Thép cán nóng là gì? Quy trình cán thép nóng trải qua 5 bước

Thép cán nóng nghĩa tiếng Anh là hot rolled steel, thép cán nóng là thép được gia công tạo hình ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao hơn 926,67 độ C (cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của thép).

Khi nhiệt độ cao hơn ngưỡng 926,67 độ C, thép bị giảm độ cứng, mềm hơn, dẻo hơn. Đây là lúc thích hợp để thực hiện các gia công tạo hình cho thép.

Sản phẩm hoàn thành khi thép nguội về nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, khi nguội thì kích thước của thép thành phẩm bị co lại và hình dạng lúc nguội có thể hơi khác một chút so với khi tạo hình lúc còn nóng.

1,1 Ứng dụng thép cán nóng

• Thép cán nóng thường được dùng để chế tạo các loại thép không cần độ chính xác, yêu cầu về thiết kế quá cao.
• Một số loại thép cán nóng thông dụng: thép cuộn cán nóng, thép chữ I, thép chữ C, đường ray (ở nước ngoài), thép vằn, thép hình ống,… Được sử dụng trong các công trình xây dựng.
•  Thép được gia công khi còn nóng
• Các loại thép được chế tạo từ thép cán nóng không đòi hỏi phải có đội chính xác, chuẩn kích thước, hình dạng quá cao. Thép cán nóng cũng có giá thành rẻ hơn thép cán nguội.

1,2 Ưu điểm của thép cán nóng

• Dễ gia công, tạo hình hơn thép cán nguội. Tất nhiên là khi còn nóng, thép sẽ dẻo hơn thì sẽ dễ gia công hơn là thép nguội cứng rồi.
• Giá thành rẻ hơn thép cán nguội. Nguyên do khi thép nóng, dẻo gia công ít tốn sức, tốn lực. Không đòi hỏi những loại máy móc công suất quá lớn.
• Các loại thép thông dụng đều là thép cán nóng (thép chữ I, thép chữ C,…). Đây là các loại thép được sử dụng trong việc thi công nhà thép tiền chế.
• Nhược điểm của thép cán nóng
• Kích thước, số đo không chuẩn và đồng nhất lắm bởi quá trình đun nóng và làm nguội khi chế tạo thép.
• Bề mặt sần sùi, trông xấu. Thường cần phải gia công thêm (mài,…) để xử lý bề mặt.
• Bị biến dạng nhẹ do quá trình làm nguội.

Vật liệu xây dựng so sánh sự khách nhau giữa thép cán nóng và thép cán nguội để giúp các bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng của chúng. Trước tiên hãy tìm hiểu them về thép cán nguộn là gì?

2,1 Thép cán nguội là gì ?

Thép cán nguội tên tiếng Anh là cold rolled steel, Sở dĩ có tên cold rolled steel bởi nó sẽ đối lập với từ hot rolled steel – thép cán nóng. Dễ nhớ hơn. Hoăc cũng bởi vì nhiệt độ phòng ở phương Tây lạnh hơn ở Việt Nam nên thép nguội là thép lạnh.

Ngược với thép cán nóng, thép cán nguội được gia công khi thép ở nhiệt độ phòng.

Sau khi trải qua quá trình luyện kim, thép nóng sẽ không được gia công ngay mà để làm nguội. Khi thép trở về nhiệt độ phòng, lúc này việc gia công tạo hình mới diễn ra.

Việc gia công trên thép nguội đòi hỏi tăng 20% công suất đối với các loại máy gia công bào, phay, tiện,…

Các công đoạn gia công bao gồm xoay, nghiền, tán nguội, đánh bóng thép.

Quá trình xử lý nguội cho phép tạo ra được những hình dạng chính xác.

Ta sử dụng thép cán nguội khi khách hàng có nhiều yêu cầu về các loại thép có hình dạng khác nhau.

a), Ưu điểm của thép cán nguội

• Có độ chính xác cao do thép cán nguội được gia công tay. Không co rút nên không bị biến dạng.
• Bề mặt thép cán nguội sẽ nhẵn, láng bóng hơn thép cán nóng.
• Thép thanh cán nguội thẳng, đồng nhất, góc cạnh đạt chuẩn.
• Thép ô vuông sẽ đồng tâm hơn tại mọi tiết diện của thanh thép.

b), Nhược điểm của thép cán nguội

• Giá thành sẽ đắt hơn thép cán nóng rất nhiều.
•  Các loại thép cán nguội sẽ có ít mẫu hơn (các loại thép cán nguội: thép ống, thép tiết diện ô vuông,..).
• Trong quá trình gia công, thép có thể bị chấn động bên trong. Điều này có thể dẫn đến những có thể bị cong. Do đó, thép cán nguội cần được làm lỏng trước khi gia công như cắt, mài, hàn,…

c) Ứng dụng thép cán nguội

Vì được gia công lúc nguội và không bị biến dạng bởi quá trình co rút, thép cán nguội phù hợp với những loại thép cần độ chính xác cao.

• Trong xây dựng, thép cán nguội được dùng để chế tạo thép ống tròn đều, thép tiết diện hình vuông hoặc hình chữ nhật đồng tâm, thép góc đều cạnh, thép góc không đều cạnh,….

Thép cán nguội với ưu điểm nổi trội là độ sắc nét, chịu tải cao, đặc biệt phù hợp với những lĩnh vực/ngành nghề đòi hỏi khả năng chịu lực tốt, bề mặt hoàn thiện cao như:

• Chế tạo phụ tùng xe ô tô, máy bay, mô tô, xe máy
• Sản xuất đồ nội thất gia đình như tủ quần áo, giường ngủ, khung nhôm cửa kính…
• Công nghiệp nhẹ: giá đỡ, đèn, hộp…
• Cơ khí như các bộ phận máy móc, bu lông, bánh răng… và các bộ phận máy móc khác
• Sản xuất thiết bị gia dụng như bếp, tủ lạnh, máy giặt, máy sấy, lò nướng…
• Sản xuất tôn lợp mái, tôn cuộn, phôi tôn thép.

Tùy vào đặc điểm mỗi loại mà màu sắc, độ dày tôn cuộn mỏng, tôn cuộn dày và cách sử dụng cũng khác nhau.

Lưu ý, giá thép cán nguội sẽ cao hơn giá thép cán nóng.

1,2 Sự khác nhau giữa thép cán nóng và thép cán nguội

• Thép cán nóng là sản phẩm được tạo ra từ quá trình cán nóng ở nhiệt độ 1000 độ C, với nhiệt độ lớn như vậy sản phẩm dễ được cán và tạo hình như mong muốn. Thép cán nóng thường được sử dụng chủ yếu để chế tạo nên đường ray, chế tạo các loại Thép I, Thép U, Thép H, Thép V…
• Thép cán nguội là sản phẩm được hình thành từ quy trình cán nguội và nhiệt độ cán thường khác thấp và đôi khi nhiệt độ cán nguội có thể tương đương với nhiệt độ phòng.

Nguyên lý của quy trình cán nguội thép là không làm thay đổi cấu tạo vật chất thép mà chỉ biến đổi hình dáng của sản phẩm. Quá trình kiểm soát cán nguội phải diễn ra đúng chuẩn và phải kiểm soát một cách chặt chẽ, để không gây ra tình trạng sản phẩm bị đứt gãy hoặc nứt vỡ trong quá trình cán.

Để duy trì được nhiệt độ cán nguội thì quy trình vận hành cán nguội phải sử dụng dung dịch làm mát chuyên dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất và cán.

• Về thành phẩm: Hai quá trình này cho ra các thành phẩm với màu sắc bề mặt khác nhau. Màu thành phẩm cán nguội được mịn màng và màu xám (như tôn, thép lá). Sản phầm cán nóng có bề mặt thô xanh xám (như phôi, thép cuộn cán nóng )
• Về dung sai : Quá trình cán nóng thành vật liệu sẽ có dung sai nhiều hơn bởi vì trong quá trình thép thành phẩm đang nóng rồi tự nguội đi sẽ không kiểm soát được quá trình tự biến dạng.

Các sản phẩm thép cán nguội thường có giá thành cao hơn so với thép cán nóng. Tuy nhiên ưu điểm vượt trội của sản phẩm cán nguội so với cán nóng lại tốt hơn nhiều như: độ bền tốt hơn, bề mặt sản phẩm hoàn hảo hơn, ít sai số về kích thước dung sai, bề mặt sản phẩm có độ bóng cao và đẹp, dễ uốn và ít bị đứt gãy trong quá trình gia công.

Quy trình sản xuất thép cán nóng và thép cán nguội, quy trình sản xuất thép cán nóng có thể được mô tả ngắn gọn trong 2 bước sau:

• Từ quặng sắt người ta luyện thành thép nóng.
•  Khi thép còn nóng, người ta bắt đầu cán, gia công tạo hình thép mong muốn.

Chi tiết ra thì ta có các bước sau:

Bước 1 – Xử lý quặng sắt

Mọi thành phẩm đều xuất phát từ nguyên liệu. Những tấm thép láng bóng xuất xưởng đều bắt nguồn từ những viên đất, đá quặng thô ráp xù xì đen thui được khai thác từ lòng đất.

Quặng sắt trước khi được đưa vào lò luyện

Nguyên liệu đầu vào trong quy trình sản xuất thép ngoài quặng sắt ra còn bao gồm: quặng viên, than cốc, phế liệu thép.

Tất cả các nguyên liệu như trên thì sẽ được đưa vào lò nung để làm nóng chảy ra.

Nguyên liệu phải được đưa từ từ và phải đổ từ phần đỉnh của lò nung. Nhiệt độ của lò nung là 2000 độ C, lúc này quặng sắt bắt đầu nóng và chảy ra bên dưới lò. Ta được sắt thép nóng chảy.

Bước 2 – Xử lý thép, chế ra dòng loại thép mong muốn

Thép nóng chảy ở dưới lò lúc này chưa phải là thép thành phẩm mà là thép đen. Thép đen có chứa một số những nguyên tố hóa học như Cacbon – C, Lưu huỳnh – S, Silic – Si và một số các thành phần khác.

Thép nóng chảy sẽ được đưa vào lò hồ quang điện. Tại đây, thép được lọc tách những tạp chất không cần thiết và thêm các chất cần thiết để tạo nên loại thép mong muốn.

VD: Nếu muốn chế ra loại thép 09Mn2 (0,09% Cacbon cùng 2% Mangan) thì tại bước này, người ta sẽ điều chỉnh hàm lượng Cacbon và thêm Mangan vào.

Bước 3 – Đúc thành loại thép hình mong muốn

Sau khi đã chế ra được loại thép có thành phần mong muốn, tại bước này thép sẽ được đưa vào khuôn để đúc ra hình dạng mong muốn.

 Quá trình luyện thép

Đầu tiên thép lỏng sẽ được cho chảy ra khuôn để đúc thành phôi. Ta có 3 loại phôi sau:

• Phôi thanh (Steel Billet) có tiết diện 100mm x 100mm, 125mm x 125mm, 150mm x 150mm dài 6-9-12 (m). Phôi thanh thường dùng để cán hay kéo thép cuộn xây dựng và thép thành vằn.
• Phôi phiến (Steel Slab): Đây chính là loại phôi để cán ra thép cuộn cán nóng. Lúc đầu ta có một thanh phôi thép to như thế, sau đó phôi sẽ được đưa vào máy để cán ra cho đẹp.
• Phôi Bloom (Steel Bloom): Bán có thể tìm hiểu thêm tại đây!

Bước 4 – Gia công, cán tạo thành phẩm

• Cán bao gồm cán nóng và cán nguội.
•  Sau khi được đúc, phôi thép nóng sẽ được gia công, cán để tạo nên thép hình: như thép chữ I, thép chữ C, thép chữ U,… 
• Đối với thép cuộn cán nguội thì đầu tiên ta cần hạ nhiệt độ cuộn thép xuống nhiệt độ thích hợp và tiếp tục và cho qua dây chuyền tẩy rỉ trước khi đưa vào máy cán để cho ra thành phẩm.

Bước 5 – Làm mát thép cán nóng – Mạ kẽm thép cán nguội

Thép cán nóng thành phẩm sẽ được vệ sinh, làm mát.

Thép nguội (bao gồm thép cán nóng để nguội và thép cán nguội) sẽ được mạ kẽm chống rỉ sét bằng công nghệ NOF. Việc mạ kẽm sẽ bảo vệ thép. Thép trông sẽ đẹp và bắt mắt hơn.

Trên đây là những thông tin về thép cán nóng và thép cán nguội. Hy vọng thông qua bài viết này sẽ giúp cho các bạn có thêm nhiều thông tin hữu ích cho mình.

>> Các bạn xem thêm thép hộp