Công nghệ sản xuất thép

QUY TRÌNH CÔNG
NGHỆ SẢN XUẤT
THÉP

1


CÔNG NGHệ SảN XUấT THéP
Đây là quy trình sản xuất của Nhà máy thép Hàn Việt thuộc Cụm Công
nghiệp Quất Động, huyện Thờng Tín, Hà Nội, bên cạnh tuyến giao thông chính là
Quốc lộ 1A ở phía Nam thành phố Hà Nội. Vị trí này cách ga xe lửa Thờng Tín
2km, cách cảng sông Hồng 2,5km, cách Hà Nội 20km.
1. Quy mô sản xuất
Sau khi dự án đi vào hoạt động, công suất dự kiến của nhà máy đợc thể hiện
trong bảng sau:
Dự kiến công suất của nhà máy
Sản phẩm

Sản lợng
(tấn/năm)

Hiệu suất cán
(%)

Năng suất thực
tế thực hiện

Số giờ
sản xuất

Phôi thép vuông

180.000

80

0,85

2300

Phôi thép dẹt

70.000

80

0,85

970

Thép hình các loại 250.000

80

0,85

2700

500.000

80

0,85

5970

(Nguồn: Dự án đầu t xây dựng công trình công ty cổ phần thép Hàn Việt)
Năm thứ nhất đạt 75%, công suất thiết kế: 135.000 tấn phôi thép vuông,
52.500 tấn phôi thép dẹt, 187.500 tấn thép hình các loại.
Năm thứ hai đạt 90%, công suất thiết kế: 162.000 tấn phôi thép vuông,
63.000 tấn phôi thép dẹt, 277.780 tấn thép hình các loại.
Năm thứ ba đạt 100%, công suất thiết kế: 180.000 tấn phôi thép vuông,
70.000 tấn phôi thép dẹt, 250.000 tấn thép hình các loại.
Chơng trình sản phẩm theo công suất thiết kế đợc phân bổ theo chủng loại
kích thớc sản phẩm nh bảng sau:

2


Phơng án sản phẩm
Tên sản phẩm

Kích cỡ (mm)

Tỷ lệ (%)

Sản lợng năm
(tấn)

Phôi đúc lò trung tần

80 x 80 100 x 120

10

50.000

Phôi thép vuông

130 200

30

150.000

Phôi thép dẹt

150x200-180x240

10

50.000

Thép chữ U

U 120 U 200

20

100.000

Thép chữ I

I1 120 I 200

20

100.000

Thép chữ V

V 120 V 200

10

50.000

100

500.000

Cộng

(Nguồn: Dự án đầu t xây dựng công trình công ty cổ phần thép Hàn Việt)
2. Công nghệ sản xuất
Trong quy trình sản xuất các sản phẩm về thép với yêu cầu kỹ thuật cao, công
nghệ là một vấn đề then chốt. Lựa chọn đúng giải pháp công nghệ không chỉ đảm
bảo chất lợng của thiết bị mà còn cả hiệu suất thực tế của nhà máy.Trong dự án này,
mục tiêu đặt ra là sản xuất số lợng lớn các loại phôi thép và thép hình, hệ thống đó
cơ bản đợc định hình và đợc thiết kế sao cho có thể sản xuất hàng loạt sản phẩm
thiết kế trớc. Tất nhiên trong quá trình sản xuất thì việc khắc phục nhợc điểm của hệ

thống sản xuất và cải tiến chất lợng sản phẩm, hiệu quả kinh tế cũng cần đợc quan
tâm.
2.1.

Quy trình công nghệ đúc phôi lò trung tần

Sơ đồ công nghệ đúc phôi lò trung tần

3


Thép phế liệu

Phân loại thép phế liệu

Nạp phế liệu vào lò

Nấu chảy

Pha chế hoá chất

Rót kim loại vào khuôn

Chờ nguội

Dỡ khuôn

Làm sạch sản phẩm

Cân phân loại

Kiểm tra, nhập kho
Sơ đồ công nghệ đúc phôi lò trung tần
4


* Mô tả lu trình công nghệ đúc phôi lò trung tần:
Thép phế liệu sau khi đã đợc tập kết tại kho đợc phân loại ra từng chủng loại
riêng biệt nh kim loại màu, kim loại đen, gang, các chi tiết máy Các loại phế liệu
có kích thớc lớn đợc cắt thành phần nhỏ có kích thớc phù hợp sao cho đủ đa vào lò
nấu luyện. Các loại thép phế vụ hoặc các tấm kim loại mỏng đợc cho vào máy ép
thuỷ lực ép thành từng bánh có kích thớc thích hợp. Thép phế liệu sau khi đã đợc
phân loại xong đợc tập kết trên các sàn thao tác của lò luyện đợc công nhân cho vào
lò với tỷ lệ phù hợp đối với từng loại mác thép yêu cầu. Tại đây thép đ ợc nấu chảy
bởi nhiệt độ của dòng điện cảm ứng bố trí chạy xung quanh thân lò. Khi thép đã đợc nấu chảy ngời công nhân vận hành tiến hành pha chế các loại hoá chất để xử lý
mác thép và làm tăng chất lợng của nớc thép nh hợp kim Feromangan, hợp kim silic
và các chất tạo xỉ nh CaCO3 .
Khi nớc thép đạt đến nhiệt độ 1600 oC, 1650 oC thì tiến hành rót kim loại vào
các khuôn đã đợc kê sẵn ở bãi kê khuôn bố trí gần khu vực lò trung tần. Mỗi lần rót
có thể rót đợc từ 5 đến 7 phôi tuỳ theo kích thớc từng gầu trung gian và trọng lợng
phôi đúc.
Sau khi phôi trong lò đã nguội thì tiến hành dỡ khuôn, làm sạch sản phẩm,
cắt hết bavia, kiểm tra, cân phân loại và tiến hành nhập kho.
2.2.

Quy trình công nghệ đúc phôi lò hồ quang

Sơ đồ quy trình công nghệ đúc phôi lò hồ quang

5

Tập kết nguyên vật liệu

Phân loại nguyên liệu

50% thép phế, 30% gang, 20% xỉ cán

Nạp phé liệu vào lò luyện thô

Nấu chảy
Chuyển nước thép sang lò trung gian

Tinh luyện

Chuyển nước thép sang máy đúc

Đúc phôi
Cắt phân đoạn

Sàn làm nguội

Kiểm tra, nhập kho
Sơ đồ công nghệ đúc phôi lò hồ quang
6


Mô tả lu trình công nghệ đúc phôi lò hồ quang:
Thép phế liệu sau khi đã đợc tập kết tại kho đợc phân loại ra từng chủng loại
riêng biệt nh kim loại màu, kim loại đen, gang, các chi tiết máy Các loại phế liệu

có kích thớc lớn đợc cắt thành phần nhỏ có kích thớc phù hợp sao cho đủ đa vào lò
nấu luyện. Các loại thép phế vụ hoặc các tấm kim loại mỏng đợc cho vào máy ép
thuỷ lực ép thành từng bánh có kích thớc thích hợp. Thép phế liệu sau khi đã đợc
phân loại xong đợc công nhân nạp vào lò luyện thô với tỷ lệ50% thép phế liệu, 30%
gang và 20% xỉ cán. Tại đây thép đợc nấu chảy bởi nhiệt độ của dòng hồ quang
phóng từ 3 thỏi than điện cực vào trực tiếp nguyên vật liệu. Khi thép đã đợc nấu
chảy hoàn toàn bên lò luyện thô thì đợc chuyển đến lò luyện tinh bằng hệ thống cầu
trục 70 tấn để luyện mác thép bằng. Tại đây thành phần tạp chất và các nguyên tố
có hại đến chất lợng thép đợc loại bỏ bằng các phản ứng hoá học, các nguyên tố cần
thiết trong nớc thép đợc điều chỉnh sao cho đủ tỉ lệ cho phép theo tiêu chuẩn. Thành
phần hoá học của nớc thép đợc kiểm tra chính xác bằng máy phân tích quang phổ.
Khi nớc thép đạt mác thép yêu cầu, nhiệt độ đạt 16000C đến 16500C thì đợc
chuyển đến máy đúc liên tục 3 dòng. Nớc thép cho vào nồi rót trung gian và rót vào
các lỗ khoan đúc đã đợc bố trí sẵn theo kích thớc loại sản phẩm đúc. Nớc thép đi
qua khuôn đúc, qua hệ thống kết tinh bằng máy kéo có bán kính kéo R=9m. Khi ra
khỏi hộp kết tịnh phôi thép đã ở trạng thái rắn. Phôi thép đợc nắn thẳng bằng máy
nắn thuỷ lực, sau đó đợc cắt phân đoạn theo độ dài xác định tuỳ theo từng loại trọng
lợng và chủng loại sản phẩm của nhà máy cán. Phôi đợc cắt phân đoạn theo đờng
con lăn vào trớc máy đẩy phôi lò nung. Nếu sản phẩm đúc không trùng với sản
phẩm cán thì đợc cẩu tập kết về kho chứa sản phẩm đợc bố trí cạnh sàn nguội của
máy đúc.
2.3.


Quy trình công nghệ dây truyền cán thép:
Sơ đồ công nghệ dây truyền cán thép

7

8


Chuẩn bị phôi

Nạp phôi vào lò

Cán thô

Nung phôi
12000C-12500C

Cán trung gian

Cán tinh

Nắn thẳng

Làm nguội

Cắt phân đoạn

Kiểm tra, đóng bó

Cân, nhập kho
thành phẩm

Sơ đồ quy trình công nghệ dây chuyền cán thép

Mô tả lu trình công nghệ cán thép:

Phôi thép sau khi đúc tại nhà máy đúc phôi liên tục đợc cắt tự động theo
chiều dài phù hợp với từng chủng loại sản phẩm và theo kích thớc thiết kế của lò
nung. Sau đó phôi đợc vận chuyển theo đờng con lăn vào trớc lò nung và đợc đẩy
vào lò nung bằng máy đẩy thuỷ lực. Nhiên liệu sử dụng để đốt lò khí than. Công
suất lò 31 tấn/giờ đối với phôi thép nạp nguội. Sau khi nung đến 1.200 0C-1250)C
phôi thép đợc đẩy qua cửa nhỏ ở hông lò qua sàn con lăn dẫn đến giá máy cán thô 3
trục.
Trớc và sau giá cán thô 3 trục có bố trí sàn con lăn 2 tầng. Sau 7 lần cán qua
giá thô, phôi thép đợc chuyển đến giá cán trung gian bằng sàn con lăn. Sau 3 lần
cán tại giá cán trung gian phôi thép đợc chuyển sang giá cán tinh bằng sàng con
9


lăn. Tốc độ lớn nhất của thép tại giá cán tinh là 6m/s. Qua cán tinh sản phẩm đợc
chuyển qua sàn làm nguội. Tại đây, sản phẩm đợc làm nguội bằng hệ thống phun nớc. Sau khi sản phẩm đợc làm nguội, chúng đợc chuyển đến máy nắn bằng đờng
con lăn. Sau khi nắn thẳng, sản phẩm đợc cắt phân đoạn bằng máy ca nguội tự động
đã đợc bố trí theo đúng các kích thớc quy chuẩn. Khẩu độ giữa các máy ca này có
thể thay đổi đợc khi cần thiết phải thay đổi kích thớc cho phù hợp với yêu cầu của
khách hàng hoặc khi thay đổi sản phẩm. Sản phẩm sau khi đã đợc chia cắt phân
đoạn đợc chuyển đến máy đóng bó tự động, ghi nhãn mác, qua kiểm tra chất lợng
sau đó mới tiến hành cho nhập kho. Đối với những chủng loại sản phẩm mà phải
qua khâu hoàn thiện bằng biện pháp gia công cơ khí, sau khi đợc nắn thẳng sẽ đợc
chuyển đến bộ phận gia công hoàn thiện xong, sau đó mới tiến hành các bớc tơng tự
nh các chủng loại sản phẩm khác.
3. Thiết bị, máy móc và các hạng mục công trình
3.1. Thiết bị, máy móc của nhà máy
a. Thiết bị đúc phôi lò trung tần:
Thiết bị chính gồm:
- 10 bộ lò trung tần công suất 1,5 tấn/mẻ/lò, kích thớc sàn thao tác cho một
lò 10 x10m, khối lợng 5 tấn thiết bị/lò, vật liệu xây lò đợc nhập từ Trung Quốc, 2

quạt gió có lu lợng là 4.000m3/h, áp suất cột nớc 200mm, công suất động cơ 14 kw,
n=2950v/phút, động cơ quay lò rót nớc thép có công suất 8,5 kw.
- 5 bộ lò trung tần công suất 3 tấn/mẻ/lò, kích thớc sàn thao tác cho một lò
12 x10m, khối lợng 10 tấn thiết bị/lò, vật liệu xây lò đợc nhập từ Trung Quốc, 2
quạt gió có lu lợng là 5.000m3/h, áp suất cột nớc 300 mm, công suất động cơ
18,5kw, n=2950v/phút.
- 10 trạm biến thế công suất 1000KVA/trạm
- 5 trạm biến thế công suất 2.500 KVA/trạm


Thiết bị phụ trợ gồm:
- 2 cầu trục 5 tấn, Q=5 tấn, L=18m, H=8m;
10


- 2 cầu trục 2 tấn, Q=2 tấn, L=18m, H=8m;
- 2 cầu trục 10 tấn, Q=10 tấn, L=16m, H=8m;
- 4 cầu trục 3,2 tấn, Q=3,2 tấn, L=16m, H=8m;
- 1 bể nớc tuần hoàn 1.500 m3, hệ thống bơm nớc, hệ thống làm mát.
b. Thiết bị đúc phôi lò hồ quang:


Thiết bị chính gồm:
- 2 lò hồ quang công suất 30 tấn/mẻ/lò, khối lợng 20 tấn thiết bị/1 lò, 3 thỏi

than điện cực có đờng kính 400 mm, vật liệu xây lò đợc nhập từ Trung Quốc. Hệ
thống đóng mở lò đợc điều khiển bằng hệ thống tự động, bộ phận nạp liệu đợc phân
bổ và điều chỉnh chính xác bằng hệ thống đo lờng tự động;
- 1 lò tinh luyện công suất 40 tấn/mẻ/lò, khối lợng 25 tấn thiết bị/1 lò, vật
liệu xây lò đợc nhập từ Trung Quốc. Hệ thống đóng mở cửa lò đựơc điều khiển

bằng hệ thống tự động, bộ phận nạp liệu và cung cấp hoá chất để luyện mác thép đợc phân bổ và điều chỉnh chính xác bằng hệ thống đo lờng tự động, bộ phận nạp
liệu và cung cấp hoá chất để luyện mác thép đợc phân bố và điều chỉnh chính xác
bằng hệ thống đo lờng tự động;
- 1 máy đúc phôi liên tục 3 dòng, khối lợng thiết bị 100 tấn, nồi nớc thép
trung gian chứa đợc 25 tấn thép. Một máy cắt phân đoạn phôi tự động có thể cắt đợc
phôi thép có độ dài bất kỳ, 1 máy kéo phôi có bán kính kéo R = 9m, 1 máy nắn
phôi thuỷ lực, 1 sàn con lăn dẫn phôi, chiều dài 20 m, kích thớc con lăn 220
x1000mm, 1 sàn nguội kích thớc 6 x 15 m;
- 2 trạm biến thế công suất 22.000 KVA/trạm;
- 1 trạm biến thế công suất 8.000 KVA/trạm;
- 1 trạm biến thế công suất 1.000 KVA/trạm;
- Hệ thống hút bụi có diện tích xây dựng 2.000m2;
- 1 nhà máy sản xuất oxy hoá lỏng có diện tích xây dựng 5.000m 2.
11


 ThiÕt bÞ phô trî gåm:
- 2 cÇu trôc 100 tÊn, Q = 100 tÊn, L = 24m, H=27m;
- 2 cÇu trôc 20 tÊn, Q = 20 tÊn, L = 24m, H=27m;
- 6 cÇu trôc 25 t©n, Q = 25 tÊn, L = 18m, H=12m;
- 3 nåi rãt níc thÐp dù phßng 40 tÊn/nåi.
- 1 bÓ níc tuÇn hoµn 2.500 m3, hÖ thèng b¬m níc, hÖ thèng lµm m¸t.

12


c. Thiết bị cán
Thiết bị chính gồm:
- 1 động cơ máy cán thô công suất 3.000KW;
- 1 động cơ máy cán trung gian công suất 3.000KW;

- 1 động cơ máy cán tinh công suất 2.000KW;
- 3 hộp truyền lực 800, khối lợng 25 tấn/hộp, kích thớc bao ngoài 4.000 x
2.500 x 3.000 mm;
- 3 hộp giảm tốc A 2.500, i = 6,5, khối lợng hộp giảm tốc 20 tấn, kích thớc
bao ngoài 4.500 x 1.500 x 2.500 mm, modun bánh răng hộp giảm tốc m 30;
- 1 trạm biến thế công suất 12.000 KVA;
- 1 máy nắn thép đồng bộ bằng thuỷ lực 800. Công suất động cơ chính 80
KW, n = 950v/phút, 8 cặp bánh nắn, đờng kính 800 mm, kích thớc bao ngoài
8.000x4.000x2.000mm. Hộp giảm tốc A = 1.200, i = 4,3. Modun bánh răng hộp
giảm tốc m15;
- 1 lò nung phôi liên tục công suất 31 tấn/giờ, kích thớc lòng lò 5,5x36 m,
phôi đợc nung 2 mặt, nhiên liệu cấp cho lò nung phôi là khí than, phôi di chuyển
trong lò bằng hệ thống thanh răng, 2 quạt gió cho lò nung Q = 10.000m 3/h/quạt,
công suất động cơ quạt gió 25kw/cái, áp suất cột nớc H = 800 mm;
- 3 lò sinh khí than nóng = 3.0 m để cung cấp năng lợng cho lò nung phôi,
khối lợng 40 tấn thiết bị/lò, than sử dụng cho lò là than tuyển Vàng Danh cỡ hạt 3550 mm, 6 quạt gió cho lò nung Q = 8.000m 3/h/quạt, công suất động cơ quạt gió
22kw/cái, áp suất cột nớc H = 600mm, 6 máy bơm nớc mềm lu lợng 15m3/h/máy,
công suất động cơ 3,5 kw/cái, chiều cao đẩy của bơm H = 20m. Than đợc cấp vào
lò nung bằng hệ thống nạp liệu tự động. Các thông số kỹ thuật của lò khí than đ ợc
hiển thị bằng hệ thống đồng hồ điện tử;
- 6 máy bơm đóng bó sản phẩm tự động, kích thớc bao ngoài 6.000x2.000
x1.200mm, khối lợng 8 tấn thiết bị/máy;
13


- 10 máy cắt phân đoạn sản phẩm bằng thuỷ lực, đờng kính lỡi cắt
1.200mm, tốc độ quay của lỡi cắt 2.950v/phút, tốc độ cắt 200mm/s. Công suất động
cơ chính 8,5kw, hành trình cắt 300mm;
- 3 giá cán thép 800, khối lợng 10 tấn/giá, kích thớc 2.200x3.200x2.500 mm,
trục cán có kích thớc = 800x2.800mm. Chiều dài trục truyền lực L2.200 mm,

khớp nối hoa mai bằng gang xám 15x32, kích thớc 680x500mm. Động cơ nâng
hạ trục cán dới công suất 2,2kw, điều khiển nâng hạ trục bằng cơ cấu trục vít - đai
vít. Điều khiển nâng hạ trục trên bằng hệ thống trục vít bánh vít.
- 1 máy đẩy phôi thuỷ lực, lực đẩy 50 tấn, công suất động cơ chính 40 kw,
hành trình đẩy phôi là 1.000mm, khối lợng thiết bị 5 tấn;
- 1 máy tống phôi lực đẩy 1.500 kg, công suất động cơ chính 4,5kw, hành
trình tống phôi là 6.000mm, khối lợng thiết bị 3,5 tấn;
- 1 sàn làm nguội sản phẩm kích thớc 15 x 48m;
- 1 sàn con lăn dẫn phôi từ máy cán thô sang máy cán trung gian, kích thớc
35 x 18m, kích thớc con lăn 300 x 1.800mm;
- 1 sàn con lăn từ máy cán tinh đến sàn nguội, kích thớc 45x0,8m, kích thớc
con lăn 300x800mm.
3.2. Thiết bị phụ trợ:
- 1 cầu trục 5 tấn, Q = 5 tấn, L = 24m, H = 12m;
- 2 cầu trục 25 tấn, Q = 25 tấn, L = 24m, H = 12m;
- 2 cầu trục 10 tấn ,Q = 5 tấn, L = 24m, H = 12m;
- 1 bể nớc tuần hoàn 1.000m3, hệ thống bơm nớc, hệ thống làm mát.
4.

Nhu cầu về nguyên liệu, nhiên liệu phục vụ cho sản
xuất

Nhà máy đúc phôi
- Nguyên liệu
14


Tổng khối lợng nguyên liệu đầu vào: 270.000 tấn/năm.
Trong đó:
o Thép phế liệu chiếm 50% tơng ứng 135.000 tấn/năm

o Gang chiếm

30% tơng ứng 81.000 tấn/năm

o Xỉ cán chiếm

20% tơng ứng 54.000 tấn/năm

- Nhiên liệu
Năng lợng cung cấp cho quá trình sản xuất của nhà máy đúc phôi là năng lợng điện.
Nhà máy cán
- Nguyên liệu
Nguyên liệu cung cấp cho nhà máy cán là sản phẩm của nhà máy đúc phôi
liên tục 250.000 tấn/năm trong đó bao gồm:
o Phôi thép vuông: 130 x 130 đến 250 x 250 mm;
o Phôi thép dẹt:

150 x 200 đến 180 x 240 mm.

- Nhiên liệu
Nhiên liệu cung cấp nhiệt năng cho lò nung phôi thép của nhà máy cán là
than đá, cỡ hạt 35 50 mm. Tổng mức tiêu thụ than đá 37.500 tấn/năm.
5. Nhu cầu và nguồn cung cấp điện, nớc cho sản xuất
Nhà máy sử dụng nguồn điện lới quốc gia 110KV với tổng công suất 84.000 KVA.
Nhà máy sử dụng nguồn nớc ngầm, 2 giếng khoan công suất 15m3/h. Tổng lu lợng nớc sử dụng: 500 m3/ngày đêm. Nớc ngầm sau khi qua hệ thống xử lý của
Công ty cổ phần thép Hàn Việt đợc cung cấp cho mục đích sinh hoạt và sản xuất
của toàn công ty:
- Nớc cho nhu cầu sản xuất: 400 m3/ngày đêm;
- Nớc cho nhu cầu sinh hoạt: 50 m3/ngày đêm;
15

- Nớc tới cho cây, rửa đờng: 10 m3/ngày đêm;
- Nớc cứu hoả: 1.500 m3 (dự trữ chữa cháy trong 3 giờ);
- Nớc dự phòng rò rỉ: 5% lợng nớc cấp.

16