Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp luyện kim và cán thép đóng vai trò xương sống trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa (CNH-HĐH) và phát triển hạ tầng tại Việt Nam. Theo thống kê của Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) và Tổng cục Hải quan, năm 2013 Việt Nam nhập khẩu khoảng 9 triệu tấn sắt thép với tổng kim ngạch 6,5 tỷ USD (nhập siêu từ 4,5 đến 5 tỷ USD), trong khi tổng nhu cầu thép nội địa duy trì ở mức hơn 3.000.000 tấn/năm. Thị trường thép toàn cầu ghi nhận sản lượng đạt 1,6 tỷ tấn với mức tiêu thụ khoảng 1,475 tỷ tấn. Sự cạnh tranh khốc liệt từ nguồn thép nhập khẩu giá rẻ (đặc biệt là thép chứa nguyên tố Bo hưởng ưu đãi thuế) đặt các doanh nghiệp sản xuất thép trong nước trước yêu cầu sống còn: nâng cao chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa định mức tiêu hao nguyên liệu và hạ giá thành sản xuất.

Dự án nghiên cứu "Nâng cao chất lượng sản phẩm thép tại Công ty Cổ phần Thành Long" (thực hiện bởi SV. Ngô Thị Dương, GVHD: TS. Nguyễn Thị Hoài Dung - Chuyên ngành Quản trị Doanh nghiệp, Lớp QTDN 52C) tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: Làm thế nào để một doanh nghiệp cán thép sở hữu dây chuyền tự động hóa công suất thiết kế 150.000 tấn/năm kiểm soát triệt để khuyết tật cán, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt như TCVN 1651:2008 và TCVN 7571:2006, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh doanh trong bối cảnh giá phôi biến động mạnh.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        MỤC TIÊU DỰ ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG                         |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  1. Đánh giá thực trạng công nghệ cán nóng Danieli và hệ thống kiểm tra KCS       |
|  2. Phân tích chỉ tiêu cơ lý tính, hóa học theo TCVN 1651:2008 & TCVN 7571:2006   |
|  3. Ứng dụng công cụ thống kê Pareto & Benchmarking khoanh vùng khuyết tật        |
|  4. Tái cơ cấu bộ máy quản lý chất lượng và xây dựng lộ trình ISO 9001:2008       |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu dự án cụ thể

  1. Khảo sát và đánh giá toàn diện: Phân tích hoạt động sản xuất kinh doanh giai đoạn 2010 - tháng 1/2014 của Công ty Cổ phần Thành Long, nơi đạt doanh thu trên 1.000 tỷ VNĐ (năm 2012) và sản lượng tiêu thụ thép tăng từ 11.373,4 tấn (2010) lên 15.040,3 tấn (2013).
  2. Chuẩn hóa hệ thống tiêu chí kỹ thuật: Đối soát các chỉ tiêu chất lượng của 3 dòng sản phẩm chủ lực (thép tròn trơn, thép thanh vằn, thép hình I/U/V) theo các bộ tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế ($R_{eH}, R_m, A_5, CEV$).
  3. Định lượng và xử lý khuyết tật: Áp dụng công cụ quản lý chất lượng thống kê (SQC - Statistical Quality Control), đặc biệt là phân tích biểu đồ Pareto trên dòng sản phẩm thép hình chữ I (đường kính danh nghĩa 100 mm) để xác định 80% khuyết tật xuất phát từ 20% nguyên nhân cốt lõi.
  4. Đề xuất giải pháp khả thi: Xây dựng mô hình tổ chức quản lý chất lượng độc lập, chuẩn hóa chế độ nhiệt luyện Quenching/cán tinh và thiết lập lộ trình chuyển đổi áp dụng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

  • Phạm vi không gian: Dây chuyền sản xuất thép cán nóng và phân xưởng kết cấu tại Cụm công nghiệp Quất Động (Thường Tín, Hà Nội) và Khu Liên hiệp Công nghiệp Thành Long (Đình Dù, Văn Lâm, Hưng Yên) với diện tích mặt bằng 15 ha.
  • Phạm vi sản phẩm: Thép tròn trơn ($\varnothing 14 - \varnothing 40\text{ mm}$), thép cuộn ($\varnothing 6 - \varnothing 11.5\text{ mm}$), thép thanh vằn ($\varnothing 10 - \varnothing 40\text{ mm}$), thép hình chữ I, U, V cán nóng (I80 đến I600) và kết cấu thép phục vụ đường dây 500kV, dầm cầu vượt tải trọng nặng.
  • Giới hạn dữ liệu: Số liệu hạch toán kỹ thuật và báo cáo kết quả sản xuất kinh doanh thực tế của doanh nghiệp từ năm 2010 đến hết tháng 1/2014.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tại thời điểm nghiên cứu, Công ty Cổ phần Thành Long vận hành 3 dây chuyền sản xuất chuyên biệt từ phôi cán nóng: Dây chuyền 1 (thép tròn trơn), Dây chuyền 2 (thép thanh vằn), Dây chuyền 3 (thép hình U, V, I). Mặc dù sản lượng tiêu thụ liên tục tăng trưởng bình quân trên 9,5%/năm, công tác quản lý chất lượng vẫn bộc lộ những điểm nghẽn kỹ thuật và tổ chức.

Hạng mục kiểm soát Phương pháp hiện tại Ưu điểm Hạn chế / Rủi ro phát sinh
Kiểm soát phôi đầu vào Đánh giá cảm quan và hóa đơn từ nhà cung ứng Chi phí kiểm định ban đầu thấp Rủi ro nứt ngầm, cong vênh, sai lệch tỷ lệ tạp chất P, S vượt ngưỡng $0,05%$
Nhiệt độ nung phôi Điều khiển thủ công kết hợp cảm biến lò Walking Hearth Linh hoạt theo từng mẻ nung Dao động nhiệt ngoài dải $1200 - 1250^\circ\text{C}$, tăng vảy oxit sắt và biến tính thành phần hóa học
Dung sai hình học KCS kiểm tra xác suất sau bàn nguội Tiết kiệm nhân lực kiểm định Không ngăn chặn được lỗi lệch tâm, dập vảy, kích thước cánh không đều ngay trên giá cán
Bộ máy quản lý KCS trực thuộc Phòng Kỹ thuật - Sản xuất Dễ dàng điều động nhân sự kỹ thuật Thiếu tính độc lập khách quan; dễ bị áp lực sản lượng chi phối tiêu chuẩn chất lượng 
                                  MA TRẬN YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG (MoSCoW)
+------------------------------------+-----------------------------------------------------+
| MUST HAVE (Bắt buộc)               | SHOULD HAVE (Nên có)                                |
| - Độ bền kéo Rm >= 380-650 MPa     | - Tự động hóa đo lường Laser biên dạng cán          |
| - Giới hạn chảy ReH >= 240-500 MPa | - Tối ưu tiêu hao dầu Fo/Gas dưới 55 tấn phôi/mẻ    |
| - Độ uốn nguội 180 độ không nứt    | - Chứng nhận tích hợp ISO 9001:2008 & ISO 14001     |
+------------------------------------+-----------------------------------------------------+
| COULD HAVE (Có thể mở rộng)        | WON'T HAVE (Chưa ưu tiên)                           |
| - Benchmarking toàn diện với VIS   | - Đầu tư lò luyện thép hồ quang điện (EAF) tự chủ   |
| - Hệ thống truy xuất mã QR bó thép | - Tự động hóa 100% khâu phân loại phế phẩm          |
+------------------------------------+-----------------------------------------------------+

Thiết kế hệ thống

Quy trình sản xuất thép cán nóng tại công ty được tổ chức theo mô hình chế biến liên tục khép kín qua 10 công đoạn kỹ thuật nghiêm ngặt:

$$\text{Phôi thép Billet} \xrightarrow{\text{1. Sơ chế}} \text{Nạp phôi} \xrightarrow{\text{2. Nung } 1200-1250^\circ\text{C}} \text{Tống phôi} \xrightarrow{\text{3. Tẩy vảy 250 bar}} \text{Cán thô (5 lần)} \xrightarrow{\text{4}} \text{Cán trung (3 lần)}$$

$$\xrightarrow{\text{5}} \text{Cán tinh (1 lần)} \xrightarrow{\text{6. Quenching}} \text{Sàn nguội } (900^\circ\text{C} \to 130^\circ\text{C}) \xrightarrow{\text{7}} \text{Nắn thẳng} \xrightarrow{\text{8. KCS}} \text{Đóng bó/Xuất xưởng}$$

+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                         SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DÂY CHUYỀN THÉP CÁN NÓNG DANIELI                              |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| [KHO PHÔI]                                                                                         |
|      |                                                                                             |
| [Lò nung Walking Hearth] (Nhiệt độ: 1200°C - 1250°C, Công suất: 50-80 tấn/h, Dầu FO + Khí Gas)     |
|      |                                                                                             |
| [Máy tống phôi] ---> [Máy tẩy vảy Descaler] (Áp lực nước p = 250 bar, Tốc độ: 1.2 - 1.8 m/s)      |
|                              |                                                                     |
|                     [Máy cán thô] (5 pass cán liên tục)                                            |
|                              |                                                                     |
|                     [Máy cán trung] (Xích tải, 3 pass cán liên tục)                                |
|                              |                                                                     |
|                     [Block cán tinh cụm 10 giá cán Delta] (Tốc độ kết thúc cán: 18 - 24 m/s)       |
|                              |                                                                     |
|                     [Hệ thống xử lý nhiệt bề mặt Quenching] (Tạo lớp vỏ Martensite chịu lực)       |
|                              |                                                                     |
|                     [Máy sàn nguội] (Hạ nhiệt độ từ 900°C xuống 130°C trong 1h - 1h15p)            |
|                              |                                                                     |
|                     [Máy nắn thẳng cơ khí & Tổ hợp CNC] (Độ uốn nắn cong nhỏ nhất)                 |
|                              |                                                                     |
|                     [Trạm KCS & Hệ thống đếm - Đóng bó tự động] (80 - 110 thanh/phút)              |
|                              |                                                                     |
| [KHO THÀNH PHẨM / XUẤT XƯỞNG CẦU TRỤC MÂM TỪ AVC20000]                                             |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+

Thông số kỹ thuật các cụm thiết bị công nghệ chính (Hãng Danieli - Italia)

  • Lò nung Walking Hearth: Khả năng gia nhiệt đa chiều từ khí cháy, kiểm soát tốc độ nung trong dải công suất 50 tấn/h (thực tế vận hành đạt 55 tấn/mẻ, công suất thiết kế 80 tấn/mẻ), giảm thiểu tối đa tổn thất vảy oxit sắt.
  • Máy tẩy vảy (Descaler): Sử dụng vòi phun nước thủy lực áp lực cao $P = 250\text{ bar}$, lưu lượng $1,2 - 1,8\text{ m}^3/\text{s}$ nhằm làm sạch bề mặt phôi trước khi cán thô, ngăn ngừa rạn nứt cạnh và tăng tuổi thọ trục cán.
  • Block cán tinh 10 giá cán kiểu Delta: Bố trí đứng - nằm xen kẽ nghiêng $45^\circ$, tốc độ cán ra thành phẩm đạt $18 - 24\text{ m/s}$ (đối với thép hình/thanh) và lên tới $95 - 105\text{ m/s}$ (đối với block cán dây BGV), triệt tiêu hoàn toàn ứng suất xoắn.
  • Hệ thống tôi nhiệt Quenching: Phun nước áp lực kiểm soát làm nguội nhanh lớp bề mặt, tạo pha biến tổ chức kim loại Mactenxit ($\text{Martensite}$) bên ngoài, lõi duy trì tổ chức Ferit - Perlit dẻo dai, nâng cao khả năng chịu uốn và giới hạn chảy.

Methodology

Nghiên cứu kết hợp đồng thời phương pháp định lượng thống kê kỹ thuật và phương pháp quản trị học:

  1. Kiểm soát chất lượng thống kê (SQC): Thu thập số liệu mẫu kiểm định 100% kích thước hình học, tải trọng đứt và độ giãn dài; ứng dụng Biểu đồ Pareto để phân loại tần suất các dạng khuyết tật bề mặt và kích thước mặt cắt.
  2. Phương pháp Benchmarking (So chuẩn): Đối chuẩn toàn diện các chỉ số dung sai và chỉ tiêu cơ tính với các doanh nghiệp dẫn đầu ngành thép xây dựng tại miền Bắc (Gang thép Thái Nguyên - TISCO, Thép Việt Ý - VIS).
  3. Mô hình chu trình PDCA (Plan - Do - Check - Act): Tích hợp vào quy trình vận hành kiểm tra chất lượng KCS độc lập, chuẩn bị cơ sở cho việc áp dụng ISO 9001:2008.
+------------------------------------------------------------------------------------+
|                         MA TRẬN ĐÁNH GIÁ RỦI RO CHẤT LƯỢNG                         |
+--------------------------+-------------+---------------+---------------------------+
| Rủi ro kỹ thuật          | Mức độ (1-5)| Tác động (1-5)| Biện pháp giảm thiểu      |
+--------------------------+-------------+---------------+---------------------------+
| Phôi thép nứt ngầm/lẫn xỉ|      3      |       5       | Phân tích quang phổ mẻ nung|
| Nhiệt độ cán dưới 1150°C |      4      |       4       | Tự động hóa khóa tốc độ lò|
| Trục cán mòn sai kích thước|    4      |       4       | Kiểm tra dưỡng mẫu mỗi ca |
| Lỗi xử lý Quenching      |      2      |       5       | Kiểm soát áp lực béc phun |
+--------------------------+-------------+---------------+---------------------------+

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình triển khai cải tiến chất lượng tại nhà máy được chuẩn hóa qua 3 trụ cột kỹ thuật:

1. Kiểm soát thành phần hóa học và đương lượng Cacbon ($CEV$)

Để đảm bảo tính hàn và độ dai va đập của thép thanh vằn theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2:2008, công thức đương lượng Cacbon được thiết lập bắt buộc trong quá trình phân tích mẻ đúc:

$$CEV = \text{C} + \frac{\text{Mn}}{6} + \frac{\text{Cr} + \text{Mo} + \text{V}}{5} + \frac{\text{Ni} + \text{Cu}}{15}$$

Yêu cầu kỹ thuật khống chế: Đối với mác thép CB400-V, $CEV \le 0,56%$; đối với mác CB500-V, $CEV \le 0,61%$. Tỷ lệ các nguyên tố gây giòn nóng/giòn nguội như Phốt pho (P) và Lưu huỳnh (S) khống chế nghiêm ngặt $\le 0,040%$ trong phân tích đúc và $\le 0,048%$ trong phân tích thành phẩm.

2. Thuật toán kiểm tra dung sai hình học và phân loại tự động

Hệ thống kiểm soát chất lượng tại trạm KCS cuối chuyền áp dụng logic thuật toán kiểm tra kích thước danh nghĩa và khối lượng 1 mét dài:

def verify_rebar_quality(nominal_diameter, actual_mass_per_meter, yield_strength, tensile_strength, elongation_a5):
    """
    Kiểm tra chất lượng thép thanh vằn theo TCVN 1651-2:2008
    Mác thép kiểm tra mặc định: CB400-V
    """
    # 1. Tính toán diện tích mặt cắt danh nghĩa và khối lượng tiêu chuẩn
    nominal_area = 0.7854 * (nominal_diameter ** 2)
    standard_mass = 7.85e-3 * nominal_area  # kg/m
    
    # 2. Xác định dung sai khối lượng cho phép
    if nominal_diameter <= 8:
        tolerance_pct = 8.0
    elif nominal_diameter <= 12:
        tolerance_pct = 6.0
    elif nominal_diameter <= 22:
        tolerance_pct = 5.0
    else:
        tolerance_pct = 4.0
        
    mass_deviation_pct = abs(actual_mass_per_meter - standard_mass) / standard_mass * 100.0
    
    # 3. Đánh giá các điều kiện cơ tính mác CB400-V
    is_mass_valid = mass_deviation_pct <= tolerance_pct
    is_yield_valid = yield_strength >= 400.0  # MPa (ReH)
    is_tensile_valid = tensile_strength >= 570.0  # MPa (Rm)
    is_elongation_valid = elongation_a5 >= 14.0  # % (A5)
    is_ratio_valid = (tensile_strength / yield_strength) >= 1.15
    
    if all([is_mass_valid, is_yield_valid, is_tensile_valid, is_elongation_valid, is_ratio_valid]):
        return {
            "status": "PASSED",
            "deviation_pct": round(mass_deviation_pct, 2),
            "grade": "CB400-V Standard Compliant"
        }
    else:
        return {
            "status": "REJECTED",
            "reasons": {
                "mass_error": not is_mass_valid,
                "yield_error": not is_yield_valid,
                "tensile_error": not is_tensile_valid,
                "elongation_error": not is_elongation_valid
            }
        }

Testing và validation

1. Kiểm định chỉ tiêu cơ lý tính theo tiêu chuẩn quốc gia

Các lô thép thử nghiệm tại phòng KCS được kiểm tra độ bền kéo và độ uốn nguội trên máy kéo nén vạn năng, đối soát trực tiếp với Bảng 11 (TCVN 1651-1:2008) và Bảng 16 (TCVN 1651-2:2008).

+------------------------------------------------------------------------------------------------------+
|                           KẾT QUẢ ĐỐI SOÁT CƠ TÍNH CÁC MÁC THÉP CHỦ LỰC                              |
+-------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+-------------------+
|  Mác thép   | Giới hạn chảy ReH(MPa)| Giới hạn bền Rm (MPa) | Tỷ số Rm / ReH     | Độ giãn dài A5 (%)|
|             | (Tiêu chuẩn / Đạt TB) | (Tiêu chuẩn / Đạt TB) | (Yêu cầu / Đạt TB) | (Tiêu chuẩn / Đạt)|
+-------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+-------------------+
|  CB240-T    |    >= 240  /  265     |    >= 380  /  420     |   >= 1.46 / 1.58   |   >= 20  /  24.5  |
|  CB300-T    |    >= 300  /  335     |    >= 440  /  485     |   >= 1.15 / 1.44   |   >= 16  /  21.0  |
|  CB300-V    |    >= 300  /  340     |    >= 450  /  490     |   >= 1.15 / 1.44   |   >= 19  /  23.2  |
|  CB400-V    |    >= 400  /  445     |    >= 570  /  620     |   >= 1.15 / 1.39   |   >= 14  /  18.5  |
|  CB500-V    |    >= 500  /  535     |    >= 650  /  710     |   >= 1.15 / 1.32   |   >= 14  /  16.8  |
+-------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+-------------------+

2. Phân tích khuyết tật thép hình chữ I (I100 mm) bằng Biểu đồ Pareto

Dữ liệu khảo sát từ Bảng 22 và Biểu đồ 4 trong tài liệu nghiên cứu đối với sản phẩm thép hình chữ I ($H = 100\text{ mm}, B = 50\text{ mm}, d = 4,5\text{ mm}, t = 6,8\text{ mm}$, khối lượng tiêu chuẩn $8,57\text{ kg/m}$) chỉ ra sự phân bố của các dạng sai hỏng:

Tần số tích lũy (%)
100% +-------------------------------------------------------------*--+
     |                                                      *-----*   |
 80% |                                            *---------+         |
     |                              *-------------+                   |
 60% |                *-------------+                                 |
     |  *-------------+                                               |
 40% |  |                                                             |
     |  | Lệch cánh   | Sóng bụng   | Xước bề mặt | Sai kích thước| Khác  |
  0% +--+-------------+-------------+-------------+---------------+---+
        (45.2%)         (28.4%)        (14.1%)        (8.3%)     (4.0%)
  • Lệch cánh, dày mỏng không đều ($45,2%$): Do khe hở trục cán số 8 và 9 căn chỉnh chưa đồng trục, lực ép không cân đối giữa hai phía.
  • Gợn sóng bụng ($28,4%$): Do tốc độ dẫn động giữa giá cán trung và cán tinh không đồng bộ gây chùn thép.
  • Xước bề mặt ($14,1%$): Do béc phun Descaler bị nghẹt cục bộ, vảy oxit sắt không được thổi sạch hoàn toàn trước khi đưa vào cán thô.

Kết quả đạt được

Thông qua việc tinh chỉnh thông số khe hở trục cán, vệ sinh hệ thống béc phun tẩy vảy $250\text{ bar}$ và thiết lập trạm KCS độc lập, các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đạt được bước chuyển biến rõ rệt:

+------------------------------------------------------------------------------------+
|                SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU TRƯỚC VÀ SAU KHI CẢI TIẾN (2010 - 2013)         |
+------------------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật        | Năm 2010 (Hiện trạng) | Năm 2013 (Cải tiến)   |
+------------------------------------+-----------------------+-----------------------+
| Tổng sản lượng tiêu thụ            | 11.373,4 tấn          | 15.040,3 tấn (+32,2%) |
| Tiêu thụ thép hình U, V, I         | 2.009,8 tấn           | 4.098,1 tấn (+103,9%) |
| Tỷ lệ phế phẩm thép hình I100      | 4,85% tổng lô cán     | 1,62% tổng lô cán     |
| Tốc độ kết thúc cán tinh           | 18 m/s                | 24 m/s (Đạt thiết kế) |
| Doanh thu toàn công ty             | ~ 500 tỷ VNĐ          | > 1.000 tỷ VNĐ        |
| Thu nhập bình quân người lao động  | 2.450.000 VNĐ/tháng   | 3.220.000 VNĐ/tháng   |
+------------------------------------+-----------------------+-----------------------+

Đổi mới và đóng góp

1. Đổi mới kỹ thuật và công nghệ vận hành

  • Làm chủ quy trình Quenching tạo pha Martensite bề mặt: Tinh chỉnh lưu lượng làm nguội tức thời ngay sau giá cán tinh cuối cùng, giúp thanh thép đạt giới hạn chảy danh nghĩa cao mà không cần tăng hàm lượng hợp kim đắt tiền ($V, Nb, Ti$), tiết kiệm từ $3 - 5%$ chi phí phối liệu phôi.
  • Đồng bộ hóa 10 giá cán Delta tốc độ cao: Khắc phục triệt để hiện tượng xoắn phôi trong quá trình cán liên tục, nâng tốc độ hoàn thiện sản phẩm từ $18\text{ m/s}$ lên $24\text{ m/s}$, tăng năng suất thực tế của dây chuyền thêm $15%$.

2. Đổi mới hệ thống quản lý chất lượng

  • Tách bạch chức năng KCS độc lập: Chuyển giao thẩm quyền nghiệm thu xuất xưởng từ Phân xưởng sản xuất sang Ban Đầu tư dự án & Kiểm tra chất lượng KCS trực thuộc Ban Tổng Giám đốc, đảm bảo 100% lô hàng không đạt TCVN 1651:2008 bị giữ lại tái chế.
  • Tích hợp mô hình đối chuẩn (Benchmarking): So sánh định kỳ 6 tháng/lần các thông số kỹ thuật (độ ovan, độ nghiêng góc sườn gân $\beta$, chiều cao gân $a$, bước gân $c$) với sản phẩm của Thép Gang thép Thái Nguyên (TISCO) và Thép Việt Ý (VIS).
+---------------------------------------------------------------------------------------------+
|                          SO SÁNH NĂNG LỰC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ                              |
+--------------------------+-----------------------+--------------------+---------------------+
| Tiêu chí                 | Cán thép thủ công cũ  | Thép Thành Long    | Chuẩn ISO 9001:2008 |
+--------------------------+-----------------------+--------------------+---------------------+
| Dây chuyền công nghệ     | Cán hở, tời thủ công  | Danieli liên tục   | Tự động khép kín    |
| Tẩy vảy oxit sắt         | Cơ học gõ xỉ          | Thủy lực 250 bar   | Áp lực cao tự động  |
| Kiểm soát nhiệt độ nung  | Cảm quan mắt thợ      | Tự động Walking H. | Tự động hóa SCADA   |
| Tỷ lệ thu hồi thành phẩm | 88 - 91%              | 95,8 - 97,2%       | >= 97,5%            |
| Kiểm tra chất lượng      | Cuối dây chuyền       | 4 trạm KCS nội bộ  | Toàn diện (TQM/QMS) |
+--------------------------+-----------------------+--------------------+---------------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kiểm chứng tại các công trình trọng điểm quốc gia

Sản phẩm thép tròn, thép thanh vằn và thép hình của Công ty Cổ phần Thành Long sau khi được chuẩn hóa quy trình chất lượng đã trực tiếp tham gia thi công các dự án quy mô lớn:

  1. Công trình giao thông đô thị trọng điểm: Cung ứng hơn 3.000 tấn kết cấu dầm thép khẩu độ lớn cho 3 cây cầu vượt nút giao thông tại TP. Hồ Chí Minh và Hà Nội:
    • Cầu vượt dầm thép nút giao Lăng Cha Cả (TP. Hồ Chí Minh).
    • Cầu vượt nút giao Hoàng Hoa Thám - Cộng Hòa (TP. Hồ Chí Minh).
    • Cầu vượt dầm thép nút giao Nguyễn Chí Thanh - Kim Mã (Daewoo - Hà Nội).
  2. Hạ tầng truyền tải năng lượng quốc gia: Chế tạo cột thép mạ kẽm nhúng nóng cho Đường dây 500kV Bắc - Nam, các trạm biến áp và đường dây 110kV, 220kV.
  3. Thủy điện quy mô lớn: Cung ứng thép kết cấu và gia cố cho Thủy điện Sơn La, Thủy điện Yaly, Thủy điện Cửa Đạt (Thanh Hóa), Thủy điện Tuyên Quang.
                                  LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI HỆ THỐNG ISO 9001:2008
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 1: Khảo sát & Đào tạo nhận thức TCVN/ISO cho 100% CBCNV (Tháng 1 - Tháng 3)              |
|   - Đào tạo 661 công nhân trực tiếp và 70 nhân viên quản lý                                        |
|   - Ban hành cẩm nang chất lượng và chính sách chất lượng toàn công ty                             |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 2: Chuẩn hóa tài liệu quy trình & Thiết lập 4 Trạm KCS (Tháng 4 - Tháng 6)               |
|   - Soạn thảo 15 quy trình tác nghiệp chuẩn (SOP) cho lò nung, cán thô, cán tinh, Quenching       |
|   - Ban hành tiêu chuẩn nghiệm thu phôi Billet và thép hình TCVN 7571:2006                         |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 3: Vận hành thử nghiệm & Ứng dụng công cụ thống kê SPC (Tháng 7 - Tháng 9)               |
|   - Áp dụng biểu đồ Pareto kiểm soát phế phẩm hàng tuần                                            |
|   - Đánh giá năng lực máy móc (Cp, Cpk) trên 10 giá cán Delta Danieli                              |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| GIAI ĐOẠN 4: Đánh giá nội bộ & Chứng nhận chính thức (Tháng 10 - Tháng 12)                         |
|   - Khắc phục các điểm không phù hợp (CAR)                                                         |
|   - Đón tổ chức chứng nhận độc lập đánh giá cấp chứng chỉ ISO 9001:2008                            |
+----------------------------------------------------------------------------------------------------+

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật và quản lý

  • Chưa tự chủ nguồn phôi thép sạch (Billet): Doanh nghiệp hoàn toàn phụ thuộc vào việc nhập khẩu phôi thép vuông ($120\times 120\text{ mm}$ hoặc $150\times 150\text{ mm}$), khiến giá vốn bán hàng tăng mạnh ($64,01%$ năm 2013) và dễ chịu rủi ro về độ đồng đều thành phần hóa học giữa các mẻ nấu.
  • Hiệu suất công suất lò nung chưa tối ưu: Công suất thực tế của lò Walking Hearth mới đạt 55 tấn phôi/mẻ so với công suất thiết kế 80 tấn phôi/mẻ (đạt $68,75%$), gây lãng phí một phần nhiệt lượng khí gas tiêu thụ.
  • Cơ cấu trình độ lao động: Tỷ lệ lao động phổ thông chiếm tới $69,51%$ (661/951 người vào tháng 1/2014), trong khi lao động có trình độ đại học chỉ chiếm $17,48%$, dẫn đến khó khăn nhất định khi áp dụng các công cụ thống kê chất lượng nâng cao (Six Sigma, SPC).

Hướng phát triển công nghệ tiếp theo

  1. Đầu tư lò luyện thép hồ quang điện (EAF/LF): Xây dựng phân xưởng luyện thép khép kín từ sắt thép phế liệu và gang thỏi để tự chủ $100%$ phôi chất lượng cao, kiểm soát triệt để hàm lượng $CEV \le 0,50%$.
  2. Tích hợp cảm biến đo biên dạng Laser online: Lắp đặt hệ thống quét quang học 3D tại đầu ra của máy cán tinh để phát hiện tức thì sai lệch kích thước cánh thép hình I, U, V trước khi chuyển sang bàn nguội.
  3. Nâng cấp chứng nhận hệ thống tích hợp: Chuyển đổi từ ISO 9001:2008 lên phiên bản mới hơn, kết hợp hệ thống quản lý môi trường ISO 14001 và an toàn lao động OHSAS 18001.

Đối tượng hưởng lợi

+------------------------------------------------------------------------------------+
|                             ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                                    |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+
| Nhóm đối tượng        | Giá trị thực tiễn mang lại                                 |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+
| Sinh viên & Học viên  | Nguồn tài liệu tham khảo thực chứng về quản lý chất lượng  |
| ngành QTKD / Luyện kim| kết hợp kỹ thuật luyện cán thép và số liệu Pareto thực tế. |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+
| Kỹ sư vận hành cán    | Bộ thông số chuẩn hóa về áp lực Descaler (250 bar), dải    |
| và Cán bộ KCS         | nhiệt nung (1200-1250°C) và logic nghiệm thu TCVN 1651.    |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+
| Doanh nghiệp sản xuất | Khung lộ trình chuyển đổi hệ thống chất lượng ISO 9001    |
| thép & Kết cấu kim loại| giúp giảm tỷ lệ phế phẩm từ 4.85% xuống 1.62%.             |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+
| Nhà thầu xây dựng     | Đảm bảo chất lượng vật liệu dầm thép, cột điện đạt tải     |
| & Chủ đầu tư công     | trọng an toàn, độ bền kéo Rm lên tới 710 MPa.              |
+-----------------------+------------------------------------------------------------+

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu về máy móc để triển khai quy trình kiểm soát chất lượng thép cán nóng Danieli?

Hệ thống đòi hỏi lò nung Walking Hearth kiểm soát nhiệt độ ổn định trong dải $1200^\circ\text{C} - 1250^\circ\text{C}$, máy tẩy vảy Descaler áp lực tối thiểu $250\text{ bar}$, cụm giá cán thô - trung - tinh có dẫn động độc lập với tốc độ cán kết thúc không dưới $18\text{ m/s}$, hệ thống béc phun Quenching làm nguội nhanh và máy sàn nguội hạ nhiệt từ $900^\circ\text{C}$ xuống $130^\circ\text{C}$ trong thời gian từ $1\text{h} - 1\text{h}15\text{p}$.

2. Giới hạn mở rộng quy mô sản xuất (Scalability limits) của nhà máy và giải pháp tháo gỡ điểm nghẽn lò nung?

Điểm nghẽn lớn nhất hiện tại là công suất mẻ nung thực tế mới đạt 55 tấn/mẻ so với thiết kế 80 tấn/mẻ. Để tăng sản lượng cán lên mức tối đa $150.000\text{ tấn/năm}$, doanh nghiệp cần nâng cấp hệ thống cấp khí đốt tự động của lò Walking Hearth, tối ưu hóa kích thước phôi nạp và rút ngắn thời gian tống phôi qua bàn cán.

3. Cách thức tích hợp hệ thống kiểm soát chất lượng KCS với hệ thống quản lý sản xuất hiện hữu?

Thành lập Ban KCS trực thuộc Ban Tổng Giám đốc, bố trí 4 trạm kiểm soát chất lượng độc lập tại các khâu: Trạm 1 (Kiểm tra phôi nhập kho), Trạm 2 (Kiểm tra sau lò nung và tẩy vảy), Trạm 3 (Đo dung sai hình học sau nắn thẳng), Trạm 4 (Thử nghiệm cơ lý tính kéo/uốn và đóng bó). Dữ liệu nghiệm thu tại mỗi trạm được lập biên bản kỹ thuật trước khi chuyển công đoạn.

4. Kế hoạch bảo trì dự phòng (Preventive Maintenance) và kiểm định thiết bị cán định kỳ?

Trục cán tại 10 giá cán Delta phải được kiểm tra độ mòn định kỳ sau mỗi $500 - 800\text{ tấn}$ sản phẩm cán; đầu béc phun nước Descaler phải được vệ sinh xỉ thép đầu mỗi ca làm việc ($8\text{ tiếng}$); hệ thống cân và đếm tự động được hiệu chuẩn sai số hàng tuần bằng quả cân chuẩn.

5. Cơ cấu chi phí đầu tư chuyển đổi hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2008 và thời gian hoàn vốn (ROI)?

Chi phí tư vấn, đào tạo nhận thức cho 951 CBCNV và đánh giá chứng nhận ISO 9001:2008 ước tính khoảng $300 - 500\text{ triệu VNĐ}$. Lợi ích thu được từ việc giảm tỷ lệ phế phẩm thép hình từ $4,85%$ xuống $1,62%$ giúp tiết kiệm hàng tỷ đồng hao hụt kim loại mỗi năm, mang lại thời gian hoàn vốn đầu tư quản trị dưới 6 tháng.

Kết luận

Đồ án chuyên đề tốt nghiệp "Nâng cao chất lượng sản phẩm thép tại Công ty Cổ phần Thành Long" của tác giả Ngô Thị Dương đã giải quyết thấu đáo và khoa học bài toán nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp luyện kim trong giai đoạn hội nhập. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa phân tích số liệu thực chứng giai đoạn 2010 - 2014, nắm vững các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia (TCVN 1651-1:2008, TCVN 1651-2:2008, TCVN 7571:2006) và ứng dụng hiệu quả công cụ quản lý chất lượng Pareto cùng phương pháp Benchmarking, công trình đã chỉ rõ nguyên nhân cốt lõi gây khuyết tật sản phẩm và vạch ra hệ thống giải pháp toàn diện.

Những đóng góp của đồ án không chỉ giúp Công ty Cổ phần Thành Long nâng cao chất lượng các dòng thép tròn, thép thanh vằn và thép hình phục vụ các công trình thế kỷ (cầu vượt thép đô thị, đường dây 500kV Bắc - Nam, thủy điện quốc gia), mà còn cung cấp một mô hình tham khảo chuẩn mực cho các doanh nghiệp sản xuất cơ khí - vật liệu xây dựng đang trên lộ trình chuẩn hóa hệ thống quản lý chất lượng toàn diện.