CNQP&KT - Sau Chiến dịch Biên giới năm 1950, nhu cầu sản xuất vũ khí đánh Pháp ngày càng nhiều trong khi nguồn nguyên vật liệu ngày càng cạn kiệt. Để khắc phục, bên cạnh việc đẩy mạnh thu gom, khai thác, Cục Quân giới chủ trương xây dựng một số cơ sở sản xuất gang, thép cung cấp cho các binh công xưởng.

Đầu năm 1951, Cục Quân giới giao nhiệm vụ cho Viện Nghiên cứu quân giới xây dựng các lò luyện thép, nguồn nguyên liệu tận dụng từ phoi tiện, sắt thép vụn, gang già của các xưởng và các kho ở Việt Bắc. Chủ trương sản xuất thép lúc này là phù hợp, vì các đô thị và vùng đồng bằng đông dân hầu hết đều bị quân Pháp chiếm đóng hoặc bị chia cắt, không có nguồn bổ sung nguyên liệu mới và nếu có mua được cũng khó vận chuyển ra vùng tự do. Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu tận dụng từ ống nước, đường ray, tà vẹt, trục bánh xe, bệ máy, dầm cầu, khung thép, vỏ lò... qua nhiều năm khai thác phục vụ sản xuất vũ khí, trang bị đã gần cạn kiệt.

Thực hiện nhiệm vụ, Phòng Kim loại của Viện Nghiên cứu quân giới tập trung toàn lực cho nghiên cứu sản xuất thép. Đây là công việc mới, khó khăn, chưa có cơ sở Quân giới nào làm, trong khi đội ngũ cán bộ nghiên cứu hầu hết là những sinh viên, học sinh mới rời ghế nhà trường gia nhập Quân giới, chưa được đào tạo qua ngành luyện kim. Tất cả đều phải tự tìm hiểu qua tài liệu của các đồng chí Tạ Quang Bửu, Trần Đại Nghĩa, Võ Quý Huân mang từ Pháp về. Sau đó, Cục Quân giới điều kỹ sư Võ Quý Huân (chuyên gia về luyện kim) về giúp Viện nghiên cứu sản xuất thép. Sau một thời gian tìm hiểu thực tế, nhóm nghiên cứu đề xuất hai phương án luyện thép bằng than và bằng điện. Qua kiểm tra, phương án luyện thép bằng điện được chấp nhận vì công suất trạm thủy điện ở Bản Thi (Bắc Kạn) phù hợp với yêu cầu điện áp của lò nhỏ (15kwA). Than cực điện có thể mua ở vùng địch tạm chiếm hoặc điều từ Công xưởng hóa chất miền Nam lên. Gạch chịu lửa, cách làm khuôn ta đều có khả năng thực hiện được.

Để sản xuất được thép, các cán bộ, kỹ sư Quân giới phải giải được bài toán về năng lượng, vật liệu chịu lửa, giữ nhiệt, tạo và chế ngự hồ quang.

Vấn đề năng lượng thì ta đã có một máy phát điện công suất 18kwA, sử dụng động cơ xe ô tô GMC cải tiến chạy bằng khí than, do tỉnh Hà Giang cung cấp. Ngoài ra, ở Việt Bắc còn có hai máy phát điện, công suất 100kwA, tại Bản Thi. Kỹ sư Võ Quý Huân và đồng chí Nguyễn Cảnh Hồ lên tận nơi khảo sát, xem xét nguồn nguyên liệu sắt, thép phế thải để nghiên cứu đặt địa điểm sản xuất thép tại đó.

Vật liệu chịu lửa thì có thể khai thác gạch KMA của lò cao Mai Tâm, gạch Sa-mốt của lò nung quặng kẽm ở Bản Thi, nhưng hai loại gạch này không chịu được nhiệt độ quá cao. Với lò luyện thép nếu gạch không chịu được nhiệt độ cao thì sẽ mủn ra làm thủng lò, nếu để tản nhiệt nhanh thì dù hồ quang dài và độ nóng đạt yêu cầu thì phôi sắt không nóng chảy được. Trước yêu cầu nấu thép đòi hỏi vừa phải chịu được nhiệt độ cao vừa phải giữ được nhiệt, nhóm nghiên cứu chọn vật liệu chịu lửa là đá sỏi trắng (SiO2). Đất sét được sử dụng vừa làm vật liệu kết dính, vừa pha trộn làm vật liệu chịu lửa. Về sau ta tìm được loại đất sét cao lanh có hàm lượng oxit nhôm (Al2O3) cao, chịu được nhiệt độ cao (SiO2 và Al2O3 có thể chịu nhiệt từ 1.800°C đến 2.200°C). Việc nghiên cứu tìm ra tỷ lệ hỗn hợp (sỏi, đất sét) phù hợp là quá trình lâu dài, gian khổ mới có được.

Ngoài ra, việc giữ nhiệt phụ thuộc vào kiểu lò điện. Khi chọn, nhóm nghiên cứu xem xét tất cả các kiểu lò điện có trong tài liệu và được Cục trưởng Trần Đại Nghĩa gợi ý về lò điện hồ quang. Nhóm nghiên cứu thống nhất chọn kiểu lò Stassano có 3 cực than điện nằm ngang. Tuy nhiên, để thiết kế loại lò điện nhỏ thì cần phải tính toán kỹ cả lý thuyết và thực nghiệm nấu luyện. Nhiệm vụ này được đồng chí Tuân (có bằng toán học đại cương) qua nghiên cứu tài liệu về chiếu xạ, phản xạ, bức xạ... đã tính toán được những dữ liệu thích hợp với kiểu lò nhỏ để tiến hành xây lắp.

Chỉ với 13 cán bộ, kỹ sư, công nhân viên, Phân xưởng Đúc, thuộc Viện Nghiên cứu quân giới, đã sản xuất thép bằng lò điện hồ quang để làm ra hơn 25.000 sản phẩm quân cụ các loại cung cấp cho chiến trường.

Nhiệm vụ xây dựng lò rất vất vả, nhất là nắp vòm với đường cong lõm (có vai trò làm giảm bớt sự tản nhiệt và phản xạ tập trung nhiệt cho phôi thép). Vật liệu để xây dựng cần thích hợp ở mỗi góc độ, khu vực, vị trí như ở cửa nạp liệu, cửa rót thép, 3 lỗ than điện... Đặc biệt, việc lắp ghép nắp vòm với thân lò phải qua tính toán lý thuyết và thực nghiệm nhiều lần đạt yêu cầu mới tiến hành xây lò sản xuất.

Bên cạnh đó, vấn đề tạo và chế ngự hồ quang nhằm tạo chế độ làm việc ổn định của hệ thống là rất khó khăn. Sau khi tham khảo các tài liệu về ổn định dòng điện, nhóm nghiên cứu kết luận phải thêm vào mạch điện một điện trở cảm kháng biến đổi để cân bằng với dung kháng biến đổi đã có (tức là 3 cực điện của hồ quang). Cảm kháng biến này được chế tạo gồm cuộn dây đồng và lõi sắt di động bên trong. Khi lõi sắt nằm gọn trong cuộn dây đồng là điểm tương ứng với trở kháng cao nhất. Nếu rút lõi sắt ra khỏi cuộn dây thì có trở kháng bé nhất. Theo cách đó, khi đặt thỏi sắt nằm gọn trong cuộn dây đồng để tạo trở kháng lớn nhất trong mạch cũng là lúc cho 3 cực điện tiếp xúc để mồi hồ quang, do đó không xảy ra hiện tượng ngắn mạch nữa.

Tháng 10/1951, việc chuẩn bị cho sản xuất mẻ thép thí nghiệm tại Viện Nghiên cứu quân giới hoàn tất, một lò nhỏ 3 cực điện, dung lượng 5kg đã sẵn sàng. Sau hơn hai giờ nấu luyện, nước thép đã sánh, lò thép từ từ nghiêng, nước thép theo máng rót vào khuôn vừa đủ làm một chiếc cuốc chim nặng 2,5kg. Khi phá khuôn, thành phẩm tuy chưa đẹp nhưng hình dáng khá ổn. Nhiệm vụ sản xuất thí nghiệm mẻ thép đầu tiên đã hoàn thành.

Sau đó một thời gian ngắn, việc sản xuất thép đang được tiến hành thì trạm thủy điện ở Bản Thi, Xưởng H52 và các xưởng xung quanh bị máy bay địch ném bom đánh phá, gây thiệt hại lớn về vật chất. Đoạn kênh dài hàng chục mét dẫn nước vào bể chứa của trạm thủy điện bị phá; ống dẫn nước bằng thép từ bể chứa xuống tua-bin bị đứt chỗ nối, tua-bin và máy phát điện bị chấn động. Việc sửa lại tua-bin chỉ cần rà, chỉnh trong một đêm, còn việc đắp lại các bờ kênh dẫn nước phải mất khá nhiều công sức. Không có xi măng, công nhân phải dùng cọc tre, phên nứa dựng lên, sau đó đổ đất lèn kỹ. Lúc đầu vì muốn nhanh nên lấy đất xung quanh. Khi tháo nước vào kênh, đất thấm nước vỡ ra, nước chảy hết phải làm lại. Lần sau, lấy đất sét ở nơi xa hơn, lèn, đầm thật kỹ nên dòng nước lại theo bờ kênh mới đổ vào bể chứa. Sau khi ống dẫn nước bằng thép sửa chữa xong, đưa nước xuống tua-bin và dòng điện lại sẵn sàng phục vụ cho sản xuất thép.

Khi sản phẩm thép đúc liên tục ra lò ngày càng nhiều thì nguồn nguyên liệu cho sản xuất càng trở nên cấp bách. Rất may, lúc đó bên cạnh Phân xưởng Đúc có Xưởng Rèn, nguồn thép phế liệu đang chất thành đống. Vậy là thép phế liệu được đưa vào xe goòng chuyển về Phân xưởng đúc. Tuy nhiên, do phải sử dụng nguyên liệu sạch nên việc đánh gỉ mất nhiều công sức và thời gian, nếu làm thủ công thì không kịp. Xưởng đã có sáng kiến là sử dụng thùng nghiền thuốc đen sẵn có, cho phế liệu vào quay. Những mảnh tôn, sắt vụn phế thải va đập vào nhau đã giúp tẩy hết gỉ sắt, bụi bẩn. Ngoài ra, cát là vật liệu quan trọng sử dụng trong đúc thép cũng phải vận chuyển từ xa về, vì cát ở các dòng suối xung quanh lẫn nhiều tạp chất và không chịu được nhiệt độ cao lên tới 1.400°C trong quá trình luyện thép.

Một khó khăn nữa là Phân xưởng đúc được đặt tại Bản Thi, là một vùng cao của tỉnh Bắc Kạn nên nhiệt độ có lúc xuống tới 0°C; nên càng rét cán bộ, công nhân càng đói, bữa ăn chính không đủ no, bữa ăn giữa ca cũng chỉ có mấy củ sắn tự tăng gia sản xuất. Nhưng vượt lên tất cả, cán bộ, công nhân Quân giới đã khắc phục mọi khó khăn, gian khổ sản xuất thép dùng làm quân cụ để công binh và dân công hỏa tuyến mở đường cho bộ đội hành quân, cho xe kéo pháo phục vụ Chiến dịch Điện Biên Phủ.

Trong thời gian hơn một năm, chỉ với 13 cán bộ, công nhân viên, Phân xưởng đúc, thuộc Viện Nghiên cứu quân giới, đã sản xuất thép bằng lò điện hồ quang để làm ra hơn 25.000 sản phẩm quân cụ các loại cung cấp cho chiến trường. Chiến công ấy là niềm vinh dự và tự hào của ngành Quân giới Việt Nam non trẻ giữa núi rừng Việt Bắc. Trong hoàn cảnh và điều kiện cực kỳ khó khăn, bằng tinh thần tự lực, tự cường, đoàn kết, sáng tạo, những cán bộ, kỹ sư, công nhân Quân giới đã sản xuất được những sản phẩm thép đầu tiên, góp công cùng toàn quân, toàn dân ta làm nên chiến thắng lịch sử Điện Biên Phủ.

Đại tá, ThS.NGÔ NHẬT DƯƠNG