Thép hình là một trong những vật liệu được ứng dụng nhiều và sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng. Vậy thép hình là gì? Cấu tạo và phân loại như thế nào? Quy trình sản xuất như thế nào? Hãy cùng Thetealab tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và phân loại trong bài viết dưới đây.

Thép hình là gì? 

Thép hình là một loại thép công nghiệp, đây là một trong những vật liệu có ứng dụng quan trọng nhất trong ngành công nghiệp xây dựng cũng như nhiều ngành công nghiệp nặng khác. Đặc biệt được sử dụng trong các công trình thi công nhà kết cấu thép, kết cấu kỹ thuật, xây dựng cầu đường, nâng vận chuyển máy móc, đòn cân, kho chứa hàng, xây dựng nhà xưởng, tháp truyền, nhà thép tiền chế,… Đây là một trong những vật liệu sống đảm bảo đầy đủ an toàn cho công trình và người lao động. 

Các loại thép hình thông dụng hiện nay

Hiện nay có nhiều loại thép hình với các hình dạng khác nhau và mỗi loại thép sẽ có vai trò  ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, có 4 loại thép quan trọng và được sử dụng phổ biến hiện nay là hình U, hình I, hình H và hình V. 

Thép hình U

Thép hình U hay còn gọi là thép chữ U có kết cấu khá đặc biệt với mặt cắt theo chiều ngang. Loại thép này được các công ty lắp dựng kết cấu tại Việt Nam sử dụng nhiều trong các công trình xây dựng dân dụng hoặc sản xuất các thiết bị máy móc công nghiệp.

Thép U có kết cấu vững chắc, cứng, bền, có khả năng chịu lực tốt và có khả năng chịu được các rung động mạnh từ ngoại lực. Đồng thời, sản phẩm thép này có khả năng chống bào mòn rất tốt, đối với những môi trường phải chịu nhiều ảnh hưởng của nước, nhiễm mặn, hóa chất thì thép U được đánh giá có tuổi thọ tương đối cao.

Nhằm đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vực đời sống, thép hình U được sản xuất với nhiều kích thước và khối lượng khác nhau. Các loại thép hình U phổ biến như U50, U100, U200, U400,…

Thông số chi tiết thép U có:

• Chiều ngang đạt tiêu chuẩn: 40 – 500 (mm).
• Chiều cao cánh đạt tiêu chuẩn: 25 – 100 (mm).
• Chiều dài 1 thanh thép hình U đạt tiêu chuẩn: 6000 – 12000 (mm).

Ngày nay, ứng dụng phổ biến nhất của thép chữ U được sử dụng nhiều nhất trong ngành công nghiệp xây dựng và công nghiệp vận tải.

Thép hình I

Thép I có cấu tạo với hình chữ I như tên gọi của nó. Loại thép này có chiều dài cánh được cắt ngắn hơn so với chiều dài của bụng (phần nối). Loại thép này có ứng dụng nhiều trong các công trình xây dựng nhà ở, nhà xưởng, kết cấu xây dựng nhà thép tiền chế, cấu trục nhịp cầu lớn,… và các công trình không phải chịu trọng tải ngang quá lớn. 

Hiện nay, thép hình I có nhiều kích thước khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng  mà người sử dụng có thể chọn ra được loại thép I đạt chuẩn. Thép I thường bị người mua hàng nhầm lẫn với thép hình H. Tuy nhiên, nếu tinh ý bạn có thể nhận biết bằng mắt thường bởi chiều dài của trục thường dài hơn chiều dài hai cánh ở đầu. Đây là sản phẩm có kết cấu cân bằng nên khi sử dụng để xây dựng sẽ đảm bảo được độ chắc chắn cho các công trình. Các loại thép I được sử dụng phổ biến là thép I100, I150, I200,…

Các kích thước của thép hình chữ I có:

• Chiều cao đạt tiêu chuẩn: 100 – 600 (mm).
• Chiều rộng cánh đạt tiêu chuẩn: 50 – 200 (mm).
• Chiều dài 1 cây thép hình I đạt tiêu chuẩn: 6000 – 12000 (mm).

Thép I được sử dụng trên thị trường hiện nay đa phần là thép hình I nhập khẩu từ Trung Quốc và sẽ có giá thành khác nhau tùy thuộc vào từng cửa hàng hay nhà xưởng. 

Thép hình H

Thép H có kết cấu giống với hình dạng chữ H in hoa với hai cánh dài hơn so với thép hình I. 

Thép hình H có đặc điểm cân bằng cao nên khả năng chịu được áp lực tốt. Với nhiều loại kích thước khác nhau, thép H được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng nhà ở, các thành dầm, công trình mái, cẩu tháp, nâng chuyển máy móc, kệ kho chứa hàng, lò hơi công nghiệp,…

Một số loại thép H phổ biến hiện nay như: H100, H150, H300,…

Thông số căn bản của dòng thép hình chữ H có:

• Chiều cao đạt tiêu chuẩn: 100 – 900 (mm)
• Chiều rộng cánh đạt tiêu chuẩn: 50 – 400 (mm)
• Chiều dài chiều dài thanh thép H đạt tiêu chuẩn: 6000 – 12000 (mm).

  

Thép hình V

Thép V hay còn gọi là thép góc L, loại thép này có đặc tính khá cứng nên có khả năng chịu được cường độ tác động cao và khả năng chịu được ảnh hưởng từ môi trường nhiệt độ và độ ẩm cao,…

Trong thực tế, thép hình chữ V được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng và đóng tàu. Thép hình chữ L thì phù hợp sử dụng cho các công trình lớn, làm đường dẫn ống, cơ khí động lực,…Một số loại thép hình V được sử dụng phổ biến như V100, V150, V200,…

Thông số của dòng thép hình chữ V là:

• Chiều dài cánh đạt tiêu chuẩn: 25 – 250 (mm)
• Chiều dài thép V đạt tiêu chuẩn: 6000 – 12000 (mm)

Quy trình sản xuất thép hình 

Quy trình sản xuất thép hình được phân chia làm 5 quy trình. Mỗi quy trình đều được khép kín và giám sát nghiêm ngặt nhằm đưa tới tay khách hàng những sản phẩm chất lượng cao và đảm bảo sự an toàn. 

Quy trình 1: Xử lý quặng sắt

Bước đầu tiên trong quá trình sản xuất thép hình là xử lý quặng. Các loại quặng sau khi được khai thác từ dưới lòng đất lên như quặng viên, quặng sắt, quặng thiêu kết cùng các chất phụ gia than cốc, đá vôi, thép phế liệu,… sẽ được đưa vào từ phần đỉnh của lò nung. Tại đây, tất cả các nguyên liệu sẽ được nung nóng dưới nhiệt độ nhất định và tạo thành dòng kim loại nóng chảy. 

Xử lý quặng được nung dưới nhiệt độ trong lò gia tăng lên tới 2000 độ C. Quặng sắt trở thành thép đen nung chảy dưới lò. Trong thép đen có chứa Silic, Cacbon, lưu Huỳnh và nhiều thành phần tạp chất khác. Cuối cùng sẽ được tinh lọc lại một lần nữa để trở thành dòng thép nóng chảy nguyên chất.

Quy trình 2: Tạo thành dòng thép nóng chảy

Sau khi xử lý quặng xong, dòng kim loại nóng chảy này sẽ tiếp tục được tinh chế. Dòng thép nóng chảy sẽ được dẫn tới lò cơ bản hoặc lò hồ quang điện. Ở đây, thép nóng chảy sẽ được xử lý và bóc tách thành các thành phần tạp chất  nhằm tạo sự tương quan giữa các thành phần hóa học trong quá trình sản xuất thép hình. Giai đoạn tạo thép dòng chảy rất quan trọng quyết định đến mác thép sản phẩm mới có thể thực hiện được đúng khả năng của nó. 

Quy trình 3: Đúc tiếp nhiên liệu

Thép nóng chảy sau khi đã được tinh chế ở quy trình 2 sẽ được đưa đến lò đúc phôi. Ở đây sẽ có 3 phôi cơ bản: 

• Phôi thanh (Billet): Thuộc loại phôi có tiết diện 100×100, 125×125, 150×150, dài 6-9-12m. Loại này thường được sử dụng dùng để cán hoặc kéo thép cuộn và thép thanh vằn.
• Phôi phiến (Slab): Là loại phôi thường dùng để cán ra thép hình, thép cuộn cán nóng, thép tấm cán nóng, thép cuộn cán nguội.
• Phôi Bloom: Loại này được sử dụng như hai loại phôi thanh và phôi phiến.

Phôi sau khi đúc xong sẽ tồn tại ở hai trạng thái là phôi đúc nóng và phôi đúc nguội. Ở trạng thái nóng, phôi được duy trì ở nhiệt độ cao và được đưa thẳng vào quá trình cán nóng. Ở trạng thái nguội, phôi sẽ được làm nguôi để xuất bán hoặc chuyển cho các nhà máy khác. Phôi sẽ được làm nóng lại và đưa vào nhà máy cán nguội để sản xuất thép cán nguội. 

Quy trình 4: Thực hiện cán nóng và cán nguội

Đây được coi là quy trình chính trong quá trình sản xuất thép. Phôi sẽ được vào các nhà máy thép để cán ra các sản phẩm thép khác nhau. Bao gồm các loại thép như thép ray, thép cừ lòng máng, thép hình và thép thanh. 

Nếu muốn tạo ra thép tấm đúc thì sẽ đưa phôi vào nhà máy thép tấm hoặc muốn tạo ra thép cuộn cán nóng thì sẽ đưa phôi vào nhà máy thép cán nóng. 

Nếu cán thép cuộn cán nguội thì nhiệt độ cuộn thép sẽ được hạ xuống nhiệt độ thích hợp và được qua dây chuyền tẩy rỉ trước khi đưa vào máy cán 5 giá liên tục. Tại mỗi giá cán đều được trang bị máy đo độ dày bằng tia X và thiết bị cân chỉnh độ dày tự động AGC. Số lần cán sẽ phụ thuộc vào chiều dày nguyên liệu thép cuộn cán nóng, chiều dày sản phẩm đầu ra được yêu cầu. Sản phẩm thép cuộn cán nguội được sản xuất ở công đoạn này cho ra sản phẩm mỏng hơn, bề mặt bóng, sáng và cứng hơn. 

Quy trình 5: Mạ kẽm 

Sau khi hoàn thành, thép sẽ được đưa đến quy trình mạ kẽm bởi thép vẫn có thể bị oxy hóa từ môi trường bên ngoài. Tại đây, thép sẽ được mạ kẽm bằng công nghệ NOF. Giúp hoàn thiện bề mặt thép lần cuối cùng cũng như phủ thêm một lớp mạ có độ bám dính cao trên bề mặt. Lớp mạ kẽm này có tác dụng bảo vệ thép, chống ăn mòn và có tuổi thọ cao cho sản phẩm. 

Tùy thuộc vào kích thước và chất lượng của từng loại tháp hình mà được ứng dụng khác nhau trong cuộc sống. Về cơ bản thép hình được sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực như kết cấu kỹ thuật, công nghiệp xây dựng, cơ khí, đóng tàu, vận chuyển máy móc, xây dựng nhà xưởng,…

Trên đây là toàn bộ những thông tin cơ bản về thép hình mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất thép cũng như các loại thép hình phổ biến hiện nay được sử dụng trong cuộc sống.