Nghiên cứu giải pháp tiêu hao năng lượng trong luyện thép lò điện

Lý do chọn đề tài :  Công nghệ luyện thép lò điện hiện nay được sử dụng khá phổ biến tại Việt nam  Sức cạnh tranh sản phẩm của các nhà máy sử dụng công nghệ luyện thép lò điện là không

Tác giả luận văn : Nguyễn Hoàng Việt Khóa : 2009

Người hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm

Nội dung tóm tắt :

a Lý do chọn đề tài :

 Công nghệ luyện thép lò điện hiện nay được sử dụng khá phổ biến tại Việt nam

 Sức cạnh tranh sản phẩm của các nhà máy sử dụng công nghệ luyện thép lò điện là không cao

 Biến động về giá của các loại năng lượng

b Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu :

 Mục đích nghiên cứu của luận văn : Đề xuất các biện pháp giảm tiêu hao năng lượng trong luyện thép lò điện

 Đối tượng nghiên cứu : Công nghệ lò điện hồ quang

 Phạm vi nghiên cứu : Tại bốn nhà máy sử dụng công nghệ luyện thép lò điện hồ quang tại Việt Nam ( Nhà máy luyện thép Lưu Xá, Công ty CP thép Đình Vũ, Công ty CP thép Sông Đà, Công ty CP thép Hòa Phát )

c Tóm tắt nội dung chính và đóng góp của tác giả :

 Tóm tắt nội dung chính :

1 Mục tiêu chính của đề tài : Đề xuất các biện pháp giảm tiêu hao năng lượng trong luyện thép lò điện

2 Phương pháp tiếp cận :

5 Đề xuất các giải pháp năng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại Việt Nam

6 Kết luận và kiến nghị

 Đóng góp ý kiến mới của tác giả :

 Lắp đặt thêm thiết bị tiền sử lý nước gang (Đối với các nhà máy có tiềm năng

sử dụng gang lỏng trong luyện thép : Công ty thép Đình Vũ)

 Tiếp tục tìm hiểu biện các pháp xử lý chất lượng thép phế và khắc phục sự cố

lò nhằm giảm thiểu thời gian dừng lò(mua máy băm vo, sử dụng vòng ôm điện cực tiên tiến, sử dụng biện pháp thay thế ống nước làm mát cải tiến, sử dụng cốc đúc rót liên tục)

d Phương pháp nghiên cứu :

Hậu quả của việc tiêu hao nhiều năng lượng của ngành thép Việt Nam ngoài việc tăng giá thành, giảm tính cạnh tranh của sản phẩm còn làm tăng mức độ ô nhiễm môi trường.Qua việc đưa ra những số liệu trong việc khảo sát các chỉ tiêu tiêu hao tại các nhà máy luyện thép của Việt Nam : Nhà máy Lưu Xá, Công ty thép Đình Vũ, Công ty thép Hòa Phát, Công ty thép Sông Đà cho thấy sự thất thoát năng lượng quá nhiều so với thế giới và cũng đưa ra một sự đánh giá khách quan về mức độ tiêu hao năng lượng của từng nhà

Trong tình trạng nền kinh tế thế giới có nhiều biến động, sức ép cạnh tranh ngày càng gia tăng đã và đang tác động hàng ngày đến nền sản xuất kinh doanh của tất cả công ty luyện thép tại Việt Nam Để tìm ra lối tháo gỡ khó khăn cho hiện tại và hướng tới phát triên vững chắc trong tương lai các nhà máy cần phát huy và tiến hành thực hiện ngay một số kiến nghị sau :

1 Tận dụng và phát huy cơ sở hạ tầng hiện có, tiếp thu những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới của ngành thép thế giới

2 Đồng bộ hóa trang thiết bị để tiến tới có 1 dây truyền luyện thép thép hiện đại đồng

bộ ở tất cả các khâu

3 Nhà máy chủ động trong việc nhập khẩu thép phế

4 Đầu tư, cải tạo nhà máy :

 Nâng cấp, cải tạo và mở rộng mặt bằng nhà xưởng

 Áp dụng các tiêu chuẩn tiêu hao năng lượng thế giới cho các nhà máy luyện thép tại Việt Nam

 Lắp đặt thêm thiết bị tiền sử lý nước gang ( Đối với các nhà máy có sử dụng gang lỏng trong luyện thép : Nhà máy lưu xá, Công ty thép Đình Vũ )

 Đồng bộ hóa trong từng khâu và giữa các khâu nấu luyện : Lò Siêu cao công suất – Lò tinh luyện – Máy đúc liên tục

Họ và tên tác giả luận văn

Nguyễn Hoàng Việt

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu giải pháp giảm tiêu hao năng lượng trong luyện thép lò điện

Chuyên ngành : Khoa học và kỹ thuật vật liệu kim loại

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Khoa học và kỹ thuật vật liệu kim loại

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm

Hà Nội – Năm 2011

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 7

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN NGÀNH THÉP 9

1.1 TỔNG QUAN NGÀNH THÉP THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 9

1.1.1 Hiện trạng ngành thép thế giới 9

1.1.2 Nguyên liệu cho sản xuất thép 10

1.1.3 Tình hình sản lượng thép thế giới 12

1.2 HIỆN TRẠNG NGÀNH THÉP VIỆT NAM 14

1.2.1 Quan điểm và mục tiêu chiến lược phát triển ngành thép Việt Nam tới năm 2010, tầm nhìn tới 2020 16

1.2.2.Mục tiêu phát triển ngành thép đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020: 18

1.2.3 Một số giải pháp nhằm thực hiện chiến lược 19

1.2.4.Những cơ hội và thách thức của ngành Thép trong tương lai 23

CHƯƠNG 2 – HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ LÒ ĐIỆN NGÀNH THÉP VIỆT NAM 25

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ LUYỆN THÉP LÒ ĐIỆN 25

2.1.1 Chuẩn bị liệu 26

2.1.2 Nạp liệu 27

2.1.3 Nấu chảy 29

2.1.4 Rót thép và ra xỉ 31

2.1.5 Tinh luyện 31

2.1.6 Đúc liên tục 38

2.2 CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA LÒ ĐIỆN HỒ QUANG 41

2.2.1 Năng suất lò 41

2.2.2 Suất tiêu hao điện năng (W) 43

2.2.3 Suất tiêu hao điện cực 45 CHƯƠNG 3 - THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ

3.1 PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN VÀ CÁCH THỨC TIẾN HÀNH KHẢO SÁT THỰC TRẠNG SỬ

DỤNG NĂNG LƯƠNG 47

3.1.1 Bảng các tiêu chí khảo sát cơ bản cần đánh giá : 47

3.1.2 Cách thức tiến hành lấy số liệu các chỉ tiêu cơ bản trên : 48

3.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI CÁC NHÀ MÁY THỰC HIỆN KHẢO SÁT49 3.2.1 Nhà máy luyện thép Lưu Xá 49

3.2.2 Nhà máy luyện thép Đình Vũ 58

3.2.3 Nhà máy luyện thép Hòa Phát ( Phố nối ) 67

3.2.4 Nhà máy luyện thép Sông Đà 74

CHƯƠNG 4 - PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI CÁC NHÀ MÁY 82

4.1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG 82

4.1.1 Phân tích định tính 82

4.1.2 Phân tích định lượng 86

4.1.3 Các nguyên nhân ảnh hưởng đến các chỉ tiêu tiêu hao năng lượng 88

4.2 ĐỀ XUẤT CÁC BIÊN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 89

4.2.1 Các đề xuất và giải pháp về mặt lý thuyết : 89

4.2.2 Đề xuất các giải pháp cụ thể trên thực tế trên dây truyền luyện thép : Lò SCCS – Lò LF – Máy đúc liên tục 93

4.2.3 Đánh giá hiệu quả của các giải pháp áp dụng 97

CHƯƠNG 5 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 - Sản lượng thép thế giới từ 1900 – 2010

Bảng 1.2 - Sản lượng các loại nguyên liệu cho luyện thép

Bảng 1.3 - Mười nước sản xuất thép lớn nhất thế giới

Bảng 1.4 - Mười công ty thép lớn nhất thế giới

Bảng 1.5 - Các chỉ tiêu KT-KT luyện thép của nước ta và thế giới

Bảng 1.6 - Dự báo nhu cầu các sản phẩm thép các giai đoạn

Bảng 1.7 - Các cơ sở sản xuất phôi thép

Bảng 1.8 - Dự báo sản lượng thép Việt Nam trong giai đoạn 2005 – 2015

Bảng 1.9 - Mục tiêu sản lượng của ngành thép giai đoạn 2008 – 2015

Bảng 3.1 - Bảng các chỉ tiêu tiêu hao chính trong luyện thép tính cho 1Tấn thép lò điện Bảng 3.2 - Bảng các chỉ tiêu tiêu hao trung bình của thế giới

Bảng 3.3(a) - Bảng sản lượng phôi thép nhà máy thép Lưu Xá

Bảng 3.3(b) - Bảng Các mác thép sản xuất chủ yếu tại nhà máy

Bảng 3.4 - Bảng Tổng kết kỹ thuật nhà máy thép Lưu Xá năm 2009, 2010 và quý I năm

2011

Bảng 3.5- Bảng báo cáo các chỉ tiêu tiêu hao năm 2010 ( nhà máy thép Lưu Xá)

Bảng 3.6 - Bảng so sánh tiêu hao trung bình các chỉ tiêu của nhà máy Lưu xá và Thế Giới

Bảng 3.7 - Bảng Tổng kết kỹ thuật nhà máy thép Đình Vũ năm 2008, 2009, 2010 Bảng 3.8 - Bảng báo cáo chỉ tiêu tiêu hao năm 2009 ( nhà máy thép Đình Vũ )

Bảng 3.9 - Bảng báo cáo chỉ tiêu tiêu hao năm 2010 ( nhà máy thép Đình Vũ )

Bảng 3.10 - Bảng so sánh Tiêu hao trung bình của Nhà máy Đình Vũ và Thế giới

Bảng 3.12 - Bảng so sánh tiêu hao trung bình của các chỉ tiêu của nhà máy Hòa Phát

và Thế Giới

Bảng 3.13 - Bảng báo cáo chỉ tiêu tiêu hao năm 2010 ( nhà máy Sông Đà )

Bảng 3.14 - Bảng so sánh Tiêu hao trung bình của các chỉ tiêu của nhà máy Sông Đà

Hình 2.5 (a) - Khâu tinh luyện

Hình 2.5 (b) - Thao tác gạt xỉ trong quá trình đúc

Hình 3.1 - Quy trình thu thập và khảo sát số liệu

Hình 3.2 (a) - Sản lượng thép nhà máy Lưu Xá năm 2010

Hình 3.2 (b) - Tiêu hao thép phế nhà máy lưu Xá năm 2010

Hình 3.2 (c) - Tổng tiêu hao điện 2 lò nhà máy lưu xá năm 2010

Hình 3.2 (d) - Tổng tiêu hao điện cực 2 lò nhà máy Lưu Xá năm 2010

Hình 3.2 (e) - Tổng tiêu hao fero nhà máy Lưu Xá năm 2010

Hình 3.2 (f) - Thời gian nấu luyện 2 lò nhà máy Lưu Xá năm 2010

Hình 3.2 (i) - Tổng tiêu hao than phun nhà máy Lưu Xá năm 2010

Hình 3.3 - So sánh các chỉ tiêu tiêu hao năng lượng nhà máy thép Lưu Xá/Thế giới Hình 3.4 (a) - Sản lượng thép nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (b) - Tiêu hao thép phế nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (c) - Tổng tiêu hao điện 2 lò nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (d) - Tổng tiêu hao điện cực 2 lò nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (e) - Tổng tiêu hao fero nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (f) - Thời gian nấu luyện 2 lò nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.4 (i) - Tổng tiêu hao than phun nhà máy Đình Vũ năm 2010

Hình 3.5 - So sánh các chỉ tiêu tiêu hao năng lượng nhà máy thép Đình Vũ /Thế giớ i Hình 3.6 (a) - Sản lượng thép nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.6 (b) - Tiêu hao thép phế nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.6 (c) - Tổng tiêu hao điện 2 lò nhà máy Đình Hòa Phát 2010

Hình 3.6 (d) - Tổng tiêu hao điện cực 2 lò nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.6 (e) - Tổng tiêu hao fero nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.6 (f) - Thời gian nấu luyện 2 lò nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.6 (i) - Tổng tiêu hao than phun nhà máy Hòa Phát năm 2010

Hình 3.7 - So sánh các chỉ tiêu tiêu hao năng lượng nhà máy thép Hòa Phát /Thế giới Hình 3.8 (a) - Sản lượng thép nhà máy Sông Đà năm 2010

Hình 3.8 (b) - Tiêu hao thép phế nhà máy Sông Đànăm 2010

Hình 3.8 (c) - Tổng tiêu hao điện 2 lò nhà máy Sông Đà năm 2010

Hình 3.8 (d) - Tổng tiêu hao điện cực 2 lò nhà máy Sông Đà năm 2010

Hình 3.8 (e) - Tổng tiêu hao fero nhà máy Sông Đànăm 2010

Hình 3.8 (f) - Thời gian nấu luyện 2 lò nhà máy Sông Đà năm 2010

Hình 3.8 (i) - Tổng tiêu hao than phun nhà máy Sông Đà năm 2010

Hình 3.9 - So sánh các chỉ tiêu tiêu hao năng lượng nhà máy thép Sông Đà /Thế giới Hình 4.1 - Hình so sánh thực trạng sử dụng năng lượng của các nhà máy

2008 sản lƣợng thép của thế giới đã đạt 1,3297 triệu tấn và năm 2009 Sản lƣợng thép thế giới giảm 5-8% trong năm 2009 và là một trong các năm giảm mạnh nhất trong lịch

sử đạt 1,2205 triệu tấn.Sản lƣợng thép thế giới đã tăng mạnh trở lại trong năm 2010, đạt mức 1,3560 triệu tấn nhờ các nhà máy thép phục hồi sản xuất trong bối cảnh kinh

tế phục hồi, tuy nhiên các nhà phân tích hy vọng sản lƣợng thép sẽ còn tiếp tục tăng quanh mức 1,400 triệu tấn trong năm 2011

1.1.2 Nguyên liệu cho sản xuất thép

Để sản xuất thép người ta dùng nguyên liệu là gang và sắt thép phế vụn Từ những năm

1970 của thế kỉ trước, nhiều công nghệ luyện kim phi cốc đã được nghiên cứu và đưa vào sản xuất nhằm tránh tình trạng thiếu cốc cũng như tận dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên khí của một số nước trên thế giới.Trong những năm gần đây ngành luyện kim phi cốc cũng bắt đầu phát triển và đóng góp vào chung vào sản lượng thép thế giới.Ngành luyện kim phi côc (Midrex, Hyl, Corex…) năm 2008 cung cấp 64,9 triệu tấn sắt xốp

cho luyện thép, sản lượng của 3 nhóm nguyên liệu chính để sản xuất thép của thế giới trong những năm gần đây được nghi trong bảng 2

Bảng 1.2 - Sản lượng các loại nguyên liệu cho luyện thép

Trong những năm 60 – 70 của thế kỷ trước, kích thước lò cao đã tăng lên nhanh chóng

để đáp ứng nhu cầu tăng nhanh của lượng thép và nâng cao hiệu quả kinh tế Năm 1986 Liên Xô cũ xây dựng lò cao với dung tích 5.500 m3 .Đây là lò cao lớn nhất thế giới Trong tương lai người ta không tiếp tục tăng thể tích lò cao nữa mà tập trung vào cải tiến và hiện đại hoá các thiết bị lò cao để giảm chi phí sản xuất, kéo dài tuổi thọ thiết bị

và cải thiện môi trường

Từ những năm 70 của thế kỷ trước, để giải quyết vấn đề khan hiếm than cốc và tận dụng nguồn tài nguyên khí thiên nhiên, người ta đã nghiên cứu và đưa và sản xuất công nghệ luyện kim phi cốc.Sản phẩm của các công nghệ này là sắt xốp, gang lỏng hay sắt cacbit Đến nay đã có khoảng 30 công nghệ được nghiên cứu Tuy vậy cũng chỉ có các công nghệ Midrex, Hyl, Lò quay, Corex, Finnet là được đưa vào sản xuất ở mức độ công nghiệp Còn các công nghệ khác đang ở giai đoạn thí nghiệm

Hàng năm, ngành công nghiệp thế giới tạo ra một nguồn thép phế tương đối lớn Đây

thép phế chiếm 35 – 40% nguyên liệu cho luyện thép Việc sử dụng sắt thép phế còn giúp cho công tác bảo vệ môi trường, bảo vệ và tiết kiệm quặng sắt tài nguyên không tái tạo được

1.1.3 Tình hình sản lượng thép thế giới

Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng thép trên thế giới rất lớn, năm 2003 sản lượng thép trên thế giới đạt 969,723 triệu tấn trong đó chủ yếu là thép kết cấu dùng cho xây dựng và chế tạo máy, tuỳ theo từng quốc gia mà lượng thép kết cấu chiếm từ 60  90% phần còn lại dành cho các ngành khác như: Công nghiệp điện, chế tạo đặc biệt, hàng không, vũ trụ…Do yêu cầu của các ngành như chế tạo máy, xây dựng, giao thông, quốc phòng, mong muốn sản phẩm sản xuất ra phải gọn nhẹ tuổi thọ cao giá thành hạ Vì thế vật liệu sử dụng nhất là thép phải có độ bền cao, tuổi thọ dài chiụ được những tác động của môi trường khắc nghiệt Để đáp ứng nhu cầu đó của thị trường tiêu thụ thép, thép sản xuất ra cần giải quyết 2 vấn đề: Chất lượng cao, giá thành hạ Muốn đạt được hai vấn đề trên thì lưu trình sản xuất phải khép kín nhằm giảm tiêu hao nguyên liệu, giảm các tiêu hao phụ, giảm bớt phí vận tải… Nâng cao hiệu quả lao động

và hệ số sử dụng thiết bị…Giảm ô nhiễm môi trường, bằng cách tái sử dụng các phế thải, luôn luôn cải tiến thiết bị áp dụng những công nghệ sản xuất mới có hiệu quả kinh

tế cao

Hiện nay, trên thế giới, thép được sản suất bằng hai lưu trình công nghệ chính( lưu trình dài và lưu trình ngắn ) :

- Công nghệ lò cao – lò chuyển thổi oxy – đúc liên tục

- Công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục

Ngoài hai công nghệ chính nêu trên còn có hai công nghệ mới phát triển là :

- Hoàn nguyên nấu chảy – lò chuyển thổi oxy – đúc liên tục

- Hoàn nguyên trực tiếp – lò điện hồ quang – đúc liên tục

Tuy nhiên, hai công nghệ mới này mới triển khai ở một số nước giầu tài nguyên khí thiên nhiên như Ấn Độ, Iran, Venezuela … Sản lượng của hai công nghệ này còn rất nhỏ, chỉ chiếm khoảng 5% tổng sản lượng của thế giới ( năm 2007 tổng sản lượng sắt

hoàn nguyên nấu chảy và hoàn nguyên trực tiếp đạt 64,9 triệu tấn so với 947,8 triệu tấn gang và 478,9 triệu tấn thép vụn)

Mười nước sản xuất thép lớn nhất thế giới được ghi trong bảng 1.3 và 10 công ty thép lớn nhất thế giới được ghi trong bảng 1.4

Bảng 1.3 - Mười nước sản xuất thép lớn nhất thế giới

48.6 32.7 29.8 26.5 25.3

* Nguồn :WSA 2010

Bảng 1.4 - Mười công ty thép lớn nhất thế giới

* Nguồn :IISI 2010 Đơn vị tính: triệu tấn

TT Tên công ty Sản lượng TT Tên công ty Sản lượng

US steel

24.4 23.6 22.9 22.8 21.5

1.2HIỆN TRẠNG NGÀNH THÉP VIỆT NAM

Ngành thép Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ đầu những năm 60 Khu liên hợp gang thép Thái Nguyên do Trung Quốc giúp ta xây dựng, cho ra mẻ gang đầu tiên vào năm

1963 Công suất thiết kế lúc đó của cả khu gang thép là 100 ngàn tấn/năm

- Giai đoạn từ 1976 đến 1989: Ngành thép gặp rất nhiều khó khăn do kinh tế đất nước

lâm vào khủng hoảng, ngành thép không phát triển được và chỉ duy trì mức sản lượng

từ 40 ngàn đến 85 ngàn tấn thép/năm

- Giai đoạn từ 1989 đến 1995: Thực hiện chủ trương đổi mới, mở cửa của Đảng và

Nhà nước, ngành thép bắt đầu có tăng trưởng, sản lượng thép trong nước đã vượt mức trên 100 ngàn tấn/năm

- Thời kỳ 1996 - 2000: Ngành thép vẫn giữ được mức độ tăng trưởng khá cao, tiếp tục

được đầu tư đổi mới và đầu tư chiều sâu: Đã đưa vào hoạt động 13 liên doanh, trong đó

có 12 liên doanh cán thép và gia công, chế biến sau cán Sản lượng thép cán của cả nước đã đạt 1,57 triệu tấn, gấp 3 lần so với năm 1995 và gấp 14 lần so với năm 1990 Đây là giai đoạn có tốc độ tăng trưởng cao nhất

Hiện nay, thành phần tham gia sản xuất và gia công, chế biến thép ở trong nước rất đa dạng, bao gồm nhiều thành phần kinh tế cùng tham gia Ngoài Tổng công ty Thép Việt Nam và các cơ sở quốc doanh thuộc địa phương và các ngành, còn có các liên doanh, các công ty cổ phần, công ty 100% vốn nước ngoài và các công ty tư nhân Tính đến năm 2002, Việt Nam có khoảng 50 doanh nghiệp sản xuất thép xây dựng (chỉ tính các

cơ sở có công suất lớn hơn 5.000 tấn/năm), trong đó có 12 dây chuyền cán, công suất

từ 100 ngàn đến 300 ngàn tấn/năm

Sau 10 năm đổi mới và tăng trưởng, ngành thép Việt Nam đã đạt một số chỉ tiêu như sau:

- Luyện thép lò điện đạt 500 ngàn tấn/năm

- Công suất cán thép đạt 2,6 triệu tấn/năm (kể cả các đơn vị ngoài Tổng công ty Thép Việt Nam)

- Riêng Tổng công ty Thép Việt Nam đã đạt công suất cao và giữ vai trò quan trọng trong ngành thép Việt Nam, có công suất:

o Luyện cán thép đạt 470 ngàn tấn/năm:

o Cán thép đạt 760 ngàn tấn/năm

o Sản phẩm thép thô (phôi và thỏi) huy động được 78% công suất thiết kế

o Thép cán dài (thép tròn, thép thanh, thép hình nhỏ và vừa) đạt tỷ lệ huy động 50% công suất

o Sản phẩm gia công sau cán (ống hàn, tôn mạ các loại) huy động 90% công suất

Bảng 1.5 - Các chỉ tiêu KT-KT luyện thép của nước ta và thế giới

Qua bảng trên cho thấy ngành thép Việt Nam hiện vẫn trong tình trạng kém phát triển

so với trình độ chung của thế giới Sự yếu kém này thể hiện qua các mặt sau:

Năng lực sản xuất phôi thép (thép thô) quá nhỏ bé, chưa sử dụng có hiệu quả các nguồn quặng sắt sẵn có trong nước để sản xuất phôi Do đó các nhà máy cán thép và các cơ sở gia công sau cán còn phụ thuộc chủ yếu vào phôi thép nhập khẩu và bán thành phẩm gia công khác, nên sản xuất thiếu ổn định Chi phí sản xuất lớn, năng suất lao động thấp, mức tiêu hao nguyên liệu, năng lượng cao, chất lượng sản phẩm chưa ổn

định Điều đó dẫn tới khả năng cạnh tranh thấp, khả năng xuất khẩu hạn chế Hiệu quả sản xuất kinh doanh chưa cao, còn dựa vào sự bảo hộ của Nhà nước

Trang thiết bị của các nhà máy thép Việt Nam phần lớn thuộc thế hệ cũ, trình độ công nghệ ở mức độ thấp hoặc trung bình, lại thiếu đồng bộ, hiện đại mức độ tự động hoá thấp, quy mô sản xuất nhỏ Chỉ có một số ít cơ sở mới xây dựng (chủ yếu các cơ sở liên doanh hoặc 100% vốn nước ngoài) đạt trình độ trang bị và công nghệ tương đối hiện đại

Cơ cấu mặt hàng mất cân đối, mới chỉ tập trung sản xuất các sản phẩm dài (thanh và dây) phục vụ chủ yếu cho xây dựng thông thường, chưa sản xuất được các sản phẩm dẹt (tấm, lá) cán nóng, cán nguội Sản phẩm gia công sau cán mới có ống hàn đen, mạ kẽm, tôn mạ kẽm, mạ mầu Hiện tại ngành thép chưa sản xuất được thép hợp kim, thép đặc phục vụ cho cơ khí quốc phòng

Nguồn nhân lực của ngành thép hiện chỉ chiếm 2,8% tổng lực lượng lao động của ngành công nghiệp Nói cách khác mới thu hút được 0,8% lao động của cả nước

Như vậy, nhìn chung ngành thép Việt Nam vẫn ở tình trạng sản xuất nhỏ, phân tán, thiếu bền vững, phụ thuộc vào lượng phôi thép và bán thành phẩm nhập khẩu Chưa có các nhà máy hiện đại như khu liên hợp luyện kim làm trụ cột, chủ động sản xuất phôi nên ngành thép Việt Nam chưa đủ sức chi phối và điều tiết thị trường trong nước khi có biến động lớn về giá phôi thép hoặc sản phẩm thép cán trên thị trường khu

Bảng 1.6 - Dự báo nhu cầu các sản phẩm thép các giai đoạn như sau:

I- Tăng trưởng GDP (%); II- Tăng trưởng công nghiệp (%); III- Tăng trưởng

sx thép (%); IV- Tăng tiêu thụ thép (%); V- BQ đầu người (kg/người)

* Nguồn : Hiệp hội thép Việt Nam

Trong giai đoạn đầu sẽ phát triển các khâu hạ nguồn trước như sản xuất thép cán tròn xây dựng, thép cán tấm nóng, cán tấm nguội đi từ thép phôi, thép nhập khẩu và một phần thép phế liệu Trong quá trình phát triển sẽ tiếp tục đầu tư chiều sâu các cơ sở hiện có, nghiên cứu phát triển khâu thượng nguồn có sử dụng quặng sắt trong nước và một phần quặng sắt nhập khẩu phù hợp với trình độ công nghệ đã thuần thục Dưới đây

là những quan điểm cụ thể:

1 Thép là vật tư chiến lược không thể thiếu của ngành công nghiệp, xây dựng và quốc phòng, có vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Ngành thép cần được xác định là ngành công nghiệp được ưu tiên phát triển

2 Trên cơ sở phát huy có hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản sẳn có trong nước, kết hợp với nhập khẩu một phần quặng và phôi của nước ngoài, xây dựng khu liên hợp luyện kim công suất 4-5 triệu tấn thép /năm để từng bước đáp ứng nhu cầu thép trong nước cả về chủng loại và chất lượng Trong giai đoạn đầu tập trung phát triển các khâu

hạ nguồn như cán thép xây dựng, thép cán tấm nóng, cán tấm nguội, sau đó cần nghiên cứu phát triển khâu sản xuất thượng nguồn để sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên

3 Kết hợp chặt chẽ giữa phát huy nội lực và tranh thủ tận dụng có hiệu quả các nguồn vốn từ nước ngoài (trước hết về thiết bị và công nghệ) Kết hợp hài hoà giữa yêu cầu giữ vứng độc lập tự chủ về kinh tế với xu thế hội nhập, toàn cầu hoá; tự chủ nhưng không bỏ qua các cơ hội hợp tác và phân công lao động quốc tế để đẩy nhanh tốc độ phát triển ngành thép Đa dạng hoá vốn đầu tư cho ngành thép Vốn đầu tư của nhà nước chủ yếu dành cho phát triển các nguồn quặng trong nước và các công trình sản xuất thép tấm, thép lá;

4 Về công nghệ: Trong giai đoạn đến 2020 vẫn sử dụng công nghệ truyền thống là sản xuất lò cao luyện thép Đồng thời tích cực nghiên cứu áp dụng các công nghệ mới, tiên tiến, hiện đại để phát triển ngành thép Đối với khu liên hợp luyện kim khép kín có vốn đầu tư lớn và thời gian xây dựng kéo dài, có thể triển khai trước khâu sản xuất cán kéo Sau sẽ phát triển tiếp khâu sản xuất phôi cán từ quặng

5 Nhà nước có chính sách hỗ trợ tích cực cho ngành thép trong khuôn khổ cho phép của các cam kết thương mại và hội nhập quốc tế

6 Tham gia AFTA đồng nghĩa với việc xoá bỏ hàng rào thuế quan, ngành thép phải củng cố mở rộng từ khâu sản xuất đến lưu thông phân phối với các ngành kinh tế khác

để mở rộng thị trường và cạnh tranh được ở thị trường trong nước và trên thế giới

7 Đi đôi với việc đầu tư xây dựng các nhà máy hiện đại, phải hết sức coi trọng đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị công nghệ, hiện đại hoá các cơ sở hiện có lên ngang bằng tiên tiến trong nước và khu vực

8 Quan tâm công tác đào tạo nhân lực và phát triển khoa học công nghệ phục vụ phát triển ngành

1.2.2.Mục tiêu phát triển ngành thép đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020:

Mục tiêu tổng quát: Phát triển ngành thép Việt Nam nhanh chóng trở thành một ngành

phát triển hoàn chỉnh theo công nghệ truyền thống, sử dụng tối đa nguồn quặng sẳn có trong nước, trên cơ sở xây dựng khu liên hợp luyện kim công suất 4-5 triệu tấn thép năm, sử dụng tối đa và có hiệu quả nguồn nguyên liệu khoáng trong nước, áp dụng các công nghệ mới hiện đại đang được sử dụng trên thế giới, cố gắng thoả mãn tối đa nhu cầu trong nước về thép cán (cả về số lượng, chủng loại, quy cách và chất lượng sản

phẩm) Từ thay thế nhập khẩu tiến tới xuất khẩu sản phẩm thép Phấn đấu đến 2020 sẽ

có một ngành thép phát triển bền vững với tốc độ tăng trưởng cao, bảo đảm tốt về chất lượng, đầy đủ về số lượng và chủng loại sản phẩm thép, đáp ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước

Như vậy nhu cầu thép vào năm 2005 sẽ là 6.480 ngàn tấn; năm 2010 là 10 triệu tấn; năm 2015 là 16 triệu tấn và năm 2020 là 20 triệu tấn Trong đó sản xuất trong nước theo mốc năm tương ứng chỉ đạt 51%; 61%; 62% và 70% vào năm 2020

1.2.3 Một số giải pháp nhằm thực hiện chiến lược

1 Giải pháp về vốn đầu tư

Nhằm tạo thuận lợi cho đầu tư phát triển ngành thép nhà nước cần có chính sách ưu đãi lãi suất vay vốn đầu tư ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân; Nhà nước cho phép ngành thép được huy động vốn bằng phát hành trái phiếu công trình, huy động vốn cổ phần; Được phép vay tín dụng ưu đãi trong đầu tư thiết bị; Được cấp 30% vốn để đặt cọc đối với dự án khu liên hợp luyện kim công suất 4-4,5 triệu tấn thép/năm

- Đối với thiết bị của ngành ưu tiên đấu thầu mua trong nước các thiết bị đã chế tạo được trong nước

- Có thể nhập một số thiết bị đã qua sử dụng nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

2 Giải pháp về nguồn nhân lực

- Các doanh nghiệp ngành thép sẽ ký kết các hợp đồng đào tạo nguồn nhân lực để đào tạo có địa chỉ

- Tăng cường cơ sở vật chất và đội ngũ giáo viên cho các trường đào tạo công nhân đủ sức đáp ứng nhu cầu của ngành thép Coi trọng hình thức đưa công nhân đi đào tạo ở nước ngoài hoặc mời chuyên gia đào tạo, kèm cặp bổ túc tại nhà máy

3 Giải pháp về khoa học, công nghệ

Đối với các nhà máy mới xây dựng phải đạt được trình độ công nghệ tiến tiến, năng suất cao, giá thành hạ, chất lượng tốt, có giá thành và giá bán tương đương với sản phẩm cùng loại Quản lý chất lượng cùng loại Quản lý chất lượng sản phẩm theo hệ thống ISO

4 Giải pháp về cơ chế chính sách

Nhà nước sớm ban hành các cơ chế chính sách ưu tiên phát triển ngành thép: Coi đầu

tư vào ngành thép như là đầu tư vào hạ tầng cho đất nước

Hiện nay, một số nhà máy luyện thép đã và đang được xây dựng:

- Công ty Gang Thép Thái Nguyên: 1 lò BOF 50 tấn/mẻ

- Công ty luyện kim khoáng sản Việt Trung (Lào Cai): 2 lò BOF 30 tấn/mẻ

- Công ty cổ phần thép Sông Đà: 1 lò EAF Consteel 60 tấn/mẻ

- Công ty TNHH Thái Hưng (Hải Dương): 2 lò EAF 20 tấn/mẻ

- Công ty CP thép Hưng Thịnh Phát (Phú Thọ): 1 lò EAF Consteel 70 tấn/mẻ

- Công ty CP Thép Việt (Bà Rịa – Vũng Tàu): 1 lò EAF Consteel 70 tấn/mẻ

- Công ty CP Thép Hà Tĩnh: 1 lò BOF 40 tấn/mẻ

Bảng 1.7 - Các cơ sở sản xuất phôi thép

Dung lượng lò (tấn/mẻ/)

Công suất thiết kế (103 tấn/năm)

5 Thép Biên Hòa 20 90

* Nguồn: Hiệp hội thép Việt Nam

Qua bảng trên ta thấy, đến nay sản xuất thép tại Việt Nam vẫn chủ yếu là là sử dụng lò điện hồ quang

Bảng 1.8 - Dự báo sản lượng thép Việt Nam trong giai đoạn 2005 – 2015

Bảng 1.9 - Mục tiêu sản lượng của ngành thép giai đoạn 2008 - 2015

Đơn vị tính: 1.000 tấn

Thép thô 3.500-4.500 6.000-8.000 9.000-11.000 12.000-15.000

Thép cán 6.300-6.500 11.000-12.000 15.000-18.000 19.000-22.000 (thép dẹt) 1.800-2.000 6.500-7.000 8.000-10.000 11.000-13.000

* Nguồn : Hiệp hội thép Việt Nam

Để đảm bảo sự tăng trưởng của thị trường thép Việt Nam,dựa trên nền cơ sở phân bố nguồn nhiên liệu quặng sắt, vị trí địa lý và điều kiện cơ sở hạ tầng cũng như phân bố nhu cầu tiêu thụ thép chúng ta cần thục hiện các dựán chủ yếu sau :

- Liên hợp thép Hà Tĩnh ( khu công nghiệp Vũng Áng ) : sử dụng quặng sắt Thạch Khê ; công suât dự kiến 4,5 triệu tấn/năm; chia thành 2 giai đoạn, trong đó giai đoan 1 khoảng 2-2,5 triệu tấn/năm.Thời gian đưa vào sản xuất giai đoạn 1 dự kiến 2011-2012

- Liên hợp Dung Quất (Quảng Ngãi) : công suất 5 triệu tấn/năm; chia làm 2 giai đoạn, sử dụng quặng sắt trong nước và nhập khẩu.Thời gian đưa vào hoạt động giai đoạn 1 dự kiến 2011-2015

- Nhà máy thép cuộn cán nóng,cán nguội và mạ kẽm chất lượng cao với công suất 3 triệu tấn/năm, trong đó giai đoạn 1 đạt 0,7 triệu tấn/năm.Chủ đầu tư là Tập đoàn POSCO ( Khu công nghiệp Phú Mỹ - Vũng Tàu )

- Nhà máy thép cuộn,thép lá cán nóng chất lượng cao,công suất 2 triệu tấn/năm.Đây la liên doanh giữa Tập đoàn ESSA (Ấn Độ) , Tổng công ty Thép Việt Nam và Công ty Thép Danieli (20% vốn ) Dự kiến triển khai xây dựng nhà máy giai đoạn 2007-2010.( Khu công nghiệp Phú Mỹ - Vũng Tàu )

- Dự án mở rộng sản xuất giai đoạn 2 của Công ty gang thép Thái Nguyên : đầu tư đồng bộ các công đoạn mỏ,luyện kim (lò cao,lò thổi ôxy) Công suất khoảng 0,5 triệu tấn phôi thép/năm Dự kiến đưa vào sản suất trong giai đoạn 2009-2010

- Liên hợp Gang thép Lào Cai : sử dụng quặng sắt Quý Sa, bao gồm luyện gang lò cao, luyện thép lò thổi ôxy với công suất 1 triệu tấn phôi thép/năm; dự kiến đưa vào sản suất trong giai đoạn 2009- 2011.Trong giai đoạn 2016-2025 nếu có thị trường

sẽ đầu tư thêm dây truyền cán thép hiện đại(Đã khởi công xây dựng )

- Phát triển các dự án sản suất lò cao quy mô vùa và nhỏ tại Lào Cai, Tuyên Quang,Cao Bằng, Hà Giang, Bắc Kạn và Yên Bái với tổng công suất khoảng 1 triệu tấn gang/năm; các nhà máy phôi dẹt của công ty Thép Cửu Long, phôi vuông của Công ty Thép Việt và Công ty Thép Miền Nam…

- Hoàn thành xây dựng và đưa vào hoạt động một số dự án cán sản phẩm thép dẹt quy mô nhỏ hơn : 2 nhà máy sản xuất thép cán nóng của Tổng công ty công nghiệp Tàu Thủy và Công ty thép Cưu Long; các nhà máy sản xuất thép cuộn cán nguội của LILAMA, giai đoạn 2 của Công ty Thép tấm lá Phú Mỹ(VNSTEEL)…

- Ngoài ra chúng ta cũng bắt đầu tiền hành thủ nghiệm các dự án sản xuất thép lò điện từ sản phẩm hoàn nguyên trực tiếp ( công nghệ MIDREX hay HYL sủ dụng khí thiên nhiên ) với công nghệ và thiết bị đạt đến trình độ tiên tiến của thế giới,với công suất khoảng 1,5 triệu tấn.Hình thức đầu tư 100% vốn nước ngoài hoặc liên doanh Địa điểm có thể ở Bà Rịa – Vũng Tàu hoặc Cao Bằng (Công ty Mirex Việt Nam – Tổng công ty than khoáng sản Hà Nội)

1.2.4.Những cơ hội và thách thức của ngành Thép trong tương lai

1.2.4.1 Cơ hội

- Kinh tế trong nước phát triển dẫn đến nhu cầu thép tăng nhanh

- Đầu tư trong nước và ngoài nước vào ngành thép tăng mạnh

1.2.4.2 Thách thức

- Do thị trường mở cửa nên đòi hỏi sản phẩm thép phải có tính cạnh tranh cao

- Do phát triển nhanh nên các nguồn nguyên nhiên liệu trong nước không đáp ứng đủ, phần lớn đều phải nhập khẩu Sự phụ thuộc vào bên ngoài về nguyên nhiên liệu chính đòi hỏi ngành thép nước ta phải có công nghệ hiện đại, phương pháp quản lý tiên tiến mới có thể trụ vững và phát triển được

- Nhiều dự án án lớn 100% vốn nước ngoài nếu đuợc cấp phép và triển khai có thế làm

CHƯƠNG 2 – HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ

LÒ ĐIỆN NGÀNH THÉP VIỆT NAM

2.1GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ LUYỆN THÉP LÒ ĐIỆN

Sản xuất thép trong lò điện hồ quang bao gồm các khâu chuẩn bị liệu, nạp liệu, nấu luyện, ra thép và xỉ, tinh luyện, thu gom xỉ và đúc liên tục Sơ đồ hình 2 mô tả tóm tắt các công đoạn cơ bản trong quy trình sản xuất thép bằng lò điện

Hình 2.1 - Quy trình sản xuất thép lò điện hồ quang

Sắt thép phế+ Gang

lỏng

Lò điện hồ quang EAF

Trong một số trường hợp nguyên liệu được gia nhiệt trong quá trình vận chuyển (trong thùng chứa liệu hoặc trên băng tải) bằng nhiệt tuần hoàn hoặc trong lò điện Một

số loại lò điện có hệ thống sấy liệu bằng nhiệt của khí thải như lò kiểu lò đứng (shaft furnace) hoặc consteel Tuy nhiên việc gia nhiệt liệu có thể dẫn đến sinh ra lượng khí thải gồm các chất độc hữu cơ chứa halogen như polyclorin dibenzo-p-dioxin furam (PCDD/F), polyclorin biphenil (PCB), polyciclic aromatic hydrocarbon (PAH)… cao hơn và cần thêm chi phí xử lý

Việc kiểm tra các đồng vị phóng xạ trong nguyên liệu bằng các thiết bị chuyên dùng ( Detector , các máy phát hiện phóng xạ Troxner ) là rất quan trọng

Các nguyên liệu khác như chất tạo xỉ ở dạng cục hay bột (vôi, bột carbon), chất hợp kim hóa, hợp kim phero, các chất khử ôxy và vật liệu chịu lửa phải được lưu trữ, bảo quản trong các thùng hay boongke có mái che Các vật liệu dạng bột cần được chứa trong xilo kín

2.1.2 Nạp liệu

Hình 2.3 – Thao tác nạp liệu

Sắt thép vụn cùng với chất trợ dung như vôi, dolomit được chất vào thùng chứa liệu Khi nạp liệu, các điện cực được nâng lên cao, nắp lò được xoay sang một bên để chất liệu từ thùng chứa liệu vào lò Thông thường lần đầu chất 50-60% liệu cho cả mẻ Sau

đó nắp lò đóng lại, điện cực từ từ hạ xuống tới khoảng cách 20-30 mm tới liệu thì bắt

đầu đánh hồ quang Sau khi liệu đầu nóng chảy thì chất phần liệu còn lại vào lò

 Lượng liệu phối nạp vào lò phải đảm bảo dung lượng mẻ nấu, tỷ lệ phối liệu quy định Tất cả các loại nguyên vật liệu của mẻ luyện được tính toán, chuẩn bị trước

 Thứ tự chuẩn bị thép phế trong giỏ liệu: Thép phế vụn, liệu nhẹ – liệu nặng – liệu vừa – liệu nhẹ trên cùng

 Thứ tự nạp liệu cho 1 mẻ luyện: Giỏ thép phế nạp lần 1 + gang lỏng - Giỏ thép

phế lần 2 trở đi (đến khi đủ liệu cho mẻ liệu) Không được nạp gang lỏng ở lần nạp

cuối cùng của mẻ liệu

 Quá trình nạp liệu: Khi liệu được cẩu lên sẵn sàng nạp mới được mở nắp lò, xoay nắp lò ra và tiến hành nạp ngay không để chờ đợi, gây tổn thất nhiệt làm nguội lò

và ảnh hưởng tới thể xây của lò

 Nạp gang lỏng: Gang lỏng được rót vào cùng lần nạp liệu thứ nhất của mẻ, thứ tự như sau: Sau khi nạp giỏ liệu thứ nhất xong tiến hành rót gang lỏng

- Nếu mặt liệu thấp hơn miệng lò cho phép nạp gang lỏng ngay

- Trường hợp không thuận lợi cho việc nạp gang lỏng, phải thông điện phát hồ quang tạo hố mới được nạp gang lỏng

 Khi liệu nhô cao trên bề mặt miệng lò, dùng cầu trục cẩu quả nén liệu để nén liệu Khi thao tác nén liệu cần lưu ý tránh không để quả nén va, đập vào miệng lò, tường

lò làm hỏng các hộp nước làm nguội xung quanh lò

 Quay mũ lò ra, vào vị trí làm việc để thực hiện các bước công nghệ của mẻ luyện, chú ý lên hết than điện cực để khi quay mũ lò ra hoặc vào không bị vướng liệu hay

va vào miệng lò làm gãy than điện cực

Mỗi lần nạp liệu xong, thông điện gia nhiệt kết hợp thổi bắn ôxy, khi liệu trong lò nóng

chảy khoảng 70-80% (thời gian nóng chảy tuỳ thuộc vào chất lượng liệu nạp), tiến

hành nạp giỏ liệu tiếp theo và tiến hành đánh điện nóng chảy liệu, cứ như vậy đến khi nạp đủ liệu cho mẻ nấu

2.1.3 Nấu chảy

Hình 2.4 – Nấu chảy

Khi bắt đầu qúa trình nấu chảy cần lưu ý sử dụng công suất điện thấp để phòng ngừa sự phá hủy tường lò và nắp lò do bức xạ nhiệt Khi hồ quang được bao che bởi sắt thép phế xung quanh thì có thể nâng công suất điện cho đến khi nấu chảy hoàn toàn Các vòi phun oxy ngày nay cũng được sử dụng để cường hóa quá trình nấu luyện

Ngoài điện, quá trình nấu chảy còn sử dụng nhiên liệu là khí thiên nhiên và dầu nhằm rút ngắn quá trình nấu luyện Oxi có thể được phun vào thép lỏng bằng những vòi phun đặc biệt ở dưới hoặc từ hông lò

Oxi trong luyện thép lò điện hồ quang được sử dụng ngày càng nhiều từ 30 năm nay

không chỉ vì lý do luyện kim mà còn do yêu cầu tăng năng suất Việc sử dụng oxi có thể từ bình oxi lỏng hoặc từ trạm sản xuất oxi Về luyện kim, oxi được dùng để khử cacbon của thép lỏng và khử các chất không mong muốn như P, Mn, Si Hơn nữa, oxi còn phản ứng với cacbua hydro tạo nên các phản ứng tỏa nhiệt, hỗ trợ cường hóa

Cần lưu ý việc thổi oxi có thể tăng khí và khói lò Khí CO, CO2, hạt oxit sắt cực mịn và các sản phẩm khói khác có thể được tạo thành Trong trường hợp cháy sau, hàm lượng CO là dưới 0.5% thể tích Argon và các khí trơ khác có thể được phun vào trong thép lỏng để khuấy đảo bể thép làm đồng đều thành phần hóa học và nhiệt độ của thép

Quy trình nấu chảy trong lò Siêu cao công suất :

 Chế độ điện: Nạp liệu xong (Từng giỏ) , thông điện nấu chảy Khoảng 1-2 phút đầu

sử dụng công suất điện hồ quang trung bình (Ph.q) = 70-80% P định mức Sau khi liệu được khoan giếng cho phép sử dụng công suất điện hồ quang và cường độ dòng điện tối đa cho phép để giảm thời gian nóng chảy liệu

 Trong thời gian nóng chảy liệu, kết hợp cho chất trợ dung, than để tạo xỉ sớm, kết hợp nghiêng lò tháo xỉ khử [P] và tạp chất phi kim Căn cứ vào chất lượng liệu bổ sung trợ dung điều chỉnh xỉ cho hợp lý Duy trì xỉ ôxy hóa có độ kiềm B > 1

 Bắn ôxy (súng bắn ôxy) trực tiếp vào kim loại, áp lực ôxy thường xuyên duy trì 8 ≤

P ≤ 11 kg/cm2 Căn cứ vào tỷ lệ phối liệu và thành phần C thực tế sau khi kiểm tra

C nóng chảy xong, tính toán thời gian bắn và lượng ôxy cho hợp lý

 Quá trình thổi ôxy không được thổi tập trung vào một vị trí trong lò, phải điều chỉnh đầu súng ôxy thổi ôxy vào kim loại lỏng đều trong bể lò với phạm vị cho phép của súng bắn ôxy Đầu súng bắn ôxy phải nằm dưới mặt xỉ và cách mặt thép lỏng một khoảng cách từ 100 - 150 mm

 Sau khi liệu của mẻ thép nóng chảy xong hoàn toàn lấy mẫu kiểm tra thành phần C,

P (kiểm tra bằng kinh nghiệm hoặc bằng phân tích hoá ) Trường hợp thành phần C

trong kim loại lỏng còn cao, tiếp tục cung cấp ôxy vào thép lỏng để ôxy hóa tiếp Trường hợp [%P] cao hơn giới hạn cho phép, nghiêng lò tháo xỉ và tạo xỉ mới để khử P

 Căn cứ vào mác thép nấu luyện và nhiệt thể xây của lò LF, khi thép lỏng trong lò đạt thành phần hóa học và nhiệt độ, tiến hành dừng đánh điện và thổi ôxy Kết thúc quá trình nấu luyện và tiến hành ra thép

2.1.4 Rót thép và ra xỉ

Khi thép lỏng đạt yêu cầu thì cần tháo xỉ trước khi rót thép vào thùng để đưa sang lò tinh luyện Lò được nghiêng về phía cửa tháo xỉ để xỉ chảy vào thùng xỉ Sau đó thép lỏng được rót vào thùng chứa thép Hiện nay thường áp dụng công nghệ ra thép ở đáy lệch tâm (Eccentric Bottom Tapping-EBT) với lượng xỉ phủ trên bề mặt của thùng thép lỏng là ít nhất

Trong các nhà máy không có các thiết bị tinh luyện riêng thì các nguyên tố hợp kim được cho vào thép trước hoặc trong khi ra thép Các chất cho thêm như vậy cũng làm tăng lượng khói trong quá trình ra thép

Xỉ cần được vớt ra trong quá trình nóng chảy và oxi hóa ở cuối mẻ luyện, trước khi ra thép

2.1.5 Tinh luyện

Tinh luyện thép thông thường được tiến hành trong lò thùng (Ladle Furnace-LF) sau khi thép được lấy ra từ lò điện hồ quang Trong lò thùng, bể thép lỏng được nâng nhiệt bằng hồ quang điện và đồng đều hoá nhiệt độ cũng như thành phần hoá học bằng cách thổi khí argon Việc thổi khí argon còn có tác dụng khử sâu các tạp chất khí và tạp chất phi kim loại Ngoài ra còn bón dây nhôm và CaSi vào để khử sâu lưu huỳnh, ôxy

* Quy trình công nghệ tinh luyện ở lò LF

a Công tác chuẩn bị:

- Trước khi đưa lò LF vào tinh luyện phải chuẩn bị đây đủ các loại nguyên liệu, dụng

cụ cần thiết cho quá trình tinh luyện như: chất trợ dung, chất hợp kim hóa, bộ lấy mẫu, dụng cụ tháo, lắp điện cực, hệ thống đo nhiệt độ.v.v

- Các loại nguyên liệu phải được để riêng từng loại đúng nơi quy định, có tiêu chuẩn chất lượng (Thành phần hoá học, cỡ hạt…) rõ ràng, đầy đủ và phải đảm bảo khô

b Thao tác nối ống thổi khí Ar và mở van khí Ar:

 Thao tác nối ống thổi khí Ar: Sau khi thùng lò LF chứa thép lỏng được đưa từ lò điện SCCS sang đến đúng vị trí quy định Đáy thùng cách mặt đất khoảng 500 đến

1000 mm, thùng ở trạng thái cân bằng tĩnh, ổn định mới cho phép thực hiện thao tác nối ống thổi khí Ar

- Yêu cầu thao tác nhanh, khớp nối vào hết, kín, chắc chắn, không rò khí

- Chỉ khi công nhân nối ống thổi khí Ar ra khỏi vị trí và về nơi an toàn mới được

di chuyển thùng thép về vị trí xe thép

 Thao tác mở van khí Ar: Khi thùng thép được đặt đúng vị trí trên xe thép, tiến hành

mở van khí Ar Sau khi mở khí Ar, kiểm tra mức độ khuấy trộn của thép lỏng Căn

cứ vào mức độ khuấy trộn của thép lỏng để điều chỉnh lưu lượng và áp lực khí Ar cho phù hợp (mặt xỉ lay động mạnh nhưng không lộ mặt nước thép) Đồng thời với việc mở van khí Ar phải kiểm tra xác định chiều dày lớp xỉ trong thùng, xác định chiều cao khoảng không của thùng

 Sau khi mở van khí Ar và kiểm tra mức độ khuấy trộn thép lỏng trong thùng, tiến hành đưa thùng thép vào vị trí gia nhiệt để tinh luyện Quá trình tinh luyện thường xuyên điều chỉnh áp lực và lưu lượng khí Ar cho phù hợp

c Thao tác tinh luyện:

 Xác định nhiệt độ, lấy mẫu kiểm tra:

- Khi đặt thùng thép ở vị trí gia nhiệt để tinh luyện, tâm của thùng thép phải trùng với tâm của đường tròn phân bố điện cực Tiến hành đóng chốt xe thép

- Sau khi thùng thép đã ở vị trí thao tác, tiến hành đánh điện gia nhiệt Thao tác tinh luyện theo các bước như sau:

- Đo nhiệt độ thép lỏng Vị trí đo yêu cầu phải ở giữa thùng, dưới mặt nước kim loại lỏng từ 300 – 450 mm

- Lấy mẫu kiểm tra thành phần hóa học của thép lỏng Có thể kiểm tra thành phần hóa học [%C] của thép lỏng bằng kinh nghiệm, các nguyên tố khác bằng phân tích hóa học, phân tích quang phổ

Chú ý: Có thể đo nhiệt độ thép lỏng và lấy mẫu kiểm tra lần thứ nhất vào thời

điểm ngay sau khi vào trạm hoặc sau khi thông điện gia nhiệt từ 3 – 5 phút

 Tạo xỉ, khử ô xy, hoàn nguyên và hợp kim hóa:

- Căn cứ vào chiều dày lớp xỉ hiện có ban đầu, chất lượng xỉ, thành phần lưu huỳnh có trong thép lỏng và thành phần mác thép cần luyện để cho số lượng và thành phần các chất tạo xỉ thích hợp

Khối lượng chất tạo xỉ: 5 – 10 Kg/T thép lỏng

Tỉ lệ cho chất tạo xỉ: Tuỳ thuộc vào mác thép cần luyện và chất lượng xỉ của từng mẻ luyện, tỉ lệ cho chất tạo xỉ trong khoảng giới hạn sau:

Ngoài ra, tuỳ thuộc vào mác thép cần luyện và chất lƣợng xỉ của từng mẻ luyện, có thể

Tính lƣợng chất hợp kim cho vào lò theo công thức sau:

c - Hàm lƣợng nguyên tố hợp kim có trong chất hợp kim (%)

 - Hiệu suất thu hồi chất hợp kim vào trong kim loại lỏng (%)

- Sau khi cho chất hợp kim xong và tinh luyện tiếp trong khoảng thời gian từ 5 -

10 phút, tiến hành lấy mẫu phân tích lần thứ 2 Nếu thành phần hoá học của thép lỏng chƣa đạt yêu cầu phải tiếp tục điều chỉnh cho đến khi đạt yêu cầu về thành phần hoá học của mác thép cần luyện

* Điểm lưu ý: Khi tính toán lƣợng chất hợp kim cần cho vào lò phải tham khảo một

số số liệu sau (Không tính lƣợng nguyên tố hợp kim đã tham gia vào quá trình khử oxy) :

- Hiệu suất thu hồi nguyên tố Si: 50 - 70 (%) (Tuỳ thuộc vào chất lượng xỉ và hàm lượng nguyên tố Si có trong thép lỏng trước khi bắt đầu tinh luyện của từng mẻ luyện)

- Hiệu suất thu hồi nguyên tố Mn: 90 - 95 (%)

- Khống chế hàm lượng của các nguyên tố hợp kim theo nguyên tắc:

+ %Mn: Tính trong khoảng giới hạn dưới của mác thép

+ %Si: Tính trong khoảng giới hạn trung bình của mác thép

+ %C: Tính trong khoảng giới hạn dưới của mác thép

- Trước khi cho chất hợp kim vào lò, cần phải thổi khí ácgông với lưu lượng thích hợp sao cho thép lỏng lộ ra với các lỗ có đường kính khoảng 300mm Sau khi cho chất hợp kim, cần phải thổi khí ácgông với lưu lượng và áp lực lớn hơn trong thời gian khoảng 5 phút

- Thao tác bón dây (áp dụng trong trường hợp luyện mác thép chất lượng cao khi cần

thiết) Thao tác bón dây được thực hiện khi thành phần hoá học, nhiệt độ của thép lỏng

đã đạt yêu cầu kết thúc tinh luyện và thùng thép chuẩn bị được đưa ra khỏi vị trí tinh luyện Căn cứ vào thành phần hoá học của mác thép cần luyện mà sử dụng loại dây bón thích hợp (Ca - Si; Al; Fe - Ca…) Tốc độ bón dây phải phù hợp với yêu cầu công nghệ và tính năng kỹ thuật của máy

 Thao tác thổi khí ác-gông:

- Sau khi đặt ổn định thùng thép trên xe thép, tiến hành mở van thông khí Ar

- Điều chỉnh lưu lượng của khí Ar: Căn cứ vào từng giai đoạn cụ thể trong quá trình tinh luyện mà điều chỉnh lưu lượng khí Ar cho phù hợp

- Khi xỉ dày, có lưu động tính kém và ở giai đoạn đầu tạo xỉ phải thổi tăng lưu lượng khí Ar, nhưng trong trường hợp khoảng không từ mặt xỉ đến miệng lò còn thấp phải giảm lưu lượng khí Ar để tránh hiện tượng sôi trào lên miệng thùng

- Khi điều chỉnh thành phần của hợp kim phải điều chỉnh lưu lượng khí Ar lớn, làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa xỉ và kim loại lỏng, tăng tốc độ nóng chảy chất

hợp kim và làm tăng tốc độ phản ứng hoá học, làm tăng mức độ đồng đều về thành phần hoá học và nhiệt độ của thép lỏng

Thùng xây mới hoặc sửa chữa cục bộ; sử dụng lần đầu hoặc thùng sấy kém phải thổi khí Ar với lưu lượng lớn

Khi thùng ở trạng thái chờ thổi Ar với lưu lượng nhỏ

 Sử dụng chế độ điện:

Căn cứ vào nhiệt độ thép lỏng trước khi rót vào thùng, nhiệt độ của thùng sau khi sấy, lượng chất tạo xỉ, lượng hợp kim và chủng loại chất hợp kim cho vào lò mà lựa chọn công suất điện hồ quang cho phù hợp

- Khi mới tạo xỉ, khối lượng xỉ nhiều, sử dụng công suất điện lớn

- Khi cho chất hợp kim không qua sấy, các chất thu nhiệt sử dụng công suất điện trung bình

- Khi có nhu cầu nâng nhiệt nhanh (4 - 50C/phút), sử dụng công suất điện lớn

- Khi không có nhu cầu nâng nhiệt, chỉ duy trì lượng nhiệt đủ bù lại lượng nhiệt mất mát, sử dụng công suất điện thấp

Hình 2 4 (b) - Hoạt động của lò LF