Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý phốt pho trong gang lỏng

BỘ CÔNG THƯƠNG
HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐÚC LUYỆN KIM VIỆT NAM






BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý Phốt pho trong gang lỏng






Cơ quan chủ trì: Hội KHKT Đúc – Luyện kim Việt Nam
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Sơn Lâm



9634

Hà nội, 12/2012

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH


STT HỌ VÀ TÊN ĐƠN VỊ NHIỆM VỤ
1 PGS.TS. Nguyễn Sơn Lâm Viện KH&KT Vật liệu - ĐH
Bách Khoa Hà Nội
Chủ nhiệm đề tài
2 ThS. Ngô Quốc Dũng Viện KH&KT Vật liệu - ĐH
Bách Khoa Hà Nội
Nghiên cứu viên
3 ThS. Nguyễn Cao Sơn Viện KH&KT Vật liệu - ĐH
Bách Khoa Hà Nội
Nghiên cứu viên
4 ThS. Nguyễn Minh Thuyết Viện KH&KT Vật liệu - ĐH
Bách Khoa Hà Nội
Nghiên cứu viên


Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

1


LỜI NÓI ĐẦU
Với tình hình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước hiện tại, các ngành
công nghiệp đang được mở rộng và phát triển, đặc biệt là các ngành công nghiệp
nặng.Nền tảng để phát triển một đất nước thành một nước công nghiệp nặng đó chính
là ngành công nghiệp sản xuất vật liệu, đặc biệt nhất trong số đó là vật liệu sắt thép.
Chính vì điề

u đó mà trong những năm qua và trong tương lai Đảng và Chính phủ chủ
trương phát triển ngành công nghiệp thép theo hướng lâu dài và bền vững.
Với sự phát triển chóng mặt như hiện tại của nhiều ngành khoa học, kỹ thuật
như: Ôtô, tàu thủy, xây dựng, cơ khí… ngày càng đòi hỏi chất lượng thép càng khắt
khe. Để đáp ứng yêu cầu đó, công nghệ sản xuất thép cũng phải đi theo xu hướng của
thế
giới hiện tại và tương lai đó là tăng năng suất, tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu hao
nguyên nhiên liệu và bảo vệ môi trường.
Để tăng chất lượng của sản phẩm thép ngoài việc tăng hàm lượng các nguyên
tố hợp kim có lợi trong thép còn có một hướng khác rất hiệu quả mà không phụ thuộc
vào nguồn nguyên tố hợp kim vừa đắt tiền mà lại ngày càng cạn kiệt. Hướng nghiên
cứ
u đó là khử bỏ các tạp chất có hại trong thép như P, S, tạp chất khí : H, N, O xuống
tới mức tối thiểu.
Do đó năm 2012 Hội Khoa học kỹ thuật Đúc – Luyện kim Việt Nam đã đề xuất
và được Bộ Công Thương giao cho thực hiện đề tài “ Nghiên cứu công nghệ tiền xử
lý Phốt pho trong gang lỏng.” Với mục tiêu xử lý, khử bỏ được hàm lượng P trong
gang lỏng từ
0,12÷0,13 % xuống dưới 0,06% trước khi đưa vào luyện thép, đồng thời
đề xuất quy trình công nghệ phù hợp có khả năng áp dụng vào thực tiễn sản xuất.
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, hợp
tác và tạo điều kiện thuận lợi của Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công Thương, Hội
KHKT Đúc – Luyện kim Việt Nam, các đơn vị trong và ngoài Bộ và các bạn đồng
nghiệp.

Hà Nộ
i, tháng 12/2012

Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

2


PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung.
Ngày nay, để phát triển kinh tế xã hội không thể không nhắc đến vai trò quan
trọng của các sản phẩm từ gang, thép. Thép là vật liệu chính trong các ngành xây
dựng, ngành công nghiệp cơ khí, sản xuất và phân phối năng lượng, chế tạo máy, sản
xuất hàng gia dụng và trong y học, trong an ninh quốc phòng…Cùng với than và giấy,
thép là vật liệu cơ bản của cuộc cách mạng công nghiệp. Sản lượng thép thế giới
đã
tăng trưởng rất nhanh chóng, đặc biệt trong nửa sau của thế kỷ 20 cho đến nay. Hiện
nay trên thế giới các nhà máy luyện thép đã và đang được xây dựng ngày càng nhiều
chứng tỏ nhu cầu về thép của con người là vô cùng lớn. Hàng vạn mác thép khác nhau
được nghiên cứu, sản xuất nhằm đáp ứng các yêu cầu đa dạng phát triển xã hội.
1.2. Sự phát triển của ngành thép thế giới.
Năm 2010 sản lượng thép thô th
ế giới đạt 1.414 triệu tấn, tăng 15% so với năm
2009 và là một kỷ lục mới cho sản xuất thép thô toàn cầu.
Sản lượng trong tháng 2/2010 đạt 107,541 triệu tấn, nhưng giảm 113,441 triệu
tấn so với tháng 1/2009. Trong tháng 2/2010, sản lượng thép thô tại các nước sản xuất
lớn tăng liên tục; trong đó ngành công nghiệp thép trên Thế Giới đã hoạt động ở mức
công suất 79,8%, tăng cao suốt 15 tháng và tăng 72,9% trong tháng 1. Chủ
tịch Hiệp
hội Thép Thế Giới cho biết: lượng cầu thép trên Thế Giới tăng 11% trong năm 2010
bởi vì nền kinh tế thế giới đã được phục hồi. Ngày 26/3/2010, chỉ số giá thép theo
Steelhome (nhà cung cấp thông tin công nghiệp thép Trung Quốc) của Thế Giới là

119,58 điểm, tăng 3,99% so với tuần trước; của Mỹ là 113,8 điểm, tăng 3,23%; của
Châu Âu là 107,36 điểm, tăng 7,24%; của Châu Á là 129,01 điểm, tă
ng 2,55%. Chỉ số
giá thép dẹt là 114,64 điểm, tăng 5,38% so với tuần trước và thép dài là 126,86 điểm,
tăng 3,98%.
Trong tháng 12 năm 2010, sản lượng thép thô của 66 nước báo cáo với Hiệp
hội ThépThế giới (worldsteel) là 116,2 triệu tấn, tăng 7,8% so với tháng 12/2009.
Châu Á sản xuất 897,9 triệu tấn thép thô trong năm 2010, tăng 11,6% so với năm
2009. Sản lượng thép thô của Trung Quốc năm 2010 đạt 626,7triệu tấn, tăng 9,3% so
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

3


với năm 2009, chiếm 44,3% tổng sản lượng thép thế giới. Nhật Bản sản xuất 109,6
triệu tấn trong năm 2010, tăng 25,2% cao hơn so với năm 2009. Trong năm 2010, sản
lượng thép thô của Hàn Quốc là 58,5 triệu tấn, tăng 20,3 so với năm 2009.

Hình 1.1: Sản lượng thép thô của thế giới từ 2003-2010
Liên minh châu Âu ghi nhận mức tăng 24,5% so với năm 2009, sản xuất 172,9
triệu tấn thép thô trong năm 2010. Tuy nhiên, lượng thép sản xuất tại Vương quốc
Anh và Hy Lạp tiếp tục giảm trong năm 2010. Trong năm 2010, các nước CIS cho
thấy đã tăng 11,2%, sản xuất 108,5 triệu tấn thép thô. Nga sản xuất 67 triệu tấn thép
thô, tăng 11,7% so với năm 2009 và Ukraine tăng 12,4% so với cuối năm 2009 là 33,6
triệu tấn.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

4

Hình 1.2: Biểu đồ tăng trưởng thép thô thế giới từ 2003-2010.


Hình 1.3: Phân bố sản lượng thép thô thế giới năm 2009và 2010.
Theo số liệu của Hiệp hội Thép Thế giới (WSA), sản lượng thép thô của các
nước thành viên Hiệp hội trong tháng 1 năm 2011 đạt 119 triệu tấn, tăng 5,3% so với
cùng kì năm 2010.
Tại châu Á, sản lượng thép của Trung Quốc tháng 1/2011 tăng 0,5%, đạt 52,8
triệu tấn và chiếm 44,22% tổng sản lượng thép toàn cầu. Sản lượng của Nhật Bản tăng
10,7%
đạt 9,7 triệu tấn; sản lượng của Hàn Quốc đạt 5,6 triệu tấn, tăng 24,2%.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

5




Hình 1.4: Phân bố sản lượng thép thô thế giới 1/2011.
Tại châu Âu, sản lượng thép của Đức tháng 1/2011 tăng 4,4% đạt 3,7 triệu tấn;
của Italia tăng 10,3% đạt 2,1 triệu tấn; sản lượng của Tây Ban Nha đạt 1,4 triệu tấn,
tăng 4,1%; sản lượng của Thổ Nhĩ Kỳ đạt 2,7 triệu tấn, tăng 33,4%.
1.3. Sự phát triển của ngành thép Việt Nam.
1.3.1. Quá trình hình thành.
Ngành thép Việt Nam được hình thành từ đầu những năm 60 củ
a thế kỷ 20 với

sự ra đời của Công ty Gang thép Thái nguyên- liên hợp luyện kim khép kín theo sơ đồ
công nghệ lò cao truyền thống do Trung quốc giúp ta xây dựng công trình được khởi
công từ năm 1959 đến tháng 11/1963 mẻ gang đầu tiên ra lò do chiến tranh 12 năm
sau mới có sản phẩm thép cán do nhà máy luyện cán thép Gia Sàng (Công xuất thiết
kế 50.000 tấn/năm)sản xuất. Tiếp đó năm 1978 nhà máy cán thép Lưu Xá (Công xuất
thiết kế 100.000 tấn/năm) đi vào hoạt độ
ng. Năm 1976 sau khi đất nước thống
nhất,công ty Luyện kim đen Miền nam được thành lập trên cơ sở tiếp quản và sát nhập
các nhà máy luyện cán thép cỡ nhỏ theo công nghệ lò điện hồ quang của chế độ cũ để
lại tại Thành phố Hồ Chí Minh và Biên hoà với tổng công xuất khoảng 80.000
tấn/năm. Sản phẩm chủ yếu cũng chỉ là thép xây dựng thông thường và một lượng nhỏ
là đinh thép, lưới thép dây, thép gai. Giai đoạn 1976 - 1985 là giai đoạn ngành thép
gặp rất nhiều khó khăn do nền kinh tế bị suy thoái. Những năm này sản lượng thép
cán toàn ngành chỉ ở mức 40.000 - 85.000 tấn/năm. Ngành thép chỉ thực sự bắt đầu

Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

6


khởi sắc từ những năm 90 trở đi khi công cuộc đổi mới đất nước được triển khai mạnh
mẽ. Về việc đầu tư vào ngành thép đặc biệt sôi động trong giai đoạn 1995 đến nay do
nhu cầu sử dụng các sản phẩm thép ngày càng nhiều. Vì vậy hàng loạt dự án đầu tư
chiều sâu và đầu tư mới của nhiều thành phần kinh tế kể cả ở trong và ngoài ngành
thép, trong
đó có các dự án đầu tư nước ngoài lần lượt ra đời như Công ty liên doanh
Natsteelvina (liên doanh với Singapore) Vietnam-Posco Stee Co VPS (liên doanh với
Hàn Quốc), Công ty ống thép Việt Nam Vinapipe (liên doanh với Hàn Quốc),
Vinausteel (liên doanh với Australia), Vinakyoei (liên doanh với Nhật Bản), Công ty

thép Tây Đô (liên doanh với Đài Loan) chuyên sản xuất thép xây dựng. Tiếp đó là
nhiều nhà máy của các doanh nghiệp trong và ngoài quốc doanh ra đời như Công ty
thép Hòa Phát, Công ty thép Việt – Ý, Công ty thép Pomihoa, Công ty thép Pomina
(Thép Việt)….Gần đây, nhiều nhà máy luyện kim đã được xây dựng như nhà máy
thép Phú Mỹ, nhà máy cán nguộ
i Phú Mỹ, nhà máy thép Vạn Lợi, Công ty CP Sông
Đà, Công ty thép đặc biệt Sheng li…và nhiều nhà máy đang khởi công xây dựng như
Dự án mở rộng sản xuất giai đoạn 2 của Công ty gang thép Thái Nguyên, Công ty liên
doanh khoáng sản – Việt Trung, nhà máy sản xuất phôi Hưng Thịnh Phát và một số
nhà máy khác.
Cho đến nay, ngành thép Việt Nam đã trở thành một ngành công nghiệp quan
trọng trong nền kinh tế quốc dân, có thẻ đáp ứng được cơ bản về nhu cầu thép tròn
dài, thép hình nhỏ, thép ố
ng hàn, tôn mạ các loại và bắt đầu sản xuất thép tấm cán
nguội. Năm 2011 cả nước tiêu thụ khoảng 10.014.234 tấn thép các loại, trong đó
chúng ta đã sản xuất được khoảng 600.000 tấn gang, 4.900.000 tấn phôi thép và
9.150.000 tấn thép bao gồm thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép tấm lá cán
nguội, thép ống hàn và thép tấm mạ các loại, như vậy ngành thép đã đáp ứng được
khoảng 60% nhu cầu thép của đất nước. Như vậy, trong khoảng 5 năm gầ
n đây ngành
thép Việt Nam đã có tốc độ tăng trưởng cao.
1.3.2. Tình hình và xu thế phát triển ngành thép ở Việt Nam .
1.3.2.1. Tình hình ngành thép Việt Nam trong những năm gần đây.
Theo xu hướng chung của thế giới, ngành thép trong nước cũng phát triển theo
hướng đi lên, sản lượng tăng lên theo các năm. Sản phẩm trong nước chủ yếu vẫn là
thép xây dựng.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

7

Hiện nay, sản lượng thép sản xuất nội địa có thể đáp ứng khoảng 80% tổng nhu
cầu thép cả nước, do công suất sản xuất thép xây dựng và thép tấm lá tăng
nhanh.Đáng chú ý, sản lượng thép xây dựng của các nhà sản xuất thép nội địa trong
năm 2010 đạt 5,7 triệu tấn, tăng 20% so với năm 2009 và chiếm 65% tổng sản lượng
thép trong nước.
Năng lực sản xuất bán thành phẩm củ
a các công ty thép trong nước, đặc biệt là
phôi thép đã được cải thiện đáng kể trong 5 năm qua, từ 1,3 triệu tấn lên 3,7 triệu tấn
vào năm 2010. Trong năm 2011 sản lượng phôi thép sản xuất trong nước đã đáp ứng
đươc từ 60-70% khối lượng nguyên liệu đầu vào cho ngành thép.
Đặc biệt, ba doanh nghiệp thép hàng đầu là Tisco, Hòa Phát và Pomina đã tăng
công suất đáng kể. Công suất sản xuất phôi thép của Tisco và Công ty Thép miền
Nam đạt 350.000 tấn/năm/công ty trong n
ăm 2010. Hòa Phát đang thực hiện giai đoạn
2 của dự án Nhà máy thép liên hợp nhằm nâng công suất sản xuất phôi thép từ
350.000 tấn lên 1 triệu tấn trong năm 2013. Pomina cũng tăng công suất sản xuất phôi
thép từ 500.000 tấn lên 1,1 triệu tấn vào đầu năm 2012.
Tổng công suất sản xuất phôi thép trong nước với mục tiêu sẽ tăng từ 5 triệu
tấn năm 2010 lên 7,5 triệu tấn vào năm 2012, đảm bảo nguồn cung phôi thép cho s
ản
xuất trong nước trong năm 2012 và giúp các công ty thép nội địa kiểm soát tỷ suất lợi
nhuận tốt hơn.
Năm 2011 cả nước tiêu thụ khoảng 10.014.234 tấn thép các loại, trong đó
chúng ta đã sản xuất được khoảng 600.000 tấn gang, 4.900.000 tấn phôi thép và
9.150.000 tấn thép bao gồm thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép tấm lá cán
nguội, thép ống hàn và thép tấm mạ các loại, như vậy ngành thép đã đáp ứng được
khoảng 60% nhu cầu thép của đấ
t nước. Như vậy, trong khoảng 5 năm gần đây ngành

thép Việt Nam đã có tốc độ tăng trưởng cao khoảng 20% năm.

Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

8



Hình 1.5: Biểu đồ tăng trưởng thép Việt Nam những năm gần đây.

*) Sản xuất gang
Sản xuất gang là khâu đầu tiên trong chu trình sản xuất thép, đây được coi
là khâu yếu nhất trong ngành thép Việt Nam. Cơ sở sản xuất gang đầu tiên là
nhà máy luyện gang Lưu Xá thuộc Công ty CP gang thép Thái Nguyên với công
suất thiết kế chỉ 150.000 tấn/năm hoạt động từ năm 1963. Sau nhiều năm sản
xuất, năm 2000 nhà máy đã đượ
c cải tạo mở rộng và hiện nay đang hoạt động với
hai lò cao 100 m
3
và 120m
3
.
Trong những năm gần đây đã có một số cơ sở xây dựng các lò cao, cụ thể như
trong bảng 1.1. Tuy nhiên, cho đến nay tình hình thực tế cho thấy sự duy trì hoạt động
của các nhà máy sản xuất gang đã có và việc đưa vào sản xuất các nhà máy mới hình
thành vẫn là một vấn đề khó khăn đối với ngành thép Việt Nam. Ngoài một số nhà
máy như Gang thép Thái Nguyên, nhà máy gang thép Hòa Phát đã đi vào hoạt động
ổn định thì các nhà máy khác nh
ư Vạn Lợi, Đinh Vũ đang gặp rất nhiều khó khăn về

mọi mặt cũng như khả năng đưa vào sản xuất ổn định là rất khó trong một vài năm tới.




Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

9


Bảng 1.1: Các cơ sở sản xuất gang trong nước
STT Tên công ty
Dung tích lò
(m
3
)
Công suất
(tấn/năm)
Địa điểm
1 Cty CP Gang thép Thái Nguyên 100 + 120 220.000 Thái Nguyên
2 Cty TNHH Kim khí Gia Sàng 25 20.000 Thái Nguyên
3 Cty Matexim 25 20.000 Bắc Cạn
4 Cty CP Khoáng sản Cao Bằng 2 x 22 30.000 Cao Bằng
5 Cty CP 30/4 50 40.000 Cao Bằng
6 Cty Cao Sơn Hà 50 40.000 Cao Bằng
7 Cty CP Gang thép Hòa Phát 350 350.000 Hải Dương
8 Cty CP Gang Vạn Lợi 2 x 230 500.000 Hải Phòng
9 Cty CP thép Đình Vũ 230 250.000 Hải Phòng
10 Cty TNHH Nhật Phát 70 50.000 Hải Phòng

11 Cty CP thép Đông Á 2 x50 50.000 Quảng Ninh
12 Cty CP Gang thép Vạn Lợi –Hà Tĩnh 230 250.000 Hà Tĩnh
13 Cty LD khoáng nghiệp Hằng Nguyên 150 150.000 Tuyên Quang
14 Cty CP thép Thanh Hà 2 x 50 50.000 Thanh Hóa
Tổng cộng 1.970.000

Bảng 1.2: Sản lượng gang giai đoạn 2005 – 2011
Đơn vị tính: 1000 tấn
Năm Sản lượng
2005 201
2006 250
2007 200
2008 280
2009 350
2010 500
2011 600

Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

10


Như vậy, các nhà máy luyện gang ở nước ta chỉ mới đạt khoảng 30% công suất
thiết kế. Đây là một sự lãng phí lớn, làm giảm hiệu quả đầu tư và khả năng cạnh tranh
cũng như phát triển của ngành thép nước nhà. Trong thời gian tới, một số nhà máy, dự
án sản xuất gang sẽ được xây dựng và đưa vào hoạt động như:
- Công ty Gang thép Thái Nguyên: với 1 lò cao 550 m
3
sản lượng 500.000 tấn/năm

- Công ty LD Khoáng sản – Luyện kim Việt Trung: 1 lò cao 550 m
3
công suất
500.000 tấn/năm
- Công ty CP Gang thép Hòa Phát 1 lò cao 450 m
3
sản lượng 450.000 tấn/năm
- Công ty CP Khoáng sản Cao Bằng: 1 lò cao 179 m
3
sản lượng 170.000 tấn/năm
Nếu các dự án này đi vào hoạt động đúng kế hoạch thì trong năm tới, năng lực sản
xuất gang của nước ta sẽ được tăng lên đáng kể có thể đạt gần 4.000.000 tấn/năm.
*) Sản xuất phôi thép
Ngành sản xuất phôi thép của nước ta hiện nay chủ yếu áp dụng công nghệ
lò điện trong sản xuất, điều này cũ
ng xuất phát tử việc thiếu gang lỏng cung ứng
trong nước cho sản xuất. Theo số liệu thống kê của Hiệp hội Thép Việt Nam cho
thấy, hiện nay Việt Nam có khoảng 31 lò EAF với dung lượng từ 9 – 70 tấn/mẻ, 1
lò thổi BOF dung lượng 30 tấn/mẻ, 8 lò cảm ứng trung tần 12 tấn/mẻ và nhiều lò
cảm ứng trung tần nhỏ (0,5 – 6 tấn/mẻ). Các lò điện sử dụng trong nước đều là
loạ
i nhỏ, trừ một số nhà máy như Thép Phú Mỹ được trang bị lò hồ quang
DANARC 70 tấn/mẻ và Công ty CP thép Sông Đà và Công ty Thép Việt sử dụng
lò EAF CONSTEEL 60 tấn/mẻ mới được đưa vào vận hành. Hiện nay, hầu hết
các công ty sử dụng lò điện đều áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất như
phun ô xy, sử dụng biện pháp tạo xỉ bọt, dùng biến thế cao và siêu cao công suất,
ra thép đáy l
ệch tâm…
Đi cùng với công nghệ lò điện, từ năm 1992 trở lại đây, hầu hết các công ty sản
xuất thép trong nước đều trang bị thiết bị tinh luyện ngoài lò LF và máy đúc liên tục,

điều này đã giúp ích rất nhiều trong việc tăng năng suất sản xuất, tăng chất lượng sản
phẩm, hiệu quả kinh tế và giảm suất tiêu thụ nguyên nhiên liệu cũng như bảo v
ệ môi
trường
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

11


Năm 2011 sản lượng phôi thép trong nước đạt 4.900.000 tấn, đáp ứng được gần
80% nhu cầu về phôi thép của cả nước. Sản lượng phôi thép của nước ta trong những
năm gần đây được thống kê trong bảng 1.3.
Bảng 1.3: Sản lượng phôi thép giai đoạn 2005 – 2011
Đơn vị tính: 1000 tấn
Năm Sản lượng
2005 890
2006 1.869
2007 2.024
2008 2.250
2009 2.700
2010 4.314
2011 4.900
(Nguồn: Hiệp hội Thép Việt Nam)
Hiện nay, một số nhà máy luyện thép đang được xây dựng như:
- Công ty Gang thép Thái Nguyên: 1 lò BOF 50 tấn/mẻ
- Công ty Luyện kim – Khoáng sản Việt – Trung: 1 lò BOF 50 tấn/mẻ
- Công ty Thép Việt: 1 lò EAF 120 tấn/mẻ
- Công ty CP gang thép Nghi Sơn (Thanh Hóa): 1 lò EAF 120 tấn/mẻ
- Công ty CP thép Hưng Thịnh Phát (Phú Thọ): 1 lò EAF consteel 70 tấn/mẻ

- Công ty CP thép Hà Tĩnh: 1 lò BOF 40 tấn/mẻ
- Công ty TNHH Fuco (Bà Rịa – Vũng Tàu): 1 lò EAF 90 tấn/mẻ
- Công ty LD Vina-kyoei: 1 lò EAF 70 tấn/mẻ
Theo đánh giá, khi các dự án nhà máy đi vào hoạt động trong nhữ
ng năm tới
nước ta có thể sản xuất được khoảng 9.500.00 – 10.000.000 tấn phôi thép/năm.
1.3.2.2. Mục tiêu phát triển ngành thép, tầm nhìn đến năm 2020.
Phát triển ngành thép Việt Nam nhanh chóng trở thành một ngành phát triển
hoàn chỉnh theo công nghệ truyền thống, sử dụng tối đa nguồn quặng săt sẵn có trong
nước, trên cơ sở xây dựng khu liên hợp luyện kim công suất 4÷5 triệu tấn thép/năm,
sử dụng tối đa và có hiệu qu
ả nguồn nguyên liệu trong nước, áp dụng các công nghệ
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

12


mới hiện đại đang được sử dụng trên thế giới, từ thay thế nhập khẩu tiến tới xuất khẩu
sản phẩm thép.
Do vậy, với vai trò là vật liệu xương sống trong xây dựng, sản xuất và tiêu thụ
thép chắc chắn sẽ phải tăng trưởng để đáp ứng nhu cầu đầu tư xây dựng.Theo tính
toán của Hiệp hội Thép, sản lượng thép tiêu thụ n
ăm 2011 tăng từ 8-10% so với năm
2010. Phấn đấu đến năm 2020 có một ngành thép phát triển bền vững với tốc độ tăng
trưởng cao, đảm bảo tốt về chất lượng, đầy đủ về số lượng và chủng loại sản phẩm
thép đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Nhu cầu thép vào năm
2010 là 10 triệu tấn, năm 2015 là 15 triệu tấ
n và năm 2020 là 20 triệu tấn.
Định hướng phát triển ngành thép được thể hiện trong Quy hoạch phát triển

ngành thép Việt Nam giai đoạn 2007 – 2015, có xét đến 2025 đã được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 145/2007/QĐ-TTg ngày 04 tháng 9 năm
2007 với mục tiêu cụ thể và dự báo nhu cầu thép thành phẩm của Việt Nam đến năm
2025 như trong bảng 1.4 và 1.5.
Bảng 1.4: Dự báo nhu cầu thép của Việt Nam đến năm 2025
Trong đ
ó
Thép dài (1000 tấn) Thép dẹt (1000 tấn)
Năm
Nhu cầu
(1000 tấn)
Số lượng Tỷ lệ (%) Số lượng Tỷ lệ (%)
2005 6.480 3.564 55 2.916 45
2010 10.000 5.000 50 5.000 50
2015 15.000 6.250 45 8.750 55
2025 20.000 8.000 40 12.000 60

Bảng 1.5: Mục tiêu sản lượng của ngành thép Việt Nam giai đoạn 2007 – 2025
Đơn vị tính: 1000 tấn
2010 2015 2020 2025
Gang
1.500-1.900 5.000-5.800 8.000-9.000 10.000-12.000
Thép thô
3.500-4.500 6.000-8.000 9.000-11.000 12.000-15.000
Thép cán
6.300-6.500 11.000-12.000 15.000-19.000 19.000-22.000
Xuất khẩu
500-700 700-800 900-1.000 1.200-1.500
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

13



Mục tiêu phát triển tổng thể của ngành Thép Việt Nam là đáp ứng tối đa nhu
cầu về các sản phẩm thép của nền kinh tế, tăng cường xuất khẩu. Dựa trên những nhu
cầu thực tế của xã hội cùng với việc đẩy nhanh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước và phát triển bền vững nền kinh tế Việt Nam, Đảng và chính phủ đã xây dựng
quy hoạch phát triể
n ngành công nghiệp gang thép trong những năm sắp tới với những
nội dung chính như:
a. Nhu cầu về các sản phẩm thép:
Nhu cầu thép thành phẩm của Việt Nam dự kiến năm 2011 đạt khoảng 10÷11
triệu tấn; năm 2015 khoảng 15÷16 triệu tấn; năm 2020 khoảng 20÷21 triệu tấn và năm
2025 khoảng 24÷25 triệu tấn.
b. Quy hoạch các dự án đầu tư chủ yếu :
Trên cơ sở phân bổ
nguồn nguyên liệu quặng sắt, vị trí địa lý và điều kiện cơ sở
hạ tầng cũng như phân bố nhu cầu tiêu thụ thép, thực hiện đầu tư các dự án chủ yếu
sau:
+) Nhà máy luyện gang thép Formosa Hà Tĩnh, sử dụng quặng sắt mỏ Thạch
Khê: công suất dự kiến 15 triệu tấn/năm, chia thành 2 giai đoạn, trong đó giai đoạn 1
khoảng 7,5 triệu tấn/năm. Hình th
ức đầu tư dự kiến hợp tác đầu tư trong và ngoài
nước.
+) Liên hợp thép Dung Quất (Quảng Ngãi) công suất 7 triệu tấn/năm, chia làm
2 giai đoạn, sử dụng quặng sắt trong nước và nhập khẩu. Hình thức đầu tư 100% vốn
nước ngoài.
+) Dự án mở rộng sản xuất Công ty Gang thép Thái Nguyên giai đoạn 2: đầu tư

đồng bộ các công đoạn mỏ, luyện kim (lò cao - lò thổi ôxy). Công suất khoả
ng 0,5
triệu tấn phôi vuông/năm, dự kiến đưa vào sản xuất trong năm 2011, tuy nhiên do
nhiều nguyên nhân cho đến nay dự án vẫn chưa được hoàn thành.
+) Liên hợp thép Lào Cai, sử dụng quặng sắt mỏ Quý Xa: luyện gang lò cao,
luyện thép lò điện với công suất 0,5 triệu tấn phôi vuông/năm; dự kiến đưa vào sản
xuất trong giai đoạn 2009 - 2011. Trong giai đoạn 2016 - 2025 nếu có thị trường sẽ
đầu tư thêm dây chuyền cán thép hiện đạ
i công suất 0,5 triệu tấn/năm.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

14


+) Phát triển các dự án sản xuất gang lò cao quy mô vừa và nhỏ tại Lào Cai,
Tuyên Quang, Cao Bằng, Hà Giang, Bắc Kạn và Yên Bái với tổng công suất đạt
khoảng 1 triệu tấn gang/năm; các nhà máy sản xuất phôi dẹt của Công ty Thép Cửu
Long, phôi vuông của Công ty Thép Việt và Công ty Thép Miền Nam (VSC)
+) Hoàn thành xây dựng và đưa vào khai thác một số dự án cán sản phẩm thép
dẹt quy mô nhỏ hơn: 2 nhà máy sản xuất thép tấm cán nóng của VINASHIN và của
Công ty Thép Cửu Long; các nhà máy sản xuất thép cuộn cán nguội của LILAMA,
giai đoạn 2 của Công ty Thép tấm là Phú Mỹ (VSC), Công ty Hoa Sen, Formosa Steel,
Sun Steel, Công ty Bạch Đằng
+) Các nhà máy sản xuất gang, phôi thép, thép cán khởi công xây dựng chủ yếu
với dây chuyền công nghệ lò điện, lò thổi luyện thép, dung lượng mẻ nấu lớn và từ
ngày 01/01/2011 trở đi ngoài việc phải sử dụng công nghệ hiện đại, thân thiện với môi
trường, thiết bị đồng bộ có tính liên hợp cao và suất tiêu hao nguyên vật liệu, năng
lượ
ng thấp, còn phải thoả mãn điều kiện như sau:

- Lò cao (BF) có dung tích hữu ích không nhỏ hơn 700 m
3
.
- Lò điện (EAF) có công suất tối thiểu là 70 tấn/mẻ.
- Lò thổi ôxy (BOF) có công suất tối thiểu là 120 tấn/mẻ.
- Dây chuyền cán thép có công suất từ 500.000 tấn/năm trở lên.
1.3.3. Cơ hội, thách thức và những khó khăncủa ngành thép Việt Nam.
1.3.3.1. Cơ hội.
Tốc độ tăng trưởng GDP cao, nền kinh tế nhận được sự quan tâm của nhà đầu
tư nước ngoài.Điều này
được chứng minh từ thực tế là dòng vốn FDI vào Việt Nam
ngày càng cao,đây chính là yếu tố thúc đẩy nhu cầu về tiêu thụ thép tăng trong thời
gian tới.
Nền kinh tế thế giới và Việt Nam đang trên đà hồi phục làm tăng nhu cầu thép
do xây dựng và các ngành khác được mở rộng.
Nhiều dự án đầu tư vào ngành triển khai và được hỗ trợ từ nước ngoài do đó
ngành thép có cơ hội trao đổi khoa học công ngh
ệ từ phía các đối tác nước ngoài,giúp
hoạt động của ngành được hiệu quả mà lại tiết kiệm được chi phí.
1.3.3.2. Thách thức.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

15


Môi trường cạnh tranh trong ngành mạnh mẽ,nguy cơ mất thị trường về tay các
doanh nghiệp nước ngoài cao. Do trình độ công nghệ và tay nghề của các doanh
nghiệp nước ngoài cao nên lợi thế cạnh tranh lớn.
1.3.3.3. Khó khăn.

+) Ngành công nghiệp gang thép đòi hỏi lượng vốn đầu tư lớn.
+) Là ngành gây ô nhiễm môi trường và tiêu thụ nhiều năng lượng
1.4. Đề xuất đề tài nghiên cứu – tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay
ở nước ta đang chú trọng phát triển ngành công nghiệp thép theo quy
mô lớn cả về chiều rộng và chiều sâu, song sản lượng thép trong nước cũng chưa đáp
ứngđủ nhu cầu sử dụng. Hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu một khối lượng thép
lớn, bên cạnh những mác thép hợp kim đặc biệt thì các mác thép hợp kim trung bình
và các mác thép thông dụng chúng ta cũng phải nhập khẩu khá nhiều.
Ngành thép Việt Nam đang phát triển theo xu thế
chung của thế giới đó là: nâng
cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất sản xuất, sử dụng hiệu quả nguyên liệu, tiết
kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
Để ngành thép phát triển đúng hướng và bền vững, thì vấn đề cải tiến, đổi mới
công nghệ là rất cần thiết. Hiện nay,các nhà máy ở Việt Nam đang được xây dựng và
sẽ
được xây dựng trong tương lai cũng đang áp dụng những công nghệ mới nhằm
nâng cao chất lượng và tăng sản lượng. Với xu thế đó, lưu trình công nghệ được lựa
chọn chủ đạo là lưu trình:
Lò cao – lò thổi – tinh luyện – đúc liên tục – cán nóng.
Gang lỏng là nguyên liệu cơ bản và quan trọng cho luyện thép, chất lượng của
gang lỏng là yếu tố đầu tiên có ảnh hưởng lớn đến chất l
ượng của thép và hiệu quả của
quá trình công nghệ. Trong gang lỏng tồn tại một số thành phần có hại như P,
S…chúng làm giảm mạnh chất lượng sản phẩm thép sau này. Phốt pho là nguyên tố
không thể loại bỏ trong lò cao luyện gang và trong giai đoạn tinh luyện thép bởi đặc
tính của các giai đoạn công nghệ này là môi trường hoàn nguyên, trong khi Phốt pho
chỉ có thể được loại bỏ trong môi trường có tính oxi hóa (trong lò cơ sở).
Lò thổi luyện thép có môi tr
ường oxi hóa mạnh, do đó có khả năng khử bỏ được

P. Tuy nhiên để loại bỏ P xuống mức thấp trong lò thổi thì yêu cầu kéo dài thời gian,
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

16


kết hợp với quá trình khống chế nhiệt độ một cách khắt khe, dẫn đến giảm năng suất,
tăng tiêu hao, tạo lượng xỉ lớn, giảm suất thu hồi kim loại. Vì vậy để nâng cao chất
lượng, tối ưu hóa quá trình luyện thép thì công nghệ khử bỏ P trong gang lỏng cần
phải được quan tâm nghiên cứu và áp dụng. Đây là một vấn đề được ưu tiên nghiên
cứu trên thế giới mà
ở Việt Nam hiện tại chưa được quan tâm xác đáng, vì vậy chúng
tôi đề xuất đề tài :“Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý phốt pho (P) trong gang lỏng”
với mục đích nghiên cứu lựa chọn tác nhân (hỗn hợp chất phản ứng), xây dựng quy
trình công nghệ, tiến hành thực nghiệm khử bỏ P trong gang lỏng nhằm giảm %P
trong gang lỏng xuống đạt mức tiêu chuẩn yêu cầu cho luyện thép.
1.5. Mục tiêu của
đề tài
Với công nghệ luyện gang – thép chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào
chất lượng nguyên liệu đầu vào. Chính vì vậy, hầu hết các nhà đầu tư, xây dựng các
nhà máy, khu liên hợp gang – thép luôn quan tâm đến vấn đề nguồn cung nguyên,
nhiên liệu có chất lượng tốt, đảm bảo cho quá trình vận hành sản xuất và mang lại
hiệu quả kinh tế cao. Cũng chính vì tầm quan trọng của nguyên nhiên liệu mà từ trước
đến nay ngành công nghi
ệp gang thép chỉ qua tâm dò tìm, khai thác và sử dụng những
loại nguyên liệu có chất lượng tốt, mà chưa thật quan tâm nghiên cứu tìm cách tận thu,
xử lý các nguyên liệu có chất lượng xấu và trung bình.
Ngày nay, với xu thế phát triển chung của thế giới, ngành công nghiệp gang
thép trong nước cũng đang phát triển theo hướng tận thu, xử lý và sử dụng tất cả các

nguồn nguyên nhiên liệu có thể sử dụng để đưa vào sản xuất.
Gang lỏng là mộ
t loại nguyên liệu cực kỳ quan trọng và có giá trị trong luyện
thép, đặc biệt là luyện thép lò thổi (một phần được sử dụng trong lò điện). Tuy nhiên,
để luyện thép đạt chất lượng tốt từ gang lỏng thì việc đảm bảo thành phần của gang
lỏng là một khâu đầu tiên phải tiến hành, đặc biệt là khống chế thành phần tạp chất có
tính chất quyết định đến chất lượ
ng sản phẩm sau này như tạp chât Phot pho là một ví
đụ điển hình nhất. Gang lỏng với thành phần Phot pho (P) thấp (thường gang luyện
thép có %P <0,08%) là nguyên liệu luyện thép lý tưởng cho luyện thép, đặc biệt là
luyện thép lò thổi.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

17


Theo xu thế đó, đề tài :“Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý phốt pho (P) trong
gang lỏng” được lựa chọn đề xuất thực hiện với mục tiêu giải quyết, xử lý được vấn
đề làm tăng chất lượng của gang lỏng luyện thép, cụ thể là đưa được hàm lượng P
trong gang lỏng từ trên 0,12% xuống dưới mức 0,06%.
1.6. Cách tiếp cận – phương pháp nghiên cứu
Để tiến hành nghiên cứu đề
tài bước tiếp cận ban đầu của nhóm nghiên cứu đối
với đề tài chính là tiến hành khảo sát tình hình sản xuất gang – thép có sử dụng gang
lỏng trong luyện thép tại một số nhà máy như Gang thép Thái Nguyên, Hòa Phát,
Công ty cổ phần tập đoàn Đông Á…
Đồng thời với khả năng chuyên môn sẽ tiếp tục tiến hành nghiên cứu phương
pháp luận để tổng hợp kiến thức, áp dụng cơ sở lý thuyết vào đ
ánh giá và triển khai

thực nghiệm.
Dựa trên phương pháp tiếp cận đó, đề tài sẽ được tiến hành nghiên cứu với hai
phương pháp tiến hành song song như sau:
- Nghiên cứu lý thuyết, khảo sát thực tế, tổng hợp, đánh giá
- Nghiên cứu thực nghiệm: tiến hành tính toán cụ thể và tiến hành thực
nghiệm với đối tượng cụ thể.
1.7. Đối tượng - nội dung nghiên cứu
Đề tài nghiên c
ứu được tiến hành trên đối tượng cụ thể là gang lỏng có thành
phần Phốt pho từ 0,12 – 0,13%.
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài gồm có:
- Nghiên cứu lý thuyết: khảo sát thực tế, xây dựng phương pháp luận, tham
khảo các công trình nghiên cứu trước đó, đánh giá chung về khả năng thực
hiện mục tiêu để tài.
- Nghiên cứu thực nghiệm: xây dựng phương pháp tính toán, xác định quy
trình thực nghiệm, tiến hành th
ực nghiệm, kiểm tra, đánh giá kết quả và
tổng hợp, kết luận.
Với phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu tiến hành xử lý nhằm khử bỏ P trong
gang lỏng từ mức trên 0,12% xuống dưới mức 0,06%.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

18


PHẦN II. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
2.1. Khái quát về gang.
2.1.1. Định nghĩa.
Gang là hợp kim Fe-C với hàm lượng các bon lớn hơn 2,14%. Thực tế trong

gang luôn có các nguyên tố khác như: Si, Mn, P, S và một số nguyên tố khác như Cr,
Ni…. Gang thông dụng thường có chứa:
Bảng 2.1: Thành phần thông thường của gang.
Nguyên tố C Si Mn P S
Thành phần %
2,0÷4,0 0,4 ÷ 3,5 0,2÷1,5 0,04÷0,65 0,02÷0,15

Bảng 2.2. Các thuộc tính của gang.
TT Thuộc tính Gang
1 Hàm lượng C(%) >2,0
2 Nhiệt độ chảy(
0
C) 1100-1200
3 Tính rèn Kém
4 Tính hàn Kém
5 Tính nhiệt luyện Vừa
6 Tính đúc Tốt
7 Tính cơ lý Kém

2.1.2. Phân loại.
2.1.2.1. Theo tổ chức tế vi.
a. Gang xám.
Thành phần hóa học thường là C(2,8÷3,5 %), Si(1,5÷3 %), Mn(0,5÷0,8 %).Bề
mặt gãy của gang có màu xám, là đặc trưng của ferit và graphit tự do. Trong quá trình
đông đặc, do tốc độ tản nhiệt chậm trong khuôn đúc bằng cát, dẫn đến lượng graphít
hòa tan trong sắt lỏng có đủ thời gian để giải phóng thành các phiến nhỏ, có hình thù
tự do (thường là dạng tấm).Gang xám có tính đúc tốt và khả năng chống rung (tắt âm)
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

19


cao. Tuy vậy, gang xám giòn, khả năng chống uốn kém, không thể rèn được. Khi làm
nguội nhanh, gang bị biến trắng rất khó gia công cơ khí.
Do những đặc tính trên, người ta sử dụng gang xám nhiều trong ngành chế tạo
máy để đúc các băng, bệ máy lớn, có độ phức tạp cao, các chi tiết không cần chịu độ
uốn lớn, nhưng cần chịu lực nén tốt. Có những thiết bị, vật liệu gang xám được sử
dụ
ng đến >70% tổng trọng lượng. Các băng máy công cụ (tiện, phay, bào, ), thân
máy của động cơ đốt trong cũng được sản xuất từ gang xám.
Hình 2.1: Tổ chức tế vi của gang xám.
b. Gang cầu.
Còn được gọi là gang bền cao có graphit ở dạng cầu nhờ được biến tính bằng
các nguyên tố Mg, Ce và các nguyên tố đất hiếm. Gang cầu là loại gang có độ bền cao
nhất trong các loại gang do graphit ở dạng cầu tròn, bề ngoài cũng có màu xám tối
như gang xám. Nên khi nhìn bề ngoài không thể phân biệt hai loại gang này.
Gang cầu được sử dụng để sản xuất các chi tiết chịu lực lớn và chịu tải trọng va
đập, mài mòn như trục khuỷu, cam, bánh răng…

Hình 2.2: Tổ chức tế vi của gang cầu.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

20


c. Gang giun.
Gang giun là gang có graphit ở dạng giun – là dạng trung gian giữa graphit tấm
và graphit cầu (80÷100% là graphit dạng giun và 0÷20% graphit dạng cầu). Có thể

thực hiện các phương pháp sau để sản xuất gang giun:
- Biến tính gang lỏng bằng lượng chưa đủ để cầu hóa graphit nhờ các nguyên tố
Ce, các nguyên tố đất hiếm và Mg.
- Biến tính gang lỏng bằng phối hợp các nguyên tố cầu hóa graphit như Mg,
Ce và các nguyên tố đất hiếm với các nguyên tố khử cầu như Ti, Al. Để chố
ng khuynh
hướng tạo Xêmantit tự do khi đông rắn, gang lỏng cần được biến tính lần 2 bằng các
chất graphit hóa như FeSi, CaSi…
Cơ tính của gang do lượng graphit cầu và nền kim loại quyết định. Tăng
graphit cầu thì độ bền và độ dẻo của gang đều tăng lên. Gang giun ferit có độ dẻo khá
còn gang giun peclit có độ bền cao. Do các tính chất tốt của mình, gang giun được
dùng thay thế gang xám bền cao và gang cầu. Chúng được dùng nhiều cho các chi tiết
chịu lực, chị
u va đập nhiệt trong công nghiệp điêzen(nắp và blôc xilanh); các chi tiết
chịu mài mòn như secmăng, phanh tàu cao tốc; đặc biệt là các chi tiết chịu va đập
nhiệt như khuôn đúc thỏi thép, ống xả của ôtô,…
c. Gang trắng.
Gang trắng là gang có tổ chức lêđêburit ứng với giản đồ pha Fe – C. Tùy theo
thành phần của gang mà trong tổ chức của chúng có thể chứa peclit – ledeburit (gang
trắng trước cùng tinh), ledeburit(gang trắng cùng tinh) và ledeburit – xemantit I (gang
trắng sau cùng tinh). Gang trắng có độ cứng rấ
t cao và đạt tới 450 650 HB. Để tăng
tính chịu nhiệt, chịu mài mòn có va đập, gang trắng còn được hợp kim hóa bằng Cr,
Mo và Ni. Do cứng, gang trắng không thể gia công được. Gang trắng ít được sử dụng
mà chỉ để ủ ra gang dẻo, đúc các chi tiết chịu mài mòn như bi nghiền ximăng,…

Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

21





Hình 2.3: Tổ chức tế vi của gang trắng.
d. Gang dẻo.
Là loại gang trắng được ủ trong thời gian dài (đến vài ngày) ở nhiệt độ từ 850 ÷
1050
0
C để tạo thành một loại gang có tính dẻo cao. Đây là vật liệu có độ bền cao lại
kế thừa được những tính chất tốt vốn có của gang, thậm chí có thể thay thế cho thép
trong rất nhiều ứng dụng mà các loại gang khác không có.

Hình 2.4:Tổ chức tế vi của gang dẻo.






Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

22

2.1.2.2. Phân loại theo công dụng.
a. Gang đúc.
Bảng 2.3: Thành phần mác gang đúc theo TCVN 2361 – 90.

b. Gang luyện thép.
Bảng 2.4: Thành phần mác gang luyện thép TCVN 2361 – 78.

c. Gang đặc biệt.
Là các loại gang hợp kim, trong thành phần có thêm các nguyên tố hợp kim (
Cr, Ni, Al, …) nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng. Một số loại gang đặc biệt như là:
• Gang chịu ăn mòn : Là gang hợp kim cao. Có thể là gang xám hoặc gang cầu,
được hợp kim hóa bằng các nguyên tố: Si, Cr, Ni vượt quá một giá trị xác định,
chúng sẽ làm thay đổi điện thế điện cực của các pha và tạo ra một lớp màng
oxit có kh
ả năng chống ăn mòn cho chi tiết
• Gang chịu nhiệt : Gang được hợp kim hóa bằng cá nguyên tố Si, Cr, Al với
một hàm lượng xác định, đủ để tạo ra trên bề mặt gang một lớp oxit bền, sít
chặt làm cho gang không bị oxi hóa và trương nở tiếp theo.
Báo cáo đề tài cấp Bộ
2012

23


2.2. Khái quát về thép.
2.2.1. Định nghĩa.
Thép là hợp kim với thành phần chính là sắt (Fe),Cacbon (C) có hàm lượng C
nhỏ hơn 2,14% và một số nguyên tố khác như Mn, Si, P, S (theo giản đồ pha Fe-C)

2.2.2. Phân loại.
2.2.2.1. Theo thành phần hóa học.
a. Thép Cácbon.
Dùng rất phổ biến trong đời sống cũng như trong kỹ thuật, nó chiếm tỷ trọng
rất lớn (tới 80-90%) trong tổng sản lượng thép. Đơn cử giới thiệu phân loại thép các
bon về việc đánh giá chấ
t lượng các thành phần có hại như:
¾ Thép chất lượng bình thường : Thành phần thép chứa khoảng 0,06 % lưu
huỳnh(S) và 0,07 % photpho(P).
¾ Thép chất lượng tốt: Thành phần thép chứa 0,035 % S và 0,035 %P.
¾ Thép chất lượng cao: Thành phần thép chứa 0,025 % S và 0,025 % P.
¾ Thép chất lượng cao đặt biệt : Thành phần thép chứa 0,025 % P 0,015 % S.
b. Thép hợp kim.
Là loại thép mà người ta cố ý đưa thêm vào các nguyên tố hợp kim có lợi với
lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ
chức và cải thiện tính chất ( cơ, lý, hóa ) như : Ti ≥
0,10%; Cu ≥ 0,30%; W ≥ ( 0.1 ÷ 0,5%) Vàlà loại thép có chất lượng từ tốt nên chứa
ít và rất ít các tạp chất có hại.
2.2.2.2. Theo công dụng.
Phân loại thép theo công dụng bao gồm các loại sau:
¾ Thép kết cấu hợp kim : Có 2 loại là Thép xây dựng và Thép chế tạo máy.
¾ Thép dụng cụ hợp kim.
¾ Thép đặc biệt : Như Thép bền nhiệt, Thép bền ăn mòn, Thép điện.
2.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố đến thép và gang.
Đối với gang và thép, các nguyên tố C, Si, Mn, P, S là năm thành phần chính.
Ngoài ra còn có thêm các nguyên tố khác như Cr, Ni, Ti, W,V, … các nguyên tố này
thường được gọi là nguyên tố hợp kim. Đối với gang và thép P và S được xem là các
tạp chất làm giảm mạnh chất lượng của thép.