Trên cơ sở trực trạng nhà máy cán thép vinafo hãy đưa ra giải pháp cải tiến trong điều kiện cho phép để giam bớt lao động thủ công nâng cao chất lượng sản phẩm tăng sản lượng cải thiện môi trường lao động

Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Thép cán loại vật liệu chủ yếu ngành công nghiệp, có vai trò định tới nghiệp công nghiệp hoá, đại hoá quốc gia Vì sản phẩm ngành cán thép đợc ứng dụng hầu hết ngành công nghiệp mặt hàng dân dụng nh: Công nghiệp chế tạo máy, ôtô, ngành đờng sắt, xây dựng, kiến trúc Mặt khác, sản lợng thép chia cho bình quân đầu ngời tiêu quan trọng để đánh giá mức độ công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc Chính mà từ hoà bình lập lại, Đảng Chính phủ đà có chủ trơng, sách đẩy nhanh trình phát triển ngành thép nói chung ngành cán nói riêng Trong phơng pháp gia công kim loại áp lực, phơng pháp cán phơng pháp gia công kim loại thông dụng có truyền thống lâu đời có nhiều u điểm mà có phơng pháp có đợc Gần 3/4 thép luyện đợc gia công phơng pháp cán, sản phẩm thép cán với nhiều chủng loại khác hình dáng, kích thớc chất lợng để đáp ứng đợc nhu cầu ngành công nhiệp khác Do tính u việt phổ biến nh nên công nghệ cán thép đợc hầu hết nớc phát triển giới quan tâm đầu t xây dựng Một số nớc có sản xuất thép nói chung thép cán nói riêng có trình độ phát triển cao nh: Mỹ, Nga, Đức, Italia, Pháp, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc nớc ta, gần ngành cán thép đà có nhng bớc phát triển dáng kểc, cải tạo mở rộng sở sản xuất cũ liên doanh với nớc làm lực sản xuất sản lợng sản xuất hàng năm tăng với tốc độ nhanh, nhiên so với mức phát triển so với nớc khu vựcvà giới thấp Phát triển ngành cán thép để nâng cao khả cạnh tranh với khu vực giới , Các nhà máy thép nớc ta đà cho đời nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng đợc phần nhu cầu thị trừơng loại sản phẩm thép hình thông dụng dùng xây dựng, dân dụng Tuy nhiên, thị trờng sản phẩm thép hình có tiết diện phức tạp sản phẩm thép đặc biệt nớc ta hầu nh bị bỏ ngỏ Vì vậy, bên cạnh việc phát triển sản xuất loại thép hình đơn giản nh nay, cần phải quan tâm đến phát triển sản xuất loại thép hình có tiết diện phức tạp, thép chất lợng cao, thép đặc biệt, phục vụ cho nhu cầu thị trờng ngành công nghiệp ngày đa dạng chủng loại với hàm lợng chất xám sản phẩm ngày cao Trên nhu cầu thị trờng thép cán Việt Nam nh dựa xu hớng phát triển đất nớc, có chủ trơng định hớng Đảng qua kỳ đại hội gần đây, điều sống nhà máy cán thép đủ khả cạnh tranh, đủ trình độ hội nhập với nớc khu vực giới sau Việt Nam bÃi bỏ biện pháp hạn chế số lợng phi thuế quan vào khoảng năm 2006 Sau thực tập công ty sản xuất thép VINAFCO tham quan nhà máy khác nh HPS, Hoà Phát đà đợc môn Cơ học biến dạng&Cán Kim loại giao cho nhiệm vụ tốt nghiệp với đề tài : " Trên sở trực trạng nhà máy cán thép VINAFOhÃy đa giải pháp cải tiến điều kiện cho phép để giam bớt lao động thủ công,nâng cao chất lợng sản phẩm , tăng sản lợng cải thiện môi trờng lao động '' Mặc dù chủng loại đà có nhiều nhà máy nớc ta sản xuất, nhng nhà máy có trình độ công nghệ tiên tiến để sản xuất chủng loại đạt tiêu chất lợng tính tốt nói Đây đề nguyễn quang hng 1gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp tài mang tính thực tiễn cao nhằm đáp ứng cho phát triển ngành thép đất nớc tơng lai Trong thời gian làm đồ án đợc hớng dẫn, bảo tận tình thầy giáo ThS Nguyễn Ngọc Giao nỗ lực thân ®· hoµn thµnh nhiƯm vơ thiÕt kÕ Nhng thiÕu kinh nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong đợc đóng góp ý giúp đỡ thầy giáo bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Sinh viên Nguyễn QuangHng phần i Chơng I Tổng quan phát triển ngành thép I Tình hình sản xuất thép Việt Nam Trớc năm 1960 ngành cán thép Việt Nam coi nh Các loại thép hầu nh đợc nhập từ Pháp ( trớc năm 1954 ) Liên Xô, Trung Quốc nớc Đông Âu ( từ năm sau năm 1954 ) Kế hoạch năm năm lần thứ ( 1960-1965 ), nhà nớc đà đầu t xây dựng khu gang thép Thái Nguyên dới giúp đỡ Trung Quốc nhng chiến tranh nên công xây dựng dở dang Năm 1975, nhà máy luyện cán thép Gia Sàng ( thuộc khu liên hiệp gang thép Thái Nguyên ) vào hoạt động với suất 50.000 tấn/năm (nay 100.000 tấn/năm ) - nhà máy cán thép có miền Bắc nhờ viện trợ Đức ( Cộng hoà dân chủ Đức cũ ) Miền nam đợc giải phóng, ta tiếp nhận thêm vài nhà máy cán thép hình cỡ nhỏ nh: Vicasa, Vikimco, ( suất khoảng 50.000 tấn/năm ) Đến năm 1978 nhà máy cán thép Lu Xá - Thái Nguyên có nguyễn quang hng 2gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp suất 120.000 tấn/nămđợc vào hoạt động Từ sau công đổi Đảng ta đề xớng lÃnh đạo đợc vào thực ngành cán thép đà có bớc phát triển mạnh mẽ, xí nghiệp cán thép t nhân, liên doanh với nớc 100% vốn nớc đà hình thành từ Bắc đến Nam Tính đến năm 2000 nớc đà xản xuất đợc 2.000.000 thép cán để phục vụ cho nhu cầu nớc tham gia xuất Các nhà máy cán thép Việt nam đà chế tạo đợc máy cán hình cỡ lớn nh máy cán hình 650, cỡ vừa nhỏ nh máy cán hình 450, 350, 250, v v Ngoài họ có khả thiết kế khu liên hợp gang thép quy mô vừa nhỏ có suất từ 13 vạn tấn/năm Các chuyên gia cán thép ngời Việt Nam đà có đủ lực đảm nhiệm chức vụ quan trọng, giải đợc cố, vấn đề công nghệ phức tạp ngày đợc ngời coi trọng Sau tình hình sản xuất thép số nhà máy cán thép ba miền Bắc, Trung, Nam từ sau thống đất nớc năm 1975 trở lại A Khu vực phía Nam: Nhà máy cán thép Biên Hoà: Ngay từ lúc tiếp nhận ( giải phóng ) phân xởng có dây chuyền cán thép dây bán liên tục mau Đài Loan lớn lúc Sau nhiều năm sản xuất với việc cải tạo sửa chữa dây chuyền đà đạt sản lợng cao so với thiết kế 50.000 ( tấn/năm ) Sản phẩm nhà máy chủ yếu thép tròn 12 24 thép dây 8, 9, 10 Nhà máy cán thép Nhà Bè: Khi nhà máy đợc tiếp quản lúc giải phóng miền Nam năm 1975 nhà máy có dây chuyền cán thép tròn góc nhỏ bố trí ngang, mua Đài Loan Hầu hết công đoạn dây chuyền hoạt động bình thờng, nhiên vận hành máy hầu hết thủ công, công nghệ lạc hậu Năm 1995 nhà máy đầu t thêm dây chuyền cán thép bán liện tục Đài Loan với công suất thiết kế đật 120.000 ( tấn/năm ) Sản phẩm chủ yếu công ty thép dây thép tròn 12 24 Nhà máy cán thép Thủ Đức: Cũng đợc tiếp nhận giải phóng, lúc nhà máy có dây chuyền cán thép bố trí ngang mua Đài Loan, công suất thiết kế đạt 40.000 ( tấn/năm ) Sản phẩm chủ yếu nhà máy thép tròn 10 22, dây chuyền sản xuất bình thêng nhng vËn hµnh ngun quang hng 3gvhd:Th.s Ngun Ngäc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp thủ công, công nghệ lạc hậu Năm 1994 nhà máy đợc đầu t thêm dây chuyền bán liên tục công suất thiết kế đạt 120.000 ( tấn/năm ) Năm 1996 nhà máy lắp đặt thêm tổ cán thép dây 8, 10 nối liền sau máy cán thép để đa dạng hoá sản phẩm nâng cao tính cạnh tranh thị trờng Nhà máy cán thép Tân Thuận: Tên trớc nhà máy phân xởng " Hợp kim sắt Nhà Bè " chuyên sản xuất hợp kim sắt đất đèn mà chủ yếu Ferro silic Năm 1995 nhà máy đa vào hoạt động dây chuyền cán bán liện tục 30.000 ( tấn/năm ), sản phẩm thép dây 8, 10 C«ng ty thÐp MiỊn Nam tù thiÕt kÕ chế tạo B Khu vực miền Trung: Phân xởng cán thép nhà máy thép CT Đà Nẵng: Năm 1993 bắt đầu vào sản xuất với dây chuyền máy cán bố trí ngang hai hàng sản phẩm chủ yếu phân xởng thép tròn trơn thép vằn kích thớc 10 24 Đến năm 1997 dây chuyền đợc cải tạo, nâng công suất lên 40.000 ( tấn/năm ) sản phẩm chủ yếu nhà máy thép Nhà máy cán thép miền Trung ( Công ty Kim Khí tổng hợp miền Trung ): Đây dây chuyền cán bán liên tục công suất 30.000 ( tấn/năm ) công ty GTTN thiết kế chế tạo Sản phẩm công ty loại thép tròn từ 10 24 thép góc C Khu vực miền Bắc: Nhà máy luyện cán thép Gia Sàng ( Công ty Gang thép Thái Nguyên ): Năm 1975 nhà máy bắt đầu vào hoạt động với công suất thiết kế ban đầu là: - Thép thỏi: 65.000 ( tấn/năm ) - Thép cán: 50.000 ( tấn/năm ) - Thép kéo dây: 50.000 ( tấn/năm ) Sau năm ( năm 1978 ) nhà máy đà vợt công suất thép cán theo thiết kế đạt sản lợng 50.485 ( ) Những năm nhà máy sản xuất với phơng thức đa dạng hoá sản phẩm từ thép tròn dạng cuộn, thép tròn trơn ë d¹ng tõ 9  40, thÐp v»n 10  30, thÐp dĐt 205 ( mm ),thÐp vu«ng 2020  6060 ( mm ), thÐp gãc 2525  5050 ( mm ) nguyÔn quang hng 4gvhd:Th.s NguyÔn Ngäc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp Năm 1994 nhà máy đợc đầu t cải tạo mặt với thiết bị bổ sung đợc mua từ Trung Quốc nên công suất đợc nâng lên 100.000 ( tấn/năm ) Năm 1996 để mở rộng nhà máy đầu t bổ sung thêm tổ máy cán dây 8, 10 nối tiếp sau dây chuyền cán Nhà máy cán thép Lu Xá: Nhà máy cán thép Lu Xá bao gồm phân xởng cán 650 & 250 Với phân xởng cán 650 vào hoạt động năm 1978 với thiết kế máy sản xuất đợc loại thép hình: U, I, góc, ray cỡ trung bình, loại phôi vuông, phôi tròn từ 50 100, thép dẹt 50200 Năm 1995 nhu cầu thị trờng nhà máy đà cải tạo mở rộng mặt bằng, sản xuất loại thép 14 40 có suất thiết kế đạt 120.000 160.000 ( tấn/năm ) Với phân xởng cán 250 chủ yếu sản xuất loại thép dây 6, 8, 10 với công suất ( vặn /năm ) Công ty Gang thép Thái Nguyên tự chế tạo lắp đặt Nhà máy thép Hà Nội: Nhà máy thép Hà Nội đơn vị thành viên Công ty " Cổ Phần Dịch Vụ Vận Tải Trung Ương - Bộ Giao Thông Vận Tải " Nhà máy đợc thành lập từ ngày 21/06/1991 với sản phẩm loại thép 10 28 dây chuyền bán thủ công suất 1,2 (vạn tấn/năm ) Nhà máy thép VINAFCO Nhà máy thép hà nội vinafco đơn vị thành viên công ty Cổ Phần Dịch Vụ Vận Tải Trung Ương - Bộ Giao Thông Vận Tải Đơn vị đợc thành lập ngày21 tháng năm 1991, địa bàn 2200 m2 số 69 Vũ Trọng Phụng - Quận Thanh Xuân - Hà Nội theo định số 32\ QĐ - NC Lĩnh vực hoạt động nhà máy sản xuất kinh doanh thép xây dựng có kích thớc từ D10-D28 mm dây truyền cán thép bán thủ công Sản phẩm nhà máy có chất lợng tốt nhÃn hiệu hàng hoá độc quyền VUA thời điểm suất nhà máy năm 1,5 -:2 (vạn /năm) Các nhà máy cán thép liên doanh t nhân: Cuối năm 1995 có hai nhà máy liên doanh cán thép nớc với tổng công ty thép Việt Nam VPS & VINAKYOEI vào sản xuất Trớc thời gian nhà máy cán thép liên doanh OSTRAYLIA với Công ty GTTN nhà máy liên doanh ống hàn VINAPIPE tổng công ty thép Việt Nam với Hàn Quốc đà cho thị trờng lô sản phẩm Cuối năm 1997 nhà máy cán thép Tây Đô - nguyễn quang hng 5gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp liên doanh Đài loan với Công ty thép Miền Nam đà vào hoạt động Trong vài năm gần có nhiều nhà máy cán thép khác đợc xây dựng nh: Nam Đô, Hoà Phát, HPS, Sông Đà, SSE, Đà đa sản lợng thép nớc ta tăng đáng kể số lợng chất lợng, phong phú chủng loại, hầu hết nhà máy có suất cao, dây chuyền công nghệ đại so với nhà máy cán thép cũ Việt Nam Bảng1.1 thông số thiết bị nhà máy thép viêt nam Kiểu máy Thứ Tên máy thời tự cán điểm lắp đặt Máy cán Bố trí hình hàng nhỏ, 1975 Gia Sàng Cải tạo Thái 1994 Nguyên Bán liên tục + vòng Máy cán Bố trí hình cỡ hàng trung 1978 650, Cải tạo Lu Xá 1991 Thái thêm dây Nguyên chuyền bán liên tục để cán dây Máy cán Việt- ý Liên tục (Công ty 2002 Sông Đà) Máy cán Bán liên hình tục nhỏ, Trớc 1975 Biên nguyễn quang hng Năng suất (T/năm) 120.000 120.000 160.000 160.000 50.000 Tính Nơi chế kỹ thuật Sản phẩm tạo Phôi 135135 Vc=10m/s Lò nung: 36T/h Thanh tròn CHDCĐ D10 D32 Trung Thép góc Quốc, nhỏ, thép Việt dây 68 Nam Phôi 100195 Vc=3,5m/s Lò nung: 60T/h Thép hình cỡ trung U,I,L tròn D10 D32 Thép dây Phôi 120 120 Vc=60m/s Lò nung: 45T/h Phôi 100 100 Vc=8m/s Lò nung: Trung Quốc, Đài Loan Dani ý Đài Loan Thép dây 6, 8, 10 D10D36 Thanh tròn D12 D24 Thép dây 8, 10 6gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi Hoà Máy cán hình Thủ công nhỏ, Trớc 1975 Nhà Bè I 20T/h Ph«i 80  80 Vc=4m/s Lò nung: 12T/h Máy cán Bán liên hình tục nhỏ, 120.000 1994 Nhà Bè II Phôi Máy cán hình nhỏ, Thủ Đức I Máy cán hình nhỏ, Thủ Đức II Phôi Thủ công Trớc 1973 40.000 Bán liên tục 120.000 1994 Máy cán Liên tục dây 2001 SSE Hải Phòng 40.000 đồ án tốt nghiệp 10 Máy cán thép Liên tục công ty 2001 Hoà Phát 11 Máy cán Thủ công thép 1999 Lĩnh Nam Thanh nguyễn quang hng 300.000 350.000 30.000 100  100 Vc=12m/s Lß nung: 30T/h 80 80 Vc=4m/s Lò nung: 12T/h Phôi 100 100 Vc=12m/s Lò nung: 30T/h Phôi 120 120 Vc=80m/s Lò nung: 40T/h Phôi 120 120 Vc=80m/s Lò nung: 45T/h Phôi 100 100 Vc=7m/s 2Lò nung: 8T/h Đài Loan Thép góc nhỏ, Thép dây 8, 10 Thanh tròn Đài Loan Đài Loan D12 D24 Thép dây 8, 10 Thép góc nhỏ, Thép dây 8, 10 Thanh tròn Đài Loan D12 D24 Thép dây 8, 10 Thép dây DANI ý 8, 10 Thép dây DANI ý Công ty gang thép Thái Nguyên 8, 10 vằn D10 D36 Thanh tròn D10 D24 Thép góc chữ U I nhỏ 7gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi Trì Nội 12 13 14 đồ án tốt nghiệp Hà Máy cán hình nhỏ Liên Vinakyo 1995 e Máy cán Liên hình nhỏ 1995 VPS tục tục 300.000 200.000 Máy cán Bán liên hình nhỏ tục 180.000 Vinauste 1995 el Máy cán Bán liên dây tục 120.000 Nasteelv 1995 i_na Phôi 135 135 Vc=60m/s Lò nung: 45T/h Phôi Thanh tròn Italia, Nhật Bản 135 135 Vc=60m/s Lò nung: 40T/h Italia, Hàn Quốc Phôi 6, Thanh tròn Phôi 120 120 Vc=16m/s Lò nung: 40T/h D10 D40 ThÐp d©y D10 D40 ThÐp d©y 6, 8 Thanh tròn Đài Loan D10 D40 Thép dây 120 120 Italia, 6, Nhật Vc=30m/s 15 Bản Lò nung: 30T/h Phôi Thép dây Máy cán Bán liên 100 6, hình nhỏ Đài tục 120.000 Vc=17m/s Tây Đô Loan 16 1997 Lò nung: 30T/h Trong bảng tổng hợp cha tính đến máy cán mini thủ công đợc chế tạo nớc có công suất nhỏ 10.000 Tấn/năm nằm rải rác nhà máy tổng công ty thép Việt Nam, nhà máy khí, t nhân Tổng sản lợng nhà máy cán hàng năm khoảng 250.000 Tấn /năm Có thể nói với phát triển công nghệ cán thép giới nhìn chung công nghệ cán thép nớc ta năm gần có bớc phát triển mạnh mẽ Ngành Thép đà thỏa m·n nhu cÇu níc vỊ ngun quang hng 8gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi đồ án tốt nghiệp chủng loại thép xây dựng thông thờng, sản phẩm gia công sau cán đà nâng trình độ công nghệ lên bớc đáng kể Tuy nhiên nhiều khó khăn hạn chế giai đoạn tới ngành thép không tránh khỏi thách thức lớn: + Sản lợng thép thấp, chủng loại sản phẩm ít, đặc biệt thép thép ống không hàn + Còn cân đối lực cán thép sản suất phôi thép + Ngoài ngành thép cạnh phải cạnh tranh mạnh mẽ với hàng ngoại nhập, đặc biệt Việt Nam ngµy cµng héi nhËp víi nỊn kinh tÕ khu vực giới , Chúng ta đang, Chúng ta gia nhập khu vực mậu dịch tự APTA II Tình hình sản xuất thép khu vực giới Tình hình sản xuất thép khu vực giới nói chung gia tăng rõ rệt Các nhà máy thép đợc xây dựng từ năm 1991 trở lại phát triển mạnh, điển hình Trung Quốc Hàn Quốc tiến khoa học kỹ thuật ngày đợc ứng dụng nhiều lần cho giá thép ngày giảm, suất ngày tăng Bảng 1.2 Sản lợng thép cán số nớc ( triệutấn/năm ) dẫn đầu giới TT Năm 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 SX Quèc gia Trung Quèc Mü NhËt 114, 97,7 93,5 10 11 12 13 14 15 Đức Nga Hàn Quốc Ytalia Brazil ấn Độ Ucraina Pháp Anh Đài Loan Canađa Tây Ban Nha 44,7 42,5 40,0 26,1 25,8 23,9 23,5 20,2 17,3 16,9 15,8 14,9 nguyÔn quang hng 108, 98,5 104, 45,0 48,4 42,6 25,8 26,2 24,6 25,6 19,8 18,5 16,0 15,6 13,7 101, 95,5 98,8 39,8 49,3 38,9 24,3 25,2 23,8 22,3 17,6 18,0 12,4 14,7 12,2 95,4 92,6 89,5 80,9 95,2 101, 42,1 51,6 36,8 27,8 25,1 22 22,3 18,1 17,6 11,6 14,4 13,8 91,2 98,3 88,8 99,6 84,3 98,1 40,8 48,8 33,7 26,2 25,7 19,7 24,1 18,0 17,3 11,6 13,9 13,4 37,6 58,3 33,0 25,7 25,2 28,2 32,6 17,1 16,6 12,o 14,4 13,0 39,7 67,0 28,1 24,8 23,9 18,1 41,8 18,0 16,2 10,7 13,9 12,3 9gvhd:Th.s Nguyễn Ngọc Giao Trờng Đại học Bách Khoa Hà nôi 16 Mêhicô 17 Thổ Nhĩ Kỳ 18 Bỉ đồ ¸n tèt nghiÖp 14,1 14,0 11,6 14,3 14,5 10,8 13,2 13,6 10,8 12,1 13,2 11,6 10,3 12,6 11,3 9,2 11,5 10,2 8,5 10,3 10,3 Chơng II Tổng quan công nghệ cán hình I Lý thuyết cán dùng tính toán công nghệ II Lý thuyết cán hình: Căn vào đặc điểm biến dạng vật cán cách bố trí trục cán mà trình cán đợc chia làm ba dạng: cán dọc, cán ngang, cán nghiêng Trong đề tài nghiên cứu lý thuyết cán dọc Xem Hình (1 - 2) Khái niệm cán dọc: Cán dọc trình làm biến dạng kim loại cách liên tục hai trục cán Nhờ có hai trục cán quay ngợc chiều có ma sát tiếp xúc mà vật cán biến dạng chuyển động phía trớc Vùng biến dạng thông số đặc trng (xét TH R1=R2=R) Vùng biến dạng: Là vùng kim loại biến dạng dẻo nằm phạm vi tác dụng trục cán (vùng ABCD) Sau vật cán khỏi vùng biến dạng chiều dày vật cán giảm chiều dài vật cán tăng lên chiều rộng tăng chút làm cho hình dạng vật cán thay ®æi R1 A I h o E B C h2 v D v R2 o lx 1gvhd:Th.s NguyÔn Ngäc Giao b2 b1 nguyÔn quang hng