Khu Gang thép Thái Nguyên: lò cao đầu tiên và mẻ gang năm 1963

Khu Gang thép Thái Nguyên là khu liên hợp luyện kim đầu tiên của Việt Nam có lò cao, được khởi công năm 1959 ở vùng Lưu Xá, phía nam thành phố Thái Nguyên. Mẻ gang đầu tiên ra lò ngày 29/11/1963, và ngày này về sau được lấy làm ngày truyền thống của khu gang thép. Từ đây, miền Bắc lần đầu tự làm ra gang từ quặng sắt và than trong nước, rồi cán thành thép cho xây dựng và cơ khí — vì thế nơi này hay được gọi là "cái nôi của ngành thép Việt Nam".

Vì sao lò cao đầu tiên lại đặt ở Thái Nguyên?

Một lò cao cần ba thứ nguyên liệu chính, với khối lượng rất lớn và đều đặn: quặng sắt, than cốc và đá vôi. Thái Nguyên hội đủ cả ba trong bán kính không xa:

Thêm vào đó là đường sắt Hà Nội – Thái Nguyên, sông Cầu cấp nước làm mát, và vị trí cách Hà Nội chưa tới trăm cây số. Với ngành luyện kim, chở nguyên liệu nặng đi xa là đốt tiền vào vận tải; đặt nhà máy gần mỏ là bài toán kinh tế cơ bản mà các vùng luyện kim lớn trên thế giới như thung lũng Ruhr (Đức) hay Pittsburgh (Mỹ) cũng từng giải theo cùng một cách.

Có một điểm cần biết: than của Việt Nam chủ yếu là than antraxit ở Quảng Ninh, loại than cứng, không luyện được than cốc tốt. Than mỡ — loại than khi nung trong lò cốc sẽ mềm ra, kết lại thành khối xốp chắc — hiếm hơn nhiều, và Thái Nguyên là một trong số ít nơi có. Đây là lý do quan trọng khiến lò cao không đặt gần mỏ than Quảng Ninh.

Khu gang thép được xây dựng thế nào?

Khu Gang thép Thái Nguyên được khởi công năm 1959 với sự giúp đỡ về thiết bị và chuyên gia của Trung Quốc, trong bối cảnh miền Bắc bước vào kế hoạch xây dựng công nghiệp. Công việc gồm nhiều hạng mục song song:

• Lò cao — trái tim của khu: tháp lò lót gạch chịu lửa, nơi quặng được khử thành gang lỏng.
• Lò luyện cốc: nung than mỡ không cho tiếp xúc không khí để thành than cốc.
• Xưởng thiêu kết, sàng tuyển quặng: đưa quặng về cỡ hạt và thành phần phù hợp.
• Nhà máy điện, trạm nước, đường sắt nội bộ: hạ tầng mà một khu luyện kim không thể thiếu.
• Khu nhà ở, trường học cho hàng nghìn công nhân và gia đình từ nhiều địa phương đổ về.

Nhiều người thợ đầu tiên của khu gang thép xuất thân từ nông thôn, chưa từng thấy nhà máy. Họ được đào tạo tại chỗ hoặc gửi đi học, vừa học vừa dựng lò. Khu dân cư Lưu Xá lớn lên quanh nhà máy, và cho tới nay dấu ấn "phố thợ" vẫn còn rõ ở phía nam thành phố.

Mẻ gang đầu tiên ra lò năm nào và có ý nghĩa gì?

Ngày 29/11/1963, lò cao số 1 của khu gang thép cho ra mẻ gang đầu tiên. Đó là lần đầu tiên trên lãnh thổ Việt Nam có gang lỏng chảy ra từ một lò cao công nghiệp, dùng quặng và than trong nước. Ngày này được chọn làm ngày truyền thống của khu gang thép.

Vì sao một mẻ gang lại quan trọng đến thế? Gang là bước đầu tiên của chuỗi sắt thép. Có gang thì mới luyện được thép; có thép thì mới cán được thép tròn cho bê tông, thép hình cho nhà xưởng, phôi cho máy móc. Trước đó, gần như toàn bộ sắt thép phải nhập. Mẻ gang năm 1963 có nghĩa là chuỗi đó bắt đầu được nối trong nước.

Lò cao số 1 có dung tích thuộc loại nhỏ so với các lò cao hiện đại — những lò cao lớn ngày nay có dung tích gấp nhiều chục lần. Nhưng với một nền công nghiệp mới bắt đầu, một lò cao vận hành được là cả một trường học: người Việt Nam học cách vận hành một thiết bị chạy liên tục ngày đêm, nơi chỉ một sai sót cũng có thể làm "đông lò" — gang đông cứng lại trong lò, gần như phải phá đi xây lại.

Bên trong lò cao Thái Nguyên diễn ra những gì?

Nguyên lý của lò cao Thái Nguyên cũng là nguyên lý của mọi lò cao trên thế giới:

1. Nạp liệu từ đỉnh lò: quặng, than cốc, đá vôi được nạp xen kẽ thành từng lớp.
2. Thổi gió nóng từ dưới: không khí được nung nóng trước (khoảng 900–1.200 °C tuỳ lò) rồi thổi qua các mắt gió gần đáy lò.
3. Than cốc cháy ở vùng mắt gió tạo nhiệt độ rất cao, sinh khí CO đi ngược lên.
4. Khí CO khử quặng: lấy ôxi ra khỏi ôxít sắt, biến dần thành sắt xốp rồi sắt hấp thụ cacbon.
5. Sắt nóng chảy ở vùng dưới, nơi nhiệt độ vượt xa ngưỡng chảy của gang (khoảng 1.150–1.300 °C), nhỏ giọt xuống nồi lò.
6. Ra gang và ra xỉ: xỉ nhẹ nổi trên gang, được tháo qua hai cửa khác nhau.

Sắt nguyên chất nóng chảy ở khoảng 1.538 °C, nhưng trong lò cao sắt hấp thụ khoảng 4% cacbon. Lượng cacbon này kéo nhiệt độ chảy xuống thấp hơn nhiều, nên gang lỏng mới chảy ra được ở đáy lò. Đó cũng là lý do sản phẩm của lò cao là gang giòn, nhiều cacbon — muốn có thép phải luyện thêm một bước để đốt bớt cacbon.

Gang thép Thái Nguyên đóng vai trò gì với ngành cơ khí miền Bắc?

Trong nhiều thập kỷ, khu gang thép là nguồn cung sắt thép chính cho miền Bắc. Vai trò của nó đi xa hơn con số sản lượng:

• Thép xây dựng: thép tròn, thép thanh cho nhà cửa, cầu cống, công trình thuỷ lợi.
• Thép hình: chữ U, chữ I, thép góc cho nhà xưởng và kết cấu.
• Phôi và gang đúc cho các nhà máy cơ khí, xưởng đúc làm chi tiết máy, nông cụ.
• Đào tạo người: kỹ sư, thợ lò, thợ cán được đào tạo ở đây rồi đi khắp các nhà máy thép sau này. Trường dạy nghề luyện kim gắn với khu gang thép là nơi nhiều thế hệ thợ ra trường.

Về sau, khu gang thép được đầu tư thêm lò luyện thép, máy cán, cải tạo lò cao và mở rộng nhiều đợt. Sau Đổi mới, ngành thép Việt Nam mọc thêm nhiều nhà máy lò điện và các khu liên hợp lớn ven biển, nên vị trí "duy nhất" của Thái Nguyên không còn. Nhưng trong lịch sử công nghiệp Việt Nam, nó vẫn là điểm mốc khởi đầu.

Khu gang thép trong văn hoá và đời sống Thái Nguyên

Thái Nguyên được gắn với hai hình ảnh: chè và gang thép. Hình ảnh ống khói, ánh lửa ra gang ban đêm đi vào nhiều bài hát, thơ và phim tư liệu của thế kỷ trước. Người lớn tuổi ở Lưu Xá vẫn kể chuyện cả nhà ba thế hệ cùng làm ở nhà máy, chuyện ca ba kíp chạy suốt ngày đêm vì lò cao không được phép nghỉ.

Nhìn từ hôm nay, câu chuyện ấy cũng có mặt khác: khu công nghiệp nặng cũ đặt sát khu dân cư để lại bụi, khí thải và bài toán môi trường mà nhiều thành phố thép cũ trên thế giới cũng gặp. Các đợt cải tạo về sau đều phải tính tới việc giảm bụi lò, xử lý nước thải và chuyển dần sang công nghệ ít phát thải hơn.

Muốn tìm hiểu thêm về Gang thép Thái Nguyên thì làm gì?

• Bảo tàng tỉnh Thái Nguyên và nhà truyền thống của khu gang thép lưu giữ ảnh, hiện vật thời xây dựng.
• Bảo tàng Văn hoá các dân tộc Việt Nam (Thái Nguyên) giúp hiểu vùng đất nơi khu công nghiệp ra đời.
• Phim tư liệu của các đài truyền hình về ngày ra mẻ gang đầu tiên — tìm theo cụm "mẻ gang đầu tiên 1963".
• Sách lịch sử ngành luyện kim Việt Nam, các ấn phẩm kỷ niệm ngày truyền thống 29/11.

Nếu có dịp vào tham quan nhà máy theo đoàn, nhớ quy tắc của mọi xưởng luyện kim: đi đúng vạch, mặc đủ đồ bảo hộ được phát, không chạm vào phôi thép "trông đã nguội" — thép hết đỏ vẫn có thể nóng vài trăm độ.