1. Giai đoạn xử lý nguyên liệu – Nền tảng chất lượng thép
Giai đoạn đầu tiên trong sản xuất thép là xử lý nguyên liệu – bước nền tảng định hình toàn bộ đặc tính vật lý và hóa học của thép thành phẩm.
Các nguyên liệu chính bao gồm:
• Quặng sắt – thành phần chính cung cấp nguyên tố Fe.
• Than cốc – giúp khử oxy trong quặng sắt và sinh nhiệt cao.
• Đá vôi và phụ gia – dùng để loại bỏ tạp chất, trung hòa axit và kiểm soát tỷ lệ hóa học.
Toàn bộ nguyên liệu này được đưa vào lò cao, nơi nhiệt độ lên tới 2000°C. Quá trình phản ứng sinh ra sắt lỏng (pig iron) và tách bỏ phần lớn tạp chất không mong muốn. Việc kiểm soát kỹ càng ở giai đoạn này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến:
• Độ bền kéo, độ dẻo dai và khả năng chịu va đập của thép.
• Khả năng chống ăn mòn, chống oxy hóa trong điều kiện môi trường khác nhau.
• Tính đồng đều và ổn định khi gia công cơ khí về sau.
Đây là lý do vì sao giai đoạn xử lý nguyên liệu được xem là trái tim của dây chuyền sản xuất thép hiện đại.
2. Nấu luyện và đúc – Biến đổi thành thép lỏng và định hình
Giai đoạn này là nơi tạo ra sự khác biệt về tính chất của từng loại thép.
Sắt thô sau khi tinh luyện sẽ được đưa vào lò luyện thép – có thể là lò điện hồ quang hoặc lò thổi oxy – để chuyển hóa thành thép lỏng.
• Các nguyên tố hợp kim như carbon, mangan, niken, crôm… được bổ sung theo tỷ lệ kỹ thuật tùy thuộc vào mục đích sử dụng của thép.
• Nhiệt độ và môi trường trong lò được kiểm soát nghiêm ngặt để tránh phát sinh tạp chất mới.
• Sau khi đạt độ thuần cần thiết, thép lỏng được rót vào khuôn để tạo thành phôi – gồm phôi vuông, phôi dẹt hoặc phôi tròn – phục vụ cho các công đoạn tiếp theo.
Giai đoạn đúc không chỉ giúp định hình sản phẩm ban đầu mà còn ảnh hưởng đến khả năng gia công và đặc tính cơ học của thép về sau như độ cứng, độ chịu lực và khả năng biến dạng.
3. Cán – Kiểm định – Chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế
Đây là giai đoạn cuối cùng đưa sản phẩm từ phôi thép thành các hình dạng ứng dụng thực tế.
Khi phôi thép nguội đến nhiệt độ thích hợp, chúng sẽ được đưa vào dây chuyền cán nóng hoặc cán nguội để tạo ra các sản phẩm cuối cùng như:
• Thép cuộn, thép tấm, thép hình (I, H, U, V), thép ống và thép hộp.
• Kích thước, độ dày, độ giãn dài, độ cứng đều được kiểm tra và hiệu chỉnh trong quá trình cán.
• Các bước xử lý bề mặt như tẩy gỉ, mạ kẽm nhúng nóng, sơn phủ epoxy giúp tăng tuổi thọ và khả năng chống oxy hóa cho thép.
Sau cùng, các sản phẩm được đóng gói theo chuẩn và dán nhãn truy xuất nguồn gốc. Mỗi công đoạn đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như:
• JIS – tiêu chuẩn Nhật Bản
• ASTM – tiêu chuẩn Hoa Kỳ
• EN – tiêu chuẩn châu Âu
• TCVN – tiêu chuẩn Việt Nam
Việc tuân thủ các quy chuẩn này không chỉ giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn là chìa khóa để thép Việt vươn ra thị trường quốc tế.
