Ngành thép Việt Nam hôm nay làm thép theo hai đường chính: đường lò cao – lò thổi ôxy đi từ quặng sắt và than cốc ở các khu liên hợp lớn ven biển, và đường lò điện nấu chảy thép phế liệu ở nhiều nhà máy vừa và nhỏ. Thép lỏng được đúc liên tục thành phôi, rồi cán thành thép xây dựng, thép cuộn, thép tấm và tôn mạ. Thách thức lớn nhất trước mắt là phát thải khí nhà kính, vì thép là một trong những ngành thải CO₂ nhiều nhất thế giới — và thị trường xuất khẩu bắt đầu tính tiền cho lượng phát thải ấy.
Làm thép bằng lò cao và bằng lò điện khác nhau thế nào?
Hai đường làm thép khác nhau từ nguyên liệu đầu vào tới lượng điện, lượng than tiêu thụ:
| Tiêu chí | Lò cao – lò thổi ôxy (BF–BOF) | Lò điện (lò hồ quang, lò cảm ứng) |
|---|---|---|
| Nguyên liệu chính | Quặng sắt, than cốc, đá vôi; thêm một phần phế liệu | Thép phế liệu, có thể thêm gang thỏi, sắt xốp |
| Năng lượng | Chủ yếu từ than | Chủ yếu từ điện |
| Quy mô hợp lý | Rất lớn, chạy liên tục nhiều năm | Linh hoạt, bật tắt theo mẻ |
| Vị trí thuận lợi | Ven biển, có cảng nước sâu nhập quặng và than | Gần nguồn phế liệu và thị trường tiêu thụ |
| Phát thải CO₂ trên mỗi tấn thép | Cao | Thấp hơn nhiều nếu dùng phế liệu và điện sạch |
| Sản phẩm mạnh | Thép dẹt chất lượng cao: tấm, cuộn cán nóng | Thép xây dựng: thanh, cuộn dây |
Đường lò cao – lò thổi ôxy
Quặng sắt (phần lớn nhập khẩu) được thiêu kết hoặc vê viên, nạp vào lò cao cùng than cốc. Gang lỏng ra lò ở khoảng 1.450–1.500 °C, chứa khoảng 4% cacbon. Gang được chở bằng thùng sang lò thổi (lò chuyển): một ống phun thổi ôxy tinh khiết vào gang lỏng với tốc độ rất cao. Ôxy đốt cháy bớt cacbon, silic, phốt pho; phản ứng toả nhiều nhiệt đến mức phải thêm thép phế liệu vào để làm mát. Chỉ trong khoảng nửa giờ, một mẻ gang biến thành thép.
Đường lò điện
Trong lò hồ quang điện, các điện cực than chì hạ xuống sát đống phế liệu, phóng hồ quang nhiệt độ hàng nghìn độ, làm chảy thép phế. Ở Việt Nam còn phổ biến lò cảm ứng trung tần: dòng điện xoay chiều trong cuộn dây sinh dòng điện cảm ứng ngay trong khối kim loại, nung nóng nó từ bên trong. Lò cảm ứng rẻ, gọn, nhưng khả năng tinh luyện, khử tạp chất kém hơn lò hồ quang, nên chất lượng thép phụ thuộc nhiều vào phế liệu đầu vào. Với cả hai loại, phế liệu phải khô và được loại bỏ bình kín — nước và bình kín gặp thép lỏng là nguyên nhân của những vụ nổ nguy hiểm nhất trong xưởng.
Phôi, cuộn, tấm: thép đi từ lò ra thị trường dưới dạng nào?
Sau khi luyện và tinh luyện trong lò thùng (điều chỉnh thành phần, nhiệt độ, khử khí), thép lỏng được đúc liên tục: rót vào khuôn đồng làm nguội bằng nước, vỏ ngoài đông trước, rồi cả dải thép được kéo ra liên tục và cắt thành phôi. Nhiệt độ thép lỏng lúc rót khoảng 1.520–1.600 °C tuỳ mác thép.
- Phôi vuông (billet): tiết diện vuông nhỏ, dùng cán thép thanh vằn, thép cuộn dây cho bê tông cốt thép.
- Phôi dẹt (slab): tấm dày, dùng cán ra thép cuộn cán nóng và thép tấm.
- Thép cuộn cán nóng: nguyên liệu cho ống thép, kết cấu, vỏ tàu, bồn bể; hoặc cán nguội tiếp thành thép lá mỏng.
- Thép cán nguội và tôn mạ: mạ kẽm, mạ nhôm kẽm, sơn màu cho mái nhà, vỏ thiết bị gia dụng.
Trong nhiều năm, Việt Nam mạnh về khâu cuối (cán thép xây dựng, tôn mạ) nhưng phải nhập phôi dẹt và thép cuộn cán nóng. Sự ra đời của các khu liên hợp gang thép quy mô lớn ven biển miền Trung đã giúp tự làm được thép cuộn cán nóng trong nước, giảm phụ thuộc nhập khẩu ở khâu này.
Vì sao các khu liên hợp gang thép lớn đều nằm ven biển?
Một khu liên hợp lò cao cỡ lớn mỗi năm cần nhiều triệu tấn quặng và than. Việt Nam không đủ quặng sắt chất lượng (mỏ Thạch Khê chưa khai thác được) và gần như không có than mỡ luyện cốc với khối lượng lớn, nên nguyên liệu chủ yếu nhập bằng tàu biển trọng tải lớn. Đặt nhà máy cạnh cảng nước sâu giúp tàu cập thẳng, băng tải chở quặng than vào bãi, sản phẩm ra cảng đi luôn. Đây cũng là mô hình chung của các nước nhập nguyên liệu như Nhật Bản, Hàn Quốc. Mặt trái: nhà máy lớn sát biển phải đặc biệt kiểm soát nước thải, vì sự cố môi trường biển ảnh hưởng tới cả vùng ngư dân và du lịch — bài học mà miền Trung đã phải trả giá đắt.
Ngành thép thải bao nhiêu CO₂ và vì sao cần thép "xanh"?
Theo Hiệp hội Thép Thế giới (worldsteel), trung bình mỗi tấn thép làm ra trên thế giới thải gần 2 tấn CO₂. Đường lò cao thải nhiều hơn mức trung bình, vì than cốc vừa là nhiên liệu vừa là chất khử — cacbon lấy ôxi từ quặng rồi thành CO₂, không tránh được về mặt hoá học. Đường lò điện dùng phế liệu thải ít hơn nhiều, nhất là khi điện đến từ nguồn sạch.
Áp lực giảm phát thải đến từ nhiều phía. Liên minh châu Âu áp dụng Cơ chế điều chỉnh biên giới carbon (CBAM): sau giai đoạn chuyển tiếp chỉ báo cáo bắt đầu từ cuối năm 2023, từ năm 2026 hàng thép nhập vào EU phải chịu nghĩa vụ tài chính theo lượng phát thải. Các nhà nhập khẩu lớn khác cũng đang tính các cơ chế tương tự. Với một nước xuất khẩu thép như Việt Nam, "thép xanh" không còn là khẩu hiệu mà là điều kiện thị trường.
Các hướng giảm phát thải đang được bàn và thử nghiệm trên thế giới:
- Tăng tỷ lệ phế liệu và lò điện — giới hạn ở chỗ phế liệu không đủ cho mọi nhu cầu, và phế liệu lẫn tạp chất như đồng khó loại bỏ.
- Hoàn nguyên trực tiếp bằng hiđrô: dùng hiđrô thay cacbon để lấy ôxi khỏi quặng, sản phẩm phụ là hơi nước. Cần lượng lớn hiđrô làm từ điện tái tạo.
- Thu giữ và lưu trữ carbon ở ống khói lò cao — còn đắt và chưa phổ biến.
- Hiệu quả năng lượng: tận dụng khí lò cao, khí lò cốc phát điện; thu hồi nhiệt thải; dập cốc khô.
- Tận dụng xỉ: xỉ lò cao nghiền mịn thay một phần clinker trong xi măng, giảm phát thải gián tiếp.
Người làm thép hôm nay làm những việc gì?
Một nhà máy thép hiện đại tự động hoá nhiều, phòng điều khiển trung tâm thay cho cảnh thợ đứng sát miệng lò. Nhưng vẫn cần thợ lò, thợ vận hành máy đúc liên tục, máy cán, kỹ sư luyện kim, kỹ thuật viên phòng thí nghiệm phân tích thành phần, thợ bảo trì điện – cơ khí, chuyên viên an toàn và môi trường. Các trường đại học kỹ thuật có ngành kỹ thuật vật liệu, luyện kim; nhiều trường cao đẳng nghề đào tạo vận hành thiết bị luyện, cán. Người làm việc gần thép lỏng luôn có đồ bảo hộ chuyên dụng: áo chống cháy, áo tráng nhôm phản xạ nhiệt, mặt nạ, giày chống kim loại bắn.
Muốn tìm hiểu thêm về ngành thép thì bắt đầu từ đâu?
Để có góc nhìn lịch sử, đọc về khu Gang thép Thái Nguyên — mẻ gang đầu tiên năm 1963. Để có số liệu, tìm báo cáo thường niên của Hiệp hội Thép Thế giới (worldsteel) và của Hiệp hội Thép Việt Nam. Để hiểu chuyện phát thải, đọc các tài liệu giới thiệu về CBAM của cơ quan thương mại. Và nếu có dịp tham quan nhà máy theo đoàn, nhớ ba quy tắc: đi trong vạch, mặc đủ đồ bảo hộ được phát, không chạm vào bất cứ phôi thép nào dù trông đã nguội.
Câu hỏi thường gặp
Thép được làm ra bằng những cách nào?
Có hai đường chính: lò cao luyện quặng sắt thành gang rồi lò thổi ôxy đốt bớt cacbon thành thép, và lò điện nấu chảy thép phế liệu. Ở Việt Nam có cả hai, cùng nhiều lò cảm ứng trung tần ở nhà máy vừa và nhỏ.
Phôi thép là gì?
Phôi thép là thỏi thép bán thành phẩm đúc từ thép lỏng, chờ cán thành sản phẩm cuối. Phôi vuông dùng cán thép xây dựng, phôi dẹt dùng cán thép cuộn và thép tấm.
Thép cuộn cán nóng dùng để làm gì?
Thép cuộn cán nóng là nguyên liệu cho ống thép, kết cấu, vỏ tàu, bồn bể, và để cán nguội thành thép lá mỏng, tôn mạ. Đây là sản phẩm chủ lực của các khu liên hợp lò cao lớn.
Thép xanh là gì?
Thép xanh là thép làm ra với lượng phát thải CO₂ thấp hơn nhiều so với đường lò cao truyền thống, ví dụ dùng lò điện với phế liệu và điện sạch, hoặc khử quặng bằng hiđrô. Thị trường châu Âu bắt đầu tính chi phí phát thải với thép nhập khẩu qua cơ chế CBAM.
Vì sao nhà máy thép lớn đặt ở ven biển?
Vì nguyên liệu quặng sắt và than chủ yếu nhập khẩu bằng tàu biển lớn. Đặt nhà máy cạnh cảng nước sâu giúp giảm chi phí vận chuyển cả nguyên liệu vào lẫn sản phẩm ra.
