SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀ CƠ HỘI MANG LẠI CHO NGÀNH THÉP

​Điều này cũng đồng nghĩa với việc phát thải trong sản xuất thép lò điện ở Việt Nam cao hơn nhiều so với các nước tiên tiến trên thế giới. Như vậy, việc cải tiến công nghệ và thiết bị, sử dụng nguyên nhiên liệu hiệu quả sẽ mang lại lợi ích kinh tế to lớn và giảm mạnh phát thải, đảm bảo cho việc phát triển bền vững cũng như tăng cường tính cạnh tranh của sản phẩm thép của nước ta trong bối cảnh hội nhập kinh tế.

Theo đánh giá tiềm năng sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất thép lò điện ở nước ta còn rất lớn ở tất cả các khâu từ chuẩn bị nguyên liệu, luyện thép trong lò điện hồ quang, tinh luyện thép trong lò thùng đến đúc phôi trong máy đúc liên tục. Tiềm năng tiết kiệm về nguyên liệu có thể đạt 4 – 5%, điện năng 10 – 20%, điện cực grafit 10 – 20%, vật liệu chịu lửa 5 – 10%…

 Vậy áp dụng sản xuất sạch hơn có thể mang lại những lợi ích gì cho ngành thép?

*Loại bỏ chất phi kim loại, giảm phát thải ra môi trường

Cùng với công việc sàng lọc, loại bỏ các tạp chất phi kim loại, chất gây cháy nổ,  việc bổ sung thêm công đoạn băm, chặt nhỏ, thậm chí là đóng bánh nguyên liệu, sẽ giúp tăng tỷ trọng của thép phế, giảm số lần nạp liệu, tăng năng suất sử dụng thiết bị, đặc biệt là giảm phát thải ra môi trường.

*Tăng năng suất, rút ngắn thời gian luyện thép

Dùng biến thế lò siêu cao công suất để rút ngắn thời gian luyện một mẻ thép. Lò siêu cao công suất có biến thế với dung lượng riêng lớn hơn 700 kVA/T công suất. Lò siêu cao công suất có thời gian nấu luyện mẻ thép ngắn hơn, có năng suất cao hơn, tiêu hao điện cực ít hơn, lượng khí thải ít hơn và tuổi thọ tường lò cao hơn so với lò thông thường.

*Tăng thời gian vận hành nhà máy

Trong vài chục năm gần đây, tường lò và nắp lò được đầm với các tấm làm nguội nước để nâng cao tuổi thọ của vật liệu chịu lửa, để có thể sử dụng công nghệ siêu cao công suất và tận dụng nhiệt thải. Có hai hệ thống nước làm nguội: làm nguội lạnh và làm nguội ấm. Sự bốc hơi nước làm nguội hấp thụ được bức xạ nhiệt do hồ quang tạo ra. Để bảo vệ các tấm làm nguội khỏi bị biến dạng nhiệt, đặc biệt khi sử dụng công nghệ xỉ bọt cần sử dụng máy tính để điều khiển quá trình nấu luyện, tránh làm chảy các tấm do ứng suất nhiệt và bảo vệ vật liệu chịu lửa.

Làm nguội tường lò và nắp lò bằng nước cần thêm năng lượng khoảng 10 – 20 Wh/t nhưng được bù đắp bằng tăng thời gian vận hành nhà máy và giảm thời gian bảo hành và cho phép áp dụng các công nghệ hiện đại như lò UHP (siêu cao công suất).

*Giảm tiêu hao năng lượng

Phun ôxy-nhiên liệu giúp cho quá trình nóng chảy thép phế được đều đặn và ổn định. Đồng thời, giảm được tiêu hao năng lượng điện nhờ nhiệt do quá trình cháy nhiên liệu toả ra. Phun ôxy-nhiên liệu làm tăng lượng khí thải nhưng cũng làm giảm tiêu hao năng lượng, gián tiếp làm giảm khí thải nhà kính.

Ngày nay kỹ thuật ra thép ở đáy lò được áp dụng rất rộng rãi do giảm thiểu được lượng xỉ ôxy hoá vào thùng thép trong quá trình rót. Biện pháp này cũng giảm được chi phí do giảm tiêu hao vật liệu chịu lửa vì ra thép nhanh và giảm mất mát năng lượng. Hơn nữa, công nghệ trên còn làm cho việc thu gom khói được đơn giản hơn. Hiện nay, hầu hết các lò điện mới đều được trang bị hệ thống ra thép ở đáy lò.

*Cải thiện sự truyền nhiệt và bảo vệ vật liệu chịu lửa

Việc tạo ra xỉ bọt trong lò sẽ cải thiện được sự truyền nhiệt vào nguyên liệu đầu vào và bảo vệ được vật liệu chịu lửa. Do độ ổn định của hồ quang tốt hơn và bức xạ nhiệt giảm nên công nghệ xỉ bọt làm giảm tiêu hao năng lượng, điện cực graphit, tiếng ồn và làm tăng năng suất thiết bị. Nó cũng có ảnh hưởng tốt đến một số phản ứng luyện kim (giữa xỉ lỏng và thép lỏng). Tỷ trọng của xỉ bọt nhẹ hơn của xỉ chứa FeO thông thường (1,15-1,5 t/m3 so với 2,3 t/m3).

Vì vậy, lượng xỉ nhiều hơn và cần thùng chứa xỉ to hơn. Sau khi rót, một phần xỉ lại thoát khí. Cần lưu ý là không nên sử dụng xỉ bọt đối với các mác thép chất lượng cao.

*Tiết kiệm các nguyên tố hợp kim

Một số bước công nghệ không cần phải thực hiện trong lò điện hồ quang, mà có thể thực hiện hiệu quả hơn trong lò khác (như khử lưu huỳnh, hợp kim hoá, đồng đều hoá nhiệt độ và thành phần hoá học). Các bước này được chuyển từ lò hồ quang sang lò thùng. Hiệu quả của công nghệ này là tiết kiệm năng lượng (10 – 30 kWh/t), giảm được thời gian luyện một mẻ thép khoảng 5 – 20 phút, tăng năng suất, điều khiển nhiệt độ rót thép dễ hơn, giảm tiêu hao điện cực (0,1 – 0,74 kg/t), tiết kiệm các nguyên tố hợp kim và giảm phát tán các chất ô nhiễm môi trường.

Đơn giản trong vận hành, giảm tiêu hao năng lượng, phát tán bụi

Dùng máy tính để tự động điều khiển các quá trình từ nạp nguyên liệu, vận hành lò điện hồ quang, lò thùng tinh luyện và đúc liên tục. Việc điều khiển này làm tăng năng suất thiết bị, giảm tiêu hao năng lượng và giảm phát tán bụi.

*Hệ thống nước làm nguội khép kín

Trong nhà máy luyện thép, nước được sử dụng để làm mát lò điện hồ quang, lò thùng tinh luyện, máy đúc liên tục và lọc bụi ướt. Đối với lò điện hồ quang và lò thùng tinh luyện, nước dùng để làm mát các bộ phận với nguyên tắc không tiếp xúc nên nước hầu như không bị nhiễm bẩn. Việc sử dụng tuần hoàn nước sẽ đem lại lợi ích kinh tế cao. Vì thế, các nhà máy luyện kim hiện đại đều trang bị hệ thống nước làm nguội khép kín.

Hệ thống nước làm nguội khép kín cần thêm năng lượng để bơm nước và tái làm nguội nước. Tuy nhiên, việc tiết kiệm nước vẫn làm giảm chi phí vận hành của nhà máy.

*Sử dụng lại xỉ lò điện

Trong sản xuất thép lò điện sẽ sinh ra một lượng xỉ khoảng 100-150 kg/t thép. Xỉ lò điện có thể xem như đá nhân tạo, giống đá tự nhiên, bao gồm FeO, CaO, SiO2 và các ôxit khác như MgO, Al2O3, MnO… Xỉ lò điện có thể sử dụng để làm đường, san lấp, sản xuất xi măng… Tuy nhiên, trước khi sử dụng, xỉ phải được chế biến như nghiền, sàng và phân loại kích thước… Giải pháp này giúp tăng nguồn thu và giảm nhu cầu bãi chứa xỉ.…

Lộc Nguyễn