NatSteelVina với 3 cải tiến mang tính đột phá

NatSteelVina với 3 cải tiến mang tính đột phá
Tháng Năm 15, 2021 Chức năng bình luận bị tắt ở NatSteelVina với 3 cải tiến mang tính đột phá Tin doanh nghiệp Nguyễn Mạnh Lực

Là một trong những công ty liên doanh đầu tiên trong ngành sản xuất thép, NatSteelVina-Thép Việt Sing trong quá trình chuyển mình vươn lên đã có những sáng kiến cải tiến mang tính đột phá giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh. Sau đây bài viết sẽ lần lượt đề cập đến 3 cải tiến nổi bật ấy.

Phần I: NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CÁN NÂNG MÁC – CÔNG NGHỆ QUENCHING TRONG SẢN XUẤT THÉP XÂY DỰNG

Công nghệ Quenching trong sản xuất thép xây dựng:

Sản phẩm thép được sản xuất trên dây chuyền công nghệ cán thép hiện đại kết hợp với quy trình tôi thép-quenching (Quenching & Tempering Bar – QTB).

Mục đích, ý nghĩa của công nghệ QTB là để cải thiện đặc tính kỹ thuật của thép (thép thanh vằn), thậm chí khi sử dụng phôi thép cán đầu vào có thành phần hóa học, % C thấp. Bằng việc áp dụng quy trình QTB đối với thép có hàm lượng cacbon thấp, sẽ cho sản phẩm cuối cùng có đặc tính kỹ thuật thậm chí cao hơn các loại thép vi hợp kim (như từ thép CT51, SD295 ra thép SD390; CB400; CB500…)

Quá trình QTB là quá trình tôi bề mặt và tự ram, được thực hiện trực tiếp từ nhiệt độ của chính thép cán, bao gồm ba giai đoạn được mô tả qua các biểu đồ Hình 1.

Tôi bề mặt – Tự ram – Làm mát cuối cùng

Hình 1. Biểu đồ biến đổi nhiệt độ đối với quá trình QTB

a) Giai đoạn đầu tiên (giai đoạn Tôi bề mặt): Lưu lượng nước phù hợp áp dụng cho các thép khi chúng rời khỏi giá cán cuối cùng. Thiết bị làm nguội bằng nước hiệu suất cao được sử dụng trong giai đoạn này phải đủ để tôi bề mặt của thanh thép, nhanh hơn tốc độ làm nguội tới hạn đối với quá trình mactenxit hóa, nhằm đạt được một lớp mactenxit thô ở bề mặt thép. Nước làm nguội ở đây được để trong một hộp nước thích hợp, được đặt tại đầu ra của giá cán tinh cuối cùng. Nhiệt độ trong lõi thép phải được duy trì ở trong phạm vi nhiệt độ austenite nhằm đạt được sự chuyển hóa theo trình tự ferritic-pearlitic (trong giai đoạn 2 và 3), do đó mà tạo ra sản phẩm cuối cùng có tính dẻo cao và đáp ứng được các yêu cầu kiểm tra độ uốn theo các tiêu chuẩn của quốc tế.

b) Giai đoạn thứ 2 (giai đoạn Tự ram): Thanh thép sẽ đi ra khỏi hệ thống QTB và sau đó được làm nguội tự nhiên bằng không khí. Nhiệt nóng từ bên trong lõi của thép gia nhiệt (nung nóng) lại lớp bề mặt đã tôi bằng dẫn nhiệt và mactenxit được hình thành trong giai đoạn thứ nhất là sự tự ram, nó đảm bảo độ dẻo phù hợp trong khi đó vẫn duy trì được thanh thép có độ bền cao.

c) Giai đoạn thứ 3 (giai đoạn Làm nguội cuối cùng): Xảy ra khi thanh thép đã chuyển tới sàn nguội và nó gồm một sự biến đổi đẳng nhiệt của lớp austenite không chuyển đổi ở bên trong thép. Kết quả của sự chuyển đổi này là tồn tại trong thanh thép một hỗn hợp: hỗn hợp của cả (ferit + peclit) hoặc là hỗn hợp của cả (ferit + peclit + bainit), chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học, đường kính của thanh thép, nhiệt độ kết thúc cán, hiệu suất và khoảng thời gian của quá trình làm nguội và khoảng thời gian làm nguội ở giai đoạn thứ nhất.

Hơn nữa, quy trình quenching – QTB cho chúng ta một số lợi ích sau:

– Giới hạn chảy đạt yêu cầu theo các tiêu chuẩn quốc tế và tránh được rủi ro khi tiến hành gia công nguội;

– Độ giãn dài và độ bền kéo tốt làm tối ưu độ bền uốn;

– Tính hàn được cải thiện nhờ vào thành phần các nguyên tố hợp kim rất thấp;

 – Sự đồng đều về đặc tính cơ học cao trong khoảng thời gian hoạt động và có tính đàn hồi tốt;

 – Ít vảy xỉ trên thanh thép là nhờ vào sự tuân thủ các tiến trình sản xuất theo tiêu chuẩn và là yêu cầu mong muốn của sản phẩm.

Hình 2. Công nghệ cán thép thanh sử dụng quá trình QTB

Thực tế, nhu cầu thép cường độ cao CB400, CB500 cho xây dựng ngày một tăng cao nhưng nguồn phôi thép cho nó ngày một khó khăn và giá thành cao khó cạnh tranh khi các nhà sản xuất hạn chế mặt hàng này. Hơn nữa, dây chuyền NatSteelVina với không gian chật hẹp và thiết kế không có hệ thống cán nâng mác – QTB. Trước hàng loạt những vấn đề đối mặt trên, Phòng sản xuất đã quyết tâm nghiên cứu thiết kế, lắp đặt thành công hệ thống và xây dựng quy trình cán nâng mác – QTB.

          Thiết kế. lắp đặt và cải tạo các thiết bị của QTB:

          Hộp nước làm mát: Quá trình tôi trong hộp nước diễn ra nhanh và phối hợp nhiều yếu tố. Hệ số truyền nhiệt giữa bề mặt của thép và nước làm nguội là một trong những yếu tố hết sức quan trọng của quá trình QTB. Nó là một hàm số của nhiệt độ bề mặt, sự thiết kế thiết bị làm nguội, áp suất nước làm nguội, lưu lượng dòng chảy và nhiệt độ. Hộp nước được cấu tạo bởi một số bộ đầu phun nước làm nguội (cooler). Bộ đầu phun nước làm nguội được thiết kế giống như mỏ phun.

Hình 3. Hộp nước làm mát

Hệ thống nước làm mát: Là yếu tố rất quan trọng liên quan đến áp lực, lưu lượng và nhiệt độ nước làm mát. Phòng đã thiết kế chia ra 2 khu vực : Khu vực bơm công nghệ cấp nối tiếp cho trạm tăng áp của QTB. Mỗi khu vực hòa các bơm có cùng đặc tính trong đó có 1 bơm biến tần là chủ đạo điều khiển tự động các bơm còn lại đáp ứng áp lực nước theo yêu cầu. Quá trình tự động hóa hệ thống này được cài đặt tại buồng điều khiển trung tâm P3 rất thuận lợi cho giám sát hệ thống và chỉnh định thông số.

Hình 4. Sơ đồ điều khiển trạm bơm tăng áp
Hình 5. Sơ đồ trạm bơm công nghệ

Để đạt được chất lượng nước đáp ứng cho QTB, Phòng cũng đã triển khai cải tạo trạm xử lý nước thải bằng những giải pháp tối ưu và công nghệ mới như :

Lắp đặt hệ thống sục khí cho các Tháp lọc: giúp đánh tan các cặn bẩn đóng tảng mà quá trình rửa ngược trước đó không hiệu quả. Giúp các tháp lọc luôn trong điều kiện làm việc hiệu quả, giảm tiêu hao điện bơm do giảm áp lực lọc và tăng thời gian phải thay vật liệu lọc lên sau 3 năm thay vì hàng năm như trước, giảm chi phí sản xuất.

Cải tạo các tháp lọc với hệ thống sục khí

Cải tạo thay thế vật liệu cho các Tháp giải nhiệt: vật liệu trước đó là PVC với thời gian làm việc ngắn phải thay thế định kỳ 3 năm và bám cặn bẩn rất nhiều, làm giảm quá trình trao đổi nhiệt được thay bằng vật liệu Composite (FRP) với khả năng chịu nhiệt tốt hơn, không bám cáu bẩn và thiết kế kiểu Splash Bar tạo dòng chảy rối và bắn tóe giúp cho quá trình trao đổi và giải nhiệt tốt hơn (nhiệt độ trước đó qua Tháp chỉ giảm được từ 5-7 độ đã nâng lên 10-12 độ C), giảm điện năng tiêu thụ cho quạt làm mát và tuổi thọ của vật liệu kéo dài hơn 10 năm.  

Cải tạo hệ thống giá treo
Tháp giải nhiệt sau cải tạo đang hoạt động hiệu quả

Hệ thống được đưa vào vận hành từ cuối năm 2016 đã đưa lại những hiệu quả to lớn cho hoạt động SXKD. Chủ động trong nguồn hàng cho thị trường với nhu cầu thép cừờng độ cao (CB400. CB500…) ngày càng lớn; không phải phụ thuộc vào các nguồn phôi mác cao khó khăn như SD390 giá cao và rất ít nhà sản xuất có hàng. Với sản lượng thép cán do áp dụng hệ thống Quenching-QTB  cho tới nay đã cấp ra thị trường hơn 216.000 tấn thép sản phẩm các loại CB400, CB500. Tính tương đối chỉ chênh lệch giá phôi đã làm lợi giá trị khá lớn.

Hình 6. Sản phẩm NSV sau QTB được Phòng KCS của NatSteel cho kết quả tốt

Trên đây là trình bày sơ bộ sáng kiến cải tạo hệ thống Quenchinh-QTB đã mang lại hiệu quả rất ấn tượng, đóng góp vào sự thành công và phát triển của Thép Việt-Sing. Với tinh thần ấy, Phòng Sản xuất vẫn tiếp tục phát huy sức sáng tạo và không ngừng phấn đấu để góp phần xây dựng Công ty ngày một lớn mạnh.

(Còn nữa)

                                                                         Giang Lê