Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép SCS15 để chế tạo nắp khuôn hộp kết tinh đúc phôi thép

Thép không gỉ là vật liệu quan trọng để chế tạo các thiết bị dùng cho các ngành công nghiệp luyện kim, hóa chất, đóng tầu, hóa dầu, y sinh học và sản xuất đồ gia dụng. Nhu cầu thép không gỉ trong nước là rất cao. Hiện nay, hầu hết các loại thép không gỉ đã qua gia công áp lực chúng ta đều phải nhập ngoại.

Thép SCS15 thuộc họ thép không gỉ austenite, có tính chống gỉ tốt trong các môi trường nước sông, nước biển, hơi nước bão hòa và quá nhiệt, dung dịch muối, dung dịch axít và bền nhiệt ở nhiệt độ cao. Thép SCS15 có thể được dùng trong công nghiệp sản xuất axít, công nghiệp hóa dầu và thực phẩm, chế tạo chi tiết chịu nhiệt đến 1000 độ C. Thép SCS15 đã được nhiều nước có nền công nghiệp luyện kim tiên tiến trên thế giới sản xuất như Nga, Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc. Mỗi nước đã đưa ra các tiêu chuẩn riêng nhưng nhìn chung về thành phần hóa học và cơ tính đều có chất lượng tương đương nhau. Trong nước, một vài đơn vị đã nghiên cứu và sản xuất được một số chủng loại thép hợp kim chất lượng cao như thép không gỉ, thép chịu mài mòn, nhưng ở qui mô nhỏ và chất lượng còn hạn chế.

Nhằm xác định được công nghệ sản xuất thép mác SCS15 đạt tiêu chuẩn JIS G5121 (1991) của Nhật Bản, chế tạo 05 nắp khuôn hộp kết tinh đúc phôi thép đạt yêu cầu kỹ thuật của Công ty TNHH Khoáng sản và Luyện kim Việt Trung, đánh giá kết quả nghiên cứu và từ đó đưa ra khả năng áp dụng vào thực tiễn sản xuất, nhóm nhiên cứu Viện luyện kim đen, Tổng Công ty Thép Việt Nam - CTCP do KS. Nguyễn Hồng Phúc đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép SCS15 để chế tạo nắp khuôn hộp kết tinh đúc phôi thép”. Việc nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo thép SCS15 đạt chất lượng cao sẽ góp phần quan trọng trong việc chủ động nguồn nguyên liệu trong nước, giảm được chi phí nhập khẩu từ nước ngoài, từ đó tăng được hiệu quả kinh tế - xã hội.

Sau khi triển khai thực hiện, đề tài rút ra được những kết luận sau:

- Việc lựa chọn thép SCS15 để làm nắp khuôn hộp kết tinh đúc phôi thép là hoàn toàn phù hợp.

- Đã xác định được công nghệ sản xuất thép SCS15 bao gồm các khâu:

+ Công nghệ luyện thép: Thép được nấu luyện trong lò cảm ứng trung tần 750 Kg/mẻ. Nguyên liệu đầu vào là thép phế X17, SUS304, các loại ferro hợp kim FeCr, FeMn, FeSi, FeMo và Ni, Cu.

+ Công nghệ đúc: Khuôn đúc bằng hỗn hợp cát trộn nước thủy tinh và khí CO2 đã cho kết quả tốt. Phôi thép để gia công nắp khuôn hộp kết tinh sau khi đúc có chất lượng tốt, không bị rỗ, nứt.

+ Công nghệ nhiệt luyện: Thép được ủ hòa tan ở nhiệt độ cao (T = 1100 oC) và làm nguội trong nước. Sau khi nhiệt luyện tổ chức tế vi của thép hoàn toàn là austenit, thép tương đối dẻo, chống gỉ tốt và bền nhiệt ở nhiệt độ cao.

- Tính chất của thép SCS15 bao gồm thành phần hoá học, cơ tính đạt tiêu chuẩn JIS G5121 (1991) của Nhật Bản.

 - Đề tài đã chế tạo được 05 nắp khuôn hộp kết tinh từ thép SCS15. Kết quả sử dụng sản phẩm tại Công ty TNHH Khoáng sản và Luyện kim Việt Trung đã cho thấy chất lượng của thép do đề tài chế tạo là tốt. Nắp khuôn hộp kết tinh sau 06 tháng sử dụng chưa thấy có hiện tượng bị ôxy hóa, cong vênh, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của công ty.

- Qui trình công nghệ chế tạo thép SCS15 hoàn toàn có thể mở rộng ở qui mô sản xuất công nghiệp.

Thép SCS15 có ứng dụng rộng rãi trong việc chế tạo thiết bị, chi tiết dùng để chống gỉ và chịu nhiệt độ cao. Nhu cầu về thép chống gỉ và bền nhiệt trong các ngành công nghiệp của nước ta là rất lớn. Để ổn định hơn về mặt công nghệ sản xuất, đề tài kiến nghị nhà nước cho thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm loại thép này.

P.T.T (TH)