Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Thép cán là một trong những loại vật liệu chủ yếu của các ngành công nghiệp, có vai trò quyết định tới sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của mọi quốc gia Vì các sản[.]
LỜI NÓI ĐẦU Thép cán loại vật liệu chủ yếu ngành cơng nghiệp, có vai trị định tới nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố quốc gia Vì sản phẩm ngành cán thép ứng dụng hầu hết ngành công nghiệp mặt hàng dân dụng như: Công nghiệp chế tạo máy, ôtô, ngành đường sắt, xây dựng, kiến trúc Mặt khác, sản lượng thép chia cho bình quân đầu người tiêu quan trọng để đánh giá mức độ công nghiệp hố, đại hố đất nước Chính vậy, từ hồ bình lập lại, Đảng Chính phủ ta có chủ trương, sách đẩy nhanh q trình phát triển ngành thép nói chung ngành cán nói riêng Trong phương pháp gia cơng kim loại áp lực, phương pháp cán phương pháp gia cơng kim loại thơng dụng có truyền thống lâu đời có nhiều ưu điểm mà có phương pháp có Gần 3/4 thép luyện gia công phương pháp cán, sản phẩm thép cán với nhiều chủng loại khác hình dáng, kích thước chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngành công nhiệp khác Ngồi ra, cịn phương pháp gia cơng kim loại khơng phoi, quy trình cơng nghệ có khả tự động hố cao, tạo sản phẩm với suất chất lượng cao Do tính ưu việt phổ biến nên công nghệ cán thép hầu phát triển giới quan tâm đầu tư xây dựng Một số nước có sản xuất thép nói chung thép cán nói riêng có trình độ phát triển cao như: Mỹ, Nga, Đức, Italia, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc Ở nước ta, năm qua ngành cán thép có nhiều cố gắng khai thác, cải tạo mở rộng sở sản xuất cũ liên doanh với nước làm lực sản xuất sản lượng sản xuất hàng năm tăng với tốc độ nhanh, nhiên so với mức phát triển thấp Phát triển ngành cán thép để nâng cao khả cạnh tranh với khu vực giới yêu cầu khách quan, cấp bách có ý nghĩa chiến lược nước ta nói riêng quốc gia có mong muốn phát triển nói chung Các nhà máy thép nước ta đáp ứng nhu cầu thị trường loại sản phẩm thép hình thơng dụng dùng xây dựng, dân dụng Tuy nhiên, thị trường sản phẩm thép hình có tiết diện phức tạp sản phẩm thép đặc biệt nước ta bị bỏ ngỏ Vì vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất loại thép hình đơn giản nay, cần phải quan tâm đến phát triển sản xuất loại thép hình có tiết diện phức tạp, thép chất lượng cao, thép đặc biệt, phục vụ cho nhu cầu thị trường ngành công nghiệp ngày đa dạng chủng loại với hàm lượng chất xám sản phẩm ngày cao Trên nhu cầu thị trường thép cán Việt Nam dựa xu hướng phát triển đất nước, có chủ trương định hướng Đảng qua kỳ đại hội gần đây, điều sống nhà máy cán thép đủ khả cạnh tranh, đủ trình độ hội nhập với nước khu vực giới sau Việt Nam bãi bỏ biện pháp hạn chế số lượng phi thuế quan vào khoảng năm 2006 Sau thực tập công ty sản xuất thép Hịa Phát tơi môn Cơ học vật liệu & Cán Kim loại giao cho nhiệm vụ tốt nghiệp với đề tài : "Thiết kế xưởng cán thép hình liên tục với sản phẩm thép xây dựng với suất 250.000 tấn/năm với phần chuyên đề: Tự động hóa Mặc dù chủng loại có nhiều nhà máy nước ta sản xuất, nhà máy có trình độ cơng nghệ tiên tiến để sản xuất chủng loại đạt tiêu chất lượng tính tốt chưa nhiều Đây đề tài mang tính thực tiễn cao nhằm đáp ứng cho phát triển ngành thép đất nước tương lai Trong thời gian làm đồ án hướng dẫn, bảo tận tình TS Đặng Thị Hồng Huế nỗ lực thân tơi hồn thành nhiệm vụ thiết kế Nhưng thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong đóng góp ý kiến giúp đỡ thầy giáo bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày….tháng… năm 2016 Sinh viên Đinh Đức Trọng CHƯƠNG TỔNG QUAN NGÀNH THÉP Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan ngành thép Việt Nam: 1.1.1 Tầm quan trọng ngành: Sự đời kim loại thép góp phần lớn vào q trình phát triển lồi người Thép dần thay nguyên vật liệu đá, gỗ…bởi đặc tính vững dễ tạo hình Thép xuất ngày nhiều: cơng trình cầu đường, nhà xưởng, đóng tàu, phương tiện vận chuyển, sản phẩm phục vụ sinh hoạt… Nhận biết tầm quan trọng ngành thép, hầu hết quốc gia dành nhiều sách ưu đãi để phát triển ngành Thép coi nguyên vật liệu lõi cho ngành công nghiệp khác ngành công nghiệp trụ cột kinh tế q trình đại hóa đất nước 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển: Ngành thép Việt Nam thực phát triển khoảng 30 năm trở lại +) Ngành thép Việt Nam mạnh phát triển từ năm 60 kỷ XX với mẻ gang khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên +) Trước năm 1990, sản lượng trì mức thấp, khoảng 40,000 – 80,000 tấn/ năm Chủ yếu nhập +) Từ 1990 – 1995, ngành thép Việt Nam có bước phát triển vượt bậc, đánh dấu đời Tổng công ty thép Việt Nam năm 1990 Sản lượng thép năm 1995 đạt 450,000 +) Giai đoạn 1996 – 2000, ngành thép Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao nhiều dự án phát triển theo chiều sâu, sản lượng sản xuất đạt 1.57 triệu +) Hiện nay, lực lượng tham gia sản xuất gia công chế biến thép nước đa dạng, bao gồm nhiều thành phấn kinh tế, Tổng công ty thép Việt Nam sở quốc doanh thuộc ngành, địa phương khác cịn có liên doanh, công ty cổ phần, công ty 100% vốn nước ngồi cơng ty tư nhân Sản lượng thép năm 2012 đạt 9.1 triệu tấn/năm 1.1.3 Phân loại thép: Sản phẩm thép phân loại theo phương pháp chế tạo, có loại thép tấm, thép hình, thép ống + Thép hình: trịn, vng, dẹt, chữ nhật, U, I góc, thép đường ray… + Thép tấm: dày, mỏng, thép + Thép ống: Thép ống khơng hàn, thép ống hàn Hình 1.1 Sản lượng thụ Việt Nam năm thép tiêu qua 1.4 Thực trạng ngành thép Việt Nam: 4.1.1 Cung vượt xa cầu: Theo thống kê Hiệp hội Thép (VSA), ngành thép có khoảng 400 doanh nghiệp tham gia hoạt động sản xuất thép loại Cho tới nay, với lực sản xuất nhà máy nước, đáp ứng 100% nhu cầu thép thanh, thép cuộn 6- mm, thép hình cỡ nhỏ, 100% ống thép hàn, thép mạ kim loại, thép phủ mầu cuộn thép cán nguội để làm nguyên liệu cho nhà máy mạ kim loại phủ mầu có Việt Nam Tuy nhiên chủng loại thép khác thép cuộn cán nóng, thép hợp kim, thép chế tạo khí, thép cán nóng, thép cán nguội cịn phải nhập Năm 2012, Việt Nam nhập 7.6 triệu thép loại nguyên liệu thép Trái ngược với tình hình thiếu nguồn cung phải nhập thép dẹt Nguồn cung thép xây dựng nước vượt xa nhu cầu, năm dự kiến có nhà máy vào hoạt động (Thái Trung 500 nghìn tấn/năm, An Hưng Tường-Bình Dương 250 nghìn tấn/năm, Thép Miền Trung 250 nghìn tấn/năm, Thép Thái Bình Dương 250 nghìn tấn/năm, thép DANA Ý Đà Nẵng 250 nghìn tấn/năm) với tổng cơng suất 1.5 triệu nâng tổng công suất thép xây dựng lên 11 triệu nhu cầu tiêu thụ thép xây dựng khoảng triệu tấn/năm Hầu hết doanh nghiệp thép xây dựng hoạt động cầm chừng khoảng 40 – 60% công suất Hình 1.2 Cơng suất sản xuất thép Việt Nam qua năm (Nguồn: PNS tổng hợp) 4.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ thép tháng đầu năm 2016 Lượng thép xây dựng sản xuất tháng ước đạt 360,000 tấn, giảm 8.63% so với tháng trước tăng 17.73% so với kỳ năm ngoái tháng đầu năm, tổng sản lượng thép sản xuất đạt 2.254 triệu tấn, giảm 1.4% so với kỳ năm 2012 Lượng thép tiêu thụ tháng ước đạt 350,000 tấn, giảm 9.33% so với tháng trước tăng 17.57% so với kỳ năm tháng đầu năm đạt 2.256 triệu tấn, tăng 0.8% so với kỳ năm 2012 Lượng thép thành phẩm tồn kho tính đến cuối tháng khoảng 310,000 tấn, tăng 1.97% so với tháng trước giảm 11.58% so với kỳ năm trước; phôi chuẩn bị cho sản xuất tháng sau 450,000 tấn, giảm 10% so với kỳ năm trước Như tình hình ngành thép tháng đầu năm 2013 nhìn chung có diễn biến tốt so với kỳ năm 2015 Riêng tháng 6, tình hình sản xuất tiêu thụ chậm so với tháng Dự kiến tình hình sản xuất tiêu thụ thép quý trầm lắng giai đoạn trùng với mùa mưa phía Nam nên nhu cầu tiêu thụ thấp 4.1.3 Xuất thép Trong hoàn cảnh tiêu thụ thép thị trường nước sụt giảm, doanh nghiệp sản xuất hoạt động cầm chừng tồn kho cao nay, xuất thép coi giải pháp giúp doa nh ng hi ệ p vượt qua khó khăn, tái sản xuất Theo thống kê Bộ Công Thương, tháng đầu năm 2016, kim ngạch xuất thép sản phẩm từ thép đạt 1.36 tỷ USD, tăng 13% so với kỳ Xuất thép bắt đầu có tăng trưởng mạnh từ năm 2010 sản lượng thị trường xuất Điều chứng tỏ thép Việt Nam bước đầu chứng minh chất lượng thị trường chấp nhận Thị trường xuất thép mở rộng 20 nước vùng lãnh thổ, chủ yếu khu vực Đông Nam Á như: Campuchia, Indonesia, Philippines, Thái Lan, Malaysia Lào (chiếm khoảng 90% tổng lượng xuất khẩu) Hiện nay, đứng đầu danh sách doanh nghiệp xuất thép lớn Thép Posco, sau Tôn Hoa Sen, Hữu Liên Á Châu, Thép Pomina, Thép Miền Nam, Thép Hòa Phát… với lượng xuất chiếm từ 20-40% tổng doanh thu bán hàng DN Hình 1.3 Xuất thép Việt Nam qua năm 4.1.4 Biến động giá thép: Sáu tháng đầu năm, giá thép nước có biến động lớn Quý năm nay, giá thép giới xu hướng giảm giá, giá thép nước lại tăng giá mạnh Nguyên nhân nhiều doanh nghiệp kinh doanh thép cố tình găm hàng, đầu nên đẩy giá thép tăng cao Đến quý 2, giá thép giới tiếp tục giảm mạnh nên doanh nghiệp lại vội vàng đẩy hàng tồn khiến cho giá thép hạ xuống Dự báo, thị trường thép nước quý tiếp tục suy yếu nhu cầu tiêu thụ thép xây dựng giảm mùa mưa bão nên giá thép tiếp tục giảm Hình 1.4 Biến động giá thép tháng đầu năm 2016 (Nguồn: Thép Thái Nguyên) 4.1.5 Trình độ cơng nghệ Trình độ cơng nghệ ngành thép nội cịn mức thấp, quy mơ nhỏ nên tổn hao nhiều nguyên liệu lượng Hậu tính cạnh tranh sản phẩm thấp Trong vài năm trở lại đây, thị trường thép Việt Nam bùng nổ với tham gia ạt nhiều thành phần kinh tế Trình độ cơng nghệ ngành thép Việt Nam có phân chia rõ rệt Công nghệ sản xuất ngành thép nước ta chia làm nhóm Trong nhóm doanh nghiệp sử dụng công nghệ lạc hậu chiếm khoảng 30 - 40% sử dụng cơng nghệ mức trung bình Cịn lại nhóm sử dụng cơng nghệ đại giới Nhóm lạc hậu: Là nhà máy cán có quy mơ nhỏ, sử dụng thiết bị tự chế tạo nước Công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ khiến chất lượng sản phẩm thấp, tiêu hao vật tư lượng cao, ảnh hưởng môi trường lớn giá thành sản phẩm khơng có sức cạnh tranh thị trường Nhóm trung bình: Là nhà máy cũ Công ty Gang thép Thái Nguyên, Công ty Thép Miền Nam, Công ty Thép Đà Nẵng, liên doanh Vinausteel, Natsteelvina, Tây Đô công ty thép Hải Phịng, Thái Ngun, Nam Đơ… Nhóm nhà máy đại: Là nhà máy liên doanh Posco, Vinakyoei, Thép Việt Hàn VSP, nhà máy xây dựng Hòa Phát, Việt-Ý, Pomina, Thép Phú Mỹ, Thép Phú Mỹ, cán Lưu Xá 1.2 Tổng quan ngành thép giới: Năm 2012, theo hiệp hội Thép Thế giới (WSA), (đại diện cho khoảng 170 nhà sản xuất thép), tổng sản lượng phôi thép giới đạt 1,510 triệu tăng 1,35% so với năm 2011 Hiện Trung quốc quốc gia sản xuất phôi thép nhiều giới chiếm 47% thị phần, tiếp đến Nhật chiếm 7%, Mỹ chiếm 6%, Nga chiếm 5%, Hàn Quốc chiếm 5% Top 15 công ty thép hàng đầu chiếm 1/3 thị phần thép giới bao gồm Mittal, Arcelor, Severstal, Corus, Baosteel, Posco, JFE, Nippon, Riva, Nucor, ThyssenKrupp, US steel, Evraz, Gardau, Tangshan tháng đầu 2016, sản lượng thép thơ tồn giới đạt 656.3 triệu tăng 1.5% so với kỳ năm 2012 Riêng Sản lượng thép thơ tồn cầu tháng 5/2016 đạt 136.3 triệu tấn, tăng 2.6% so với kỳ năm ngoái tăng 3,2% so với tháng trước Trong tháng 5/2016, sản lượng thép thơ châu Á đạt 91 triệu tấn, tăng 5,7% so với tháng năm ngoái Trung Quốc nước sản xuất lớn với 67 triệu tấn, tăng 7,3% so với tháng năm ngối Trong đó, sản lượng thép thô sản xuất EU đạt 14,7 triệu tấn, giảm 4,7% so với tháng năm ngoái Đức nước sản xuất lớn với 3,65 triệu tấn, giảm 1,5% so với tháng năm ngoái Thị trường thép giới dần phục hồi, giá thép cuộn cán nóng niêm yết sàn New York giảm mạnh từ 655 USD/tấn giá thép đầu năm 2016 xuống 578 USD/tấn Đến gần cuối tháng 5, giá thép dần hồi phục trở lại, giá thép cuộn cán nóng 25/05/2016 mức 617 USD/tấn tín hiệu lạc quan từ kinh tế giới, giá nhà bán Trung Quốc Mỹ tăng mạnh tháng đầu năm Tuy nhiên nhiều khả giá thép giới tháng giảm Tập đoàn sản xuất thép hàng đầu Trung Quốc lớn thứ giới Baoshan Iron & Steel (Baosteel) vừa thông báo hạ giá đơn đặt hàng tháng nhu cầu tiêu thụ chậm lại Cụ thể, giá thép cuộn cán nóng giảm 200 nhân dân tệ tương đương 32,61 USD/tấn, giá thép cuộn cán nguội giảm tương đương 200 nhân dân tệ/tấn Thép cuộn cán nóng thường dùng sản xuất công nghiệp, thép cuộn cán nguội sử dụng chủ yếu ô tô thiết bị tiêu dùng nội địa Những điều chỉnh giá thép Baosteel thường làm tham chiếu cho toàn ngành thép Trung Quốc Sự cắt giảm giá liên tục lần làm gia tăng lo ngại nhu cầu tiêu thụ thép Trung Quốc khó phục hồi Hình 1.5 Giá thép cuộn nóng niêm yết sàn New York (USD/tấn) CHƯƠNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CÁN THÉP HÌNH 2.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất: 2.1.1 Xác định nhiệt độ cán Mục đích nung phơi trước cán là: Tăng tính dẻo, giảm trở kháng biến dạng Vì vậy, lực cán giảm, giảm tiêu hao điện, tăng tuổi thọ máy cán tăng suất Thông qua việc nung mà thành phần hóa học phơi đồng đều, tăng lượng ép chất lượng sản phẩm tốt Vì lẽ mà việc nung phơi trước cán công việc vô quan trọng tồn qui trình cơng nghệ cán Mong muốn làm nung phôi đạt tới nhiệt độ cao thích hợp vừa tốn nhiên liệu nung lại vừa dễ gia công Việc xác định nhiệt độ nung thép cho loại khác khâu định đến suất chất lượng sản phẩm cán : + Nhiệt độ nung cao phơi bị cháy bị q nhiệt.v.v + Nhiệt độ nung q thấp khơng đảm bảo an toàn cho thiết bị cán trục cán bị gãy vỡ khớp nối … mặt khác lượng làm biến dạng kim loại tăng lên nhiều + Nhiệt độ nung không đồng dẫn đến vật cán bị cong vênh, vặn theo chiều dày gây phế phẩm Để xác định nhiệt độ nung nhiệt độ cán kim loại người ta xây dựng giản đồ vùng nhiệt độ nung, nhiệt độ cán thép theo hàm lượng cácbon thép sở giản đồ trạng thái Fe – C Theo hình 2.4 trang 67 (I), ta xác định nhiệt độ cán thép CT.3( 0,18%C ) : Tch = 1430, 0C Tnung = 1200 1260, 0C Tcán = 1150 1200, 0C Tk/thúc cán = 890 920, 0C 2.1.2 Quy trình sản xuất Cầu trục chuyển nhóm phơi vào sàn phôi Từng phôi chuyển lên bàn lăn nạp, sau đố chỉnh đưa vào lò nung bàn lăn để nung phơi Phơi nạp từ phần lị để đảm bảo nhiệt độ nung phôi Phôi xếp vào lị thành hai hàng phơi dài mét hàng phôi dài 12 mét Khi phôi nung đến nhiệt độ cần thiết chúng đưa bàn lăn bên lị bàn lăn ngồi lị chuyển tới giá cán thơ Một bàn chứa phơi phế (khi có cố phôi không đạt yêu cầu) với chế tự động Khi có cố phơi khơng đạt u cầu phơi sau lị khơng vào giá cán mà đưa sàn từ bàn điều khiển trung tâm để xử lý lại phơi Phía sau nhóm cán thơ trang bị máy cắt bay để cắt đầu đuôi làm tăng hiệu cán vào cán trung tinh cắt băm phơi có cố để tránh tình trang phơi bị kẹt lại giá Ở phần nhóm cán trung, tinh có bố trí xen giá bàn tạo trùng nhằm tạo q trình cán trùng, khơng chập (khơng bố trí giá cán thơ bàn tạo chùng vật cán có kích thước lớn nên không cần thiết) Trước vào Block vật cán đựợc máy đẩy tiếp đẩy tới máy cắt xoay để cắt đầu đuôi trước cán Block tốc độ cao Tốc độ lớn máy cán tinh khoảng 15m/s Block 80m/s Trong trường hợp có cố, máy cắt bay đặt trước khu vực có cố cắt thép bị cố tránh thép bị kẹt dây chuyền Thiết bị thu hồi thép vụn trang bị bên cạnh máy cắt bay để thu hồi đầu mẩu thép vụn chuyển cầu trục Thép vằn thép dây khỏi máy cán tinh block chuyển đến dây chuyền làm nguội nhanh để làm nguội Sẽ thực công nghệ làm nguội nhanh bề mặt ram lõi thép vằn, nghĩa sau làm nguội nhanh nhiệt độ bề mặt thép vằn làm nguội nhanh xuống khoảng tạo thành cấu trúc Mactenxit Khi khỏi thiết bị làm nguội nhiệt độ lõi thoát để tạo cấu trúc Mactenxit bề mặt thanh, bề mặt cấu trúc Mactenxit ram lõi cấu trúc ferit mịn peclit Cấu trúc có tính học tốt Việc làm nguội nhanh sản phẩm thép dây cách giảm nhiệt độ để hạn chế oxy hóa bề mặt cung cấp cấu trúc, nhiệt độ thích hợp cho việc làm nguội vịng dây bước Cả thép trơn thép hình không cần làm nguội nước Thép vằn, thép trơn không cần làm nguội nước chuyển đến máy cắt bay cắt phân đoạn lắp trước sàn nguội cắt thành đoạn thích hợp cho sàn nguội Sau cắt phân đoạn, thép bàn lăn thiết bị nâng – phanh chuyển đến sàn nguội kiểu di động 10 ... công ty sản xuất thép Hịa Phát tơi mơn Cơ học vật liệu & Cán Kim loại giao cho nhiệm vụ tốt nghiệp với đề tài : "Thiết kế xưởng cán thép hình liên tục với sản phẩm thép xây dựng với suất 250.000. .. có loại thép tấm, thép hình, thép ống + Thép hình: trịn, vng, dẹt, chữ nhật, U, I góc, thép đường ray… + Thép tấm: dày, mỏng, thép + Thép ống: Thép ống không hàn, thép ống hàn Hình 1.1 Sản lượng... loại thép khác thép cuộn cán nóng, thép hợp kim, thép chế tạo khí, thép cán nóng, thép cán nguội cịn phải nhập Năm 2012, Việt Nam nhập 7.6 triệu thép loại nguyên liệu thép Trái ngược với tình hình