điều kiện thiết bị, công nghệ của Nhà máy Luyện thép Lu Xá và Nhà máy Cán
thép Thái Nguyên Công ty Gang thép Thái Nguyên.
I.3. Trên cơ sở nghiên cứu tài liệu và điều kiện thiết bị, công nghệ hiện nay của
Nhà máy Luyện thép Lu Xá; Xây dựng quy trình nấu luyện, tinh luyện, đúc phôi
thép mác SD490 theo tiêu chuẩn JIS G3112- 87 của Nhật Bản tại Nhà máy Luyện
thép Lu Xá.
I.4. Trên cơ sở nghiên cứu tài liệu và điều kiện thiết bị, công nghệ hiện nay của
Nhà máy Cán thép Thái Nguyên, xây dựng quy trình cán phôi thép mác SD490 tại
Nhà máy Cán thép Thái Nguyên.
II. thiết bị, nguyên vật liệu và hoá chất phục vụ cho
nghiên cứu.
II.1. thiết bị phục vụ cho nghiên cứu.
Phơng án đa mác thép SD490 theo tiêu chuẩn JIS G3112-87 của Nhật
Bản vào nấu luyện tại Nhà máy Luyện thép Lu Xá - Công ty Gang thép Thái
Nguyên trên dây chuyền công nghệ: Lò điện SCCS 30T - Lò tinh luyện LF 40T -
Đúc liên tục 4 dòng với sản phẩm là phôi vuông 120x120x6000 mm; Phôi thép
đợc cán tại Nhà máy Cán thép Thái Nguyên (Công nghệ cán có hệ thống QTB) ra
sản phẩm là thép tròn đốt D18 ữ D25 đạt đợc các thông số kỹ thuật theo tiêu
chuẩn JIS G3112-87 của Nhật Bản.




18
Thông số kỹ thuật chủ yếu của dây chuyền công nghệ
II.1.1. Lò điện SCCS 30T:

- Dung lợng danh nghĩa : 30 tấn/mẻ.

- Lợng thép lỏng ra lò trung bình : 35 tấn/mẻ.
( Thực tế hiện nay ở Nhà máy Luyện thép Lu Xá - Công ty Gang thép Thái
Nguyên, lợng thép lỏng ra lò chủ yếu nằm trong khoảng 40 - 45 T/mẻ; Trung
bình: ~ 42 T/mẻ).
- Lợng thép lỏng ra lò max : 40 tấn/mẻ.
- Lợng thép lỏng còn lại trong lò sau khi ra thép: 6 tấn/mẻ.
- Dung lợng biến thế : 25.000 KVA.
- Điện áp sơ cấp : 35 KV.
- Điện áp thứ cấp gồm 13 nấc điện áp
- Cờng độ dòng điện định mức: 33274 A.
- Dung lợng điện trở kháng: 3000KVA.
- Hệ số công suất trung bình: 0,82 .
- Hiệu suất sử dụng điện năng: 0,90.
Nấc điều khiển Điện áp (V) Dòng điện (A)
1 509 28.357
2 490 29.457
3 473 30.575
4 457 31.584
5 442 32.656
6 428 32.656
7 415 33.724
8 391 33.724
9 369 33.724
10 350 33.724
11 333 33.724
12 317 33.724
13 300 33.724

19
- Đờng kính trong vỏ lò: 4700 mm.

- Đờng kính điện cực: 450 mm.
- Đờng kính vòng phân bố điện cực: 1150 mm.
- Hành trình lên xuống điện cực: 3100 mm.
- Góc nghiêng lò: 25
0
/15
0
(ra thép/ra xỉ).
- Lợng tiêu hao nớc làm nguội: 580 m
3
/h.
- Chu kỳ mẻ luyện: 80 phút.
- Tốc độ nâng/ hạ điện cực: 6/4 m/phút.
I.1.2. Một số thông số kỹ thuật chủ yếu đối với Lò tinh luyện LF40Tấn/mẻ
- Dung lợng danh nghĩa: 40T/mẻ.
- Đờng kính bể luyện: 2090mm.
- Chiều cao không gian tự do: 540mm.
- Khoảng cách tâm tai thùng thép: 3050mm.
-
Tốc độ chạy xe thùng thép: 2 ữ 20 m/ph

- Đờng kính điện cực: 350mm
- Đờng kính phân bố điện cực: 600mm.
- Hành trình lên xuống điện cực: 2000mm.
- Tốc độ nâng/hạ điện cực: 4,8/3,6 (m/ph).
- Tốc độ nâng nhiệt của lò: 4,5
0
C/ph
- Dung lợng máy biến thế: 7000KVA
- Điện áp sơ cấp: 35KV.

- Điện áp thứ cấp gồm 07 nấc điện áp:

Nấc điều khiển Điện áp (V) Dòng điện (A)
1 220,0 18370
2 207,5 18370
3 195,0 18370
4 182,5 18370
5 170,0 18370
6 157,0 18370
7 145,0 18370

20
- Độ chính xác về khoảng cách giữa 2 tai thùng thép và 2 rãnh đặt tai thùng
thép của xe thép: 20mm.
- Độ nghiêng của thùng thép khi đặt trên xe thép: 5
0

I.1.3. Một số thông số kỹ thuật chủ yếu đối với Máy đúc liên tục 4 dòng:
- Kiểu máy đúc : CONCAST (ấn Độ).
- Số dòng đúc: 04.
- Bán kính cong: 4 m.
- Kích thớc phôi đúc: 120x120x6000 (mm)
- Tốc độ đúc: 1,6 ữ 2,0 m/ph.
- Tần số rung khuôn: 90/140 (Lần/phút).
- Biên độ rung khuôn: 12 mm.

II.2. nguyên vật liệu chủ yếu phục vụ cho nghiên cứu
Nguyên vật liệu phục vụ cho nghiên cứu phải đợc chuẩn bị một cách nghiêm
túc nhằm đáp ứng yêu cầu khắt khe về tiêu chuẩn chất lợng của một số loại nguyên
vật liệu chủ yếu so với khi sản xuất các mác thép các bon thông thờng khác.

II.2.1. Tiêu chuẩn chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng cho
lò điện SCCS 30T
II.2.1.1. Thép phế:
Loại bỏ hoàn toàn các vật liệu gây nổ nh ống kín, chất gây nổ
Hàm lợng các nguyên tố kim loại mầu 0,05%.
Có độ sạch cao ( Tổng trọng lợng tạp chất): 0,5%.
Kích thớc chiều dài max 400 mm.
Trọng lợng: 50Kg/cục.
Tổng hàm lợng lu huỳnh 0,07%.
Tổng hàm lợng phốt pho 0,07%.
Không sử dụng thép phế ép đóng bánh và thép phế là chi tiết thép đúc
hợp kim để hạn chế hàm lợng kim loại màu trong liệu.



21
II.2.1.2. Gang lỏng ( Gang thành phẩm từ lò cao).
- Toàn bộ gang lỏng từ lò cao sang phải đợc rót vào lò trộn nớc gang 300T
sau đó mới đợc rót ra để đa vào phối liệu ở lò điện SCCS30T.
- Nhiệt độ gang lỏng trớc khi rót vào lò điện SCCS30T 1250
0
C.
- Thành phần hoá học của gang lỏng :
[C] 4,5% ; [Mn] 3,5% ; [Si] 2,5% ; [P] 0,07% ; [S] 0,07%.
II.2.1.3. Các loại nguyên vật liệu khác phải đạt đợc theo tiêu chuẩn chất lợng
nguyên vật liệu hiện hành.
II.2.2. Tiêu chuẩn chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng cho
lò tinh luyện LF40T
II.2.2.1. Thép lỏng:
Thép lỏng trong thùng LF trớc khi đa vào tinh luyện phải đảm bảo các yêu

cầu sau:
- Nhiệt độ : 1550
0
C.
- Chiều cao lớp khoảng không (Tính từ miệng lò tới lớp xỉ): 400 ữ 600 (mm).
- Thành phần hoá học của thép lỏng trớc khi bắt đầu tinh luyện:
Hàm lợng C : 0,15 (%); Hàm lợng P : 0,035 (%);
II.2.2.2. Chất hợp kim hoá:
Sử dụng FeMnC65; SiMn17 và FeSi45 có thành phần hoá học theo tiêu chuẩn
của Công ty Gang thép Thái Nguyên ban hành.
II.2.2.2.1. FeMnC65 .
- Thành phần hóa học :
Loại Ferô %Mn %C
Max
% Si
Max
% P
Max
%S
Max

FeMnC65
62 ữ 67
7,0 4,0 0,45 0,03
- Cỡ hạt: 10 ữ 50 mm.
II.2.2.2.2. FeSi45.
- Thành phần hóa học:
Loại Ferô %Mn
Max
%C

Max
% Si % P
Max
%S
Max

FeSi45 0,8 0,5
42 ữ 47
0,05 0,04

22
- Cỡ hạt: 10 ữ 50 mm.
II.2.2.2.3. SiMn17.
- Thành phần hóa học:
Loại Ferô %Mn %C % Si % P
Max
%S
Max

SiMn17
60 ữ 65 1,5 ữ 2,5 14 ữ 17
0,20 0,035
- Cỡ hạt: 10 ữ 50 mm.
Trong trờng hợp không có SiMn17; FeMnC65; FeSi45 (Hoặc lợng cung cấp
không đủ theo yêu cầu trong phơng án), cho phép thay thế SiMn17; FeMnC65;
FeSi45 bằng SiMn14; SiMn20; FeMnC75; FeSi75 với lợng quy đổi tơng đơng
Chú ý
:. Khi sử dụng các loại SiMn14; SiMn20; FeMnC75; FeSi75 thay thế nêu
trên, phải căn cứ vào thành phần hoá học cụ thể của các loại Ferô này để tính toán
mức độ thay thế cho phù hợp, nhằm đảm bảo thành phần hoá học theo yêu cầu của

mác thép đề ra.
II.2.2.3. Các loại nguyên vật liệu khác phải đạt đợc theo tiêu chuẩn chất lợng
nguyên vật liệu hiện hành.
II.3. thiết bị phân tích phục vụ cho nghiên cứu
II.3.1. Thiết bị phân tích thành phần hoá học của thép lỏng:
Thành phần hoá học của thép lỏng đúc phôi đợc phân tích tại Nhà máy Luyện
thép Lu xá và đợc phân tích trên máy phân tích quang phổ: Metalscan 2500.
II.3.2. Thiết bị phân tích thành phần hoá học của xỉ lỏng:
Thành phần hoá học của xỉ lỏng trong quá trình nấu luyện đợc phân tích tại
Nhà máy Luyện thép Lu Xá và đợc phân tích bằng phơng pháp phân tích hoá
học.
II.3.3. Thiết bị kiểm tra cơ, lí tính:
- Đơn vị thử mẫu : Phòng Quản lý chất lợng sản phẩm và Đo lờng Công
ty Gang thép Thái Nguyên.
- Tiêu chuẩn thử nghiệm: JIS Z 2241 1998; JIS Z 2248 1996.
- Máy thử: Kiểu DLY- 100 số WS 7130/1971; Kiểu DLY- 30 số A89 2/1959. Các
máy thử trên đều do Trung quốc sản xuất.

23
III
. Kết quả sản xuất thử nghiệm.
III.1. Kết quả sản xuất thử nghiệm phôi thép SD490 tại Nhà máy
Luyện thép Lu Xá:
III.1.1. Thời gian sản xuất thử nghiệm:
- Sản xuất thử nghiệm đợt 1: Ngày 07 tháng 9 năm 2007.
- Sản xuất thử nghiệm đợt 2: Ngày 24 tháng 10 năm 2007.
III.1.2. Số lợng sản xuất thử nghiệm:
- Tổng số mẻ luyện: 06 mẻ. Trong đó:
+ Sản xuất thử nghiệm đợt 1: 03 mẻ.
+ Sản xuất thử nghiệm đợt 2: 03 mẻ.

- Tổng sản lợng sản phẩm phôi thép: 256,025 (Tấn). Trong đó:
+ Sản xuất thử nghiệm đợt 1: 122,360 (Tấn).
+ Sản xuất thử nghiệm đợt 2: 133,665 (Tấn)

III.1.3.
chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng trong sx thử nghiệm.
III.1.3.1. Chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng trong sản xuất thử
nghiệm đợt 1:
III.1.3.1a. Thép phế:
Chất lợng thép phế đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lợng nh đã nêu ở mục
II.2.1.1.
III.1.3.1b. Gang lỏng ( Gang thành phẩm từ lò cao).
Thành phần hoá học của gang lỏng (Bình quân):
[C] = 4,11% ; [Mn] = 1,06% ; [Si] = 0,91% ; [P] = 0,055% ; [S] = 0,049%.
III.1.3.1c
FeMnC65 .
- Thành phần hóa học :
Loại Ferô %Mn %C % Si % P %S
FeMnC65 62,96 6,37 2,11 0,24 0,027
- Cỡ hạt: 14 ữ 42 mm.
III.1.3.1d
FeSi45.
- Thành phần hóa học:
Loại Ferô %Mn %C % Si % P %S
FeSi45 0,54 0,44 42,7 0,044 0,038

24
- Cỡ hạt: 13 ữ 44 mm.
III.1.3.1e
SiMn17.

- Thành phần hóa học:
Loại Ferô %Mn %C % Si % P %S
SiMn17 61,13 1,59 15,82 0,14 0,031
- Cỡ hạt: 14 ữ 41 mm.
III.1.3.2. Chất lợng nguyên vật liệu chủ yếu dùng trong sản xuất thử
nghiệm đợt 2:
III.1.3.2a. Thép phế:
Chất lợng thép phế đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lợng nh đã nêu ở mục
II.2.1.1.
III.1.3.2b. Gang lỏng ( Gang thành phẩm từ lò cao).
Thành phần hoá học của gang lỏng (Bình quân):
[C] = 4,07% ; [Mn] = 1,11% ; [Si] = 0,88% ; [P] = 0,056% ; [S] = 0,052%.
III.1.3.2c
FeMnC65 .
- Thành phần hóa học :
Loại Ferô %Mn %C % Si % P %S
FeMnC65 63,31 6,42 1,97 0,28 0,024
- Cỡ hạt: 17 ữ 46 mm.
III.1.3.2d
FeSi45.
- Thành phần hóa học:
Loại Ferô %Mn %C % Si % P %S
FeSi45 0,66 0,41 43,1 0,042 0,033
- Cỡ hạt: 12 ữ 48 mm.
III.1.4. tóm tắt quá trình nấu luyện và đúc rót.
III.1.4.1. Tóm tắt quá trình nấu luyện và đúc rót đợt 1:
III.1.4.1a. Tóm tắt quá trình thao tác nấu luyện ở lò điện SCCS 30T.
* Lấp lỗ ra thép, vá lò.
- Lấp lỗ ra thép: Thực hiện đúng theo quy định hiện hành.