Phôi thép là gì? Quy trình sản xuất và các loại phôi thép hiện nay

Trong lĩnh vực luyện kim và xây dựng, thép luôn giữ vai trò quan trọng, là nền tảng cho sự phát triển công nghiệp và hạ tầng. Để có được những sản phẩm thép chất lượng như thép thanh, thép cuộn hay thép tấm, khâu sản xuất phôi thép chính là mắt xích không thể thiếu. Vậy phôi thép là gì, chúng được tạo ra theo quy trình nào và có những loại phôi thép phổ biến nào trên thị trường hiện nay? Bài viết này Tời neo Bảo Tuấn sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, quy trình sản xuất cũng như phân loại phôi thép, từ đó thấy được vai trò quan trọng của chúng trong thực tiễn.

Phôi thép là gì?

Phôi thép là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất các sản phẩm sắt thép. Sau khi khai thác, quặng được vận chuyển đến các tổ hợp sản xuất thép để bắt đầu quá trình sản xuất phôi thép. Quá trình sản xuất này sẽ trải qua tất cả các công đoạn: khai thác, luyện kim, cán thép và sản xuất thành phẩm sắt thép.

Các loại phôi thép hiện nay

Phôi thép trên thị trường được chia thành 3 loại: phôi thép vuông, phôi thép dẹt và phôi thép Bloom.

• Phôi thép vuông: Quy cách sản xuất của phôi thép vuông là 100×100, 125×125 và 150×150. Tùy theo nhu cầu sản xuất, chiều dài sản phẩm có thể từ 6 – 12m. Loại phôi thép này thường được sử dụng để sản xuất thép cán hoặc thép thanh dùng trong xây dựng.
• Phôi thép dẹt: Phôi thép dẹt có kích thước lớn hơn phôi thép vuông và có tiết diện hình chữ nhật. Loại phôi thép này được sử dụng để sản xuất thép tấm cán nóng hoặc thép cuộn cán nguội, v.v.
• Phôi thép Bloom: Loại phôi thép này khá giống với phôi thép thanh nhưng có kích thước lớn hơn nhiều. Phôi thép Bloom có ​​thể thay thế phôi thép vuông và thép dẹt trong sản xuất các loại thép xây dựng nói trên.

Quy trình sản xuất phôi thép

Quy trình sản xuất phôi thép trải qua nhiều công đoạn, từ khâu chuẩn bị nguyên liệu đến khi tạo thành phôi tiêu chuẩn. Cụ thể:

Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất phôi thép là quặng sắt, thép phế liệu và một số phụ gia luyện kim khác như đá vôi, than cốc.

Nguyên liệu được chọn lọc kỹ lưỡng nhằm đảm bảo thành phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Nung chảy và luyện kim

Quặng sắt hoặc thép phế liệu được đưa vào lò cao hoặc lò điện để nung chảy ở nhiệt độ cao.

Trong quá trình luyện, các tạp chất được loại bỏ, đồng thời bổ sung thêm hợp kim cần thiết để điều chỉnh thành phần hóa học của thép.

Đúc phôi thép

Sau khi luyện, thép lỏng sẽ được đưa qua công đoạn đúc.

Hiện nay, phổ biến nhất là công nghệ đúc liên tục: thép lỏng được rót vào khuôn đồng làm mát bằng nước, đông đặc dần và tạo thành phôi dài liên tục.

Ngoài ra, có thể dùng phương pháp đúc khuôn truyền thống, nhưng ít được áp dụng do năng suất thấp hơn.

Làm nguội và cắt phôi

Phôi thép sau khi ra khỏi máy đúc sẽ được làm nguội dần để đảm bảo cấu trúc tinh thể ổn định.

Tiếp đó, chúng được cắt theo chiều dài tiêu chuẩn (thường từ 6 – 12m) tùy theo loại phôi: phôi vuông, phôi dẹt hoặc phôi dài.

Kiểm tra chất lượng và lưu kho

Phôi thép thành phẩm được kiểm tra kích thước, thành phần hóa học và cơ tính để đảm bảo đạt tiêu chuẩn.

Sau khi đạt yêu cầu, phôi được bảo quản trong kho, chuẩn bị cho các công đoạn cán thép thành phẩm như thép thanh, thép cuộn hay thép tấm.

Ứng dụng của phôi thép trong công nghiệp

Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp

Thép thanh và thép cuộn: Phôi vuông được cán thành thép thanh vằn và thép cuộn trơn – hai loại thép phổ biến nhất trong xây dựng nhà ở, cầu đường, cao ốc, hạ tầng kỹ thuật. Chúng đóng vai trò là cốt thép trong bê tông, giúp gia tăng khả năng chịu lực, chống nứt vỡ.

Thép tấm và thép lá: Phôi dẹt được cán thành thép tấm cán nóng, cán nguội với nhiều kích thước khác nhau. Loại thép này được ứng dụng trong kết cấu khung nhà thép tiền chế, sàn công nghiệp, cầu cảng và các công trình có quy mô lớn.

Thép hình: Phôi dài (bloom) sau khi cán thành H-beam, I-beam, U, V được dùng trong xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp nặng, nơi đòi hỏi độ chịu lực cao và kết cấu chắc chắn.

Trong ngành cơ khí chế tạo

Phôi thép được rèn, cán hoặc gia công thành các chi tiết cơ khí quan trọng như trục máy, bánh răng, bulông, ốc vít, lò xo, dao cụ.

Trong ngành ô tô, phôi thép là nguyên liệu để chế tạo khung xe, trục khuỷu, càng xe.

Trong máy móc công nghiệp, thép từ phôi được ứng dụng để sản xuất thiết bị nâng hạ, máy nông nghiệp, máy công cụ, đáp ứng yêu cầu cao về độ bền và tính chịu lực.

Trong ngành công nghiệp nặng

Đóng tàu và cảng biển: Phôi dẹt được cán thành thép tấm có độ dày lớn, phục vụ cho việc đóng tàu, chế tạo container, boong tàu, khoang tàu.

Giao thông vận tải: Phôi dài là nguyên liệu để sản xuất ray tàu hỏa, dầm cầu, đảm bảo khả năng chịu tải nặng và tính ổn định lâu dài.

Năng lượng và hóa chất: Thép tấm từ phôi dẹt được dùng để sản xuất bồn chứa áp lực, đường ống dẫn dầu khí, thiết bị nhà máy điện, nồi hơi.

Trong lĩnh vực gia dụng và thương mại

Ngoài những ứng dụng lớn trong xây dựng và công nghiệp, phôi thép còn được chế biến thành nhiều sản phẩm gần gũi trong đời sống hàng ngày: dây thép, lưới thép, ống thép, kệ sắt, thiết bị nội thất.

Những sản phẩm này vừa mang lại tính tiện ích cao, vừa đảm bảo độ bền chắc, phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và thương mại.

Kết luận

Có thể thấy rằng, phôi thép chính là sản phẩm trung gian cốt lõi trong ngành luyện kim, quyết định đến chất lượng và tính ứng dụng của các sản phẩm thép thành phẩm. Từ quy trình sản xuất nghiêm ngặt cho đến việc phân loại thành phôi vuông, phôi dẹt hay phôi dài, mỗi loại phôi đều có những đặc trưng và ứng dụng riêng. Hiểu rõ về phôi thép không chỉ giúp các doanh nghiệp lựa chọn nguồn nguyên liệu phù hợp mà còn góp phần đảm bảo chất lượng cho các công trình xây dựng, công nghiệp và đời sống hàng ngày.