Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

[gttn]

Lò thổi (BOF- Basic Oxygen Furnace) ngay từ khi ra đời đã khai tử lò Mactanh.
Ở công nghệ lò thổi, người ta dùng một vòi phun ôxy (>99,6%) với áp lực và lưu lượng xác định vào gang lỏng. Ôxy đốt cháy C, Mn, Si, P đến thành phần mác thép. Nhiệt hóa học tỏa ra từ chính các phản ứng cháy các nguyên tố kể trên sẽ gia nhiệt cho nước thép mà không cần dầu đốt (như lò Mactanh) hoặc hồ quang (như lò EAF).

Tiêu hao ôxy cho 1 tấn thép phôi ~65m3
Thật là quá rẻ mạt so với 700-800kwh/tấn phôi là định mức trung bình của các lò EAF của Việt Nam.

Lò thổi trước đây đã có ở Gang thép Thái Nguyên nhưng ngày đó kỹ thuật cực kỳ "hầm chông bẫy đá".
Lò thổi hiện nay đã đang được vận hành ở Hòa Phát nhưng nghe nói cơ sở gặp nhiều khó khăn trong việc làm chủ những vấn đề công nghệ rất hiện đại.

Tôi mạo muội thành lập thread này kính mong các Thầy, các đồng nghiệp xa gần trong nước và ngoài nước, các chuyên gia trong các lĩnh vực liên quan cùng nhau thảo luận, trao đổi một loạt các vấn đề công nghệ mà chỉ một ngày không xa sẽ thay thế với một tỷ trọng lớn trong nghành luyện kim của nước ta.

 

[gttn]

Vấn đề tự động hóa súng phun ôxy

Tôi có nghe nói tên lửa phát nổ khi cách mục tiêu một khoảng nhất định - đó là nhờ ngòi nổ vô tuyến.
Lại cũng nghe nói xe thông minh khi lùi mà gặp chướng ngại vật là không thể lùi được - có lẽ cũng nhờ "ngòi nổ vô tuyến".

Có một điều chắc chắn rằng: Khi điện cực lò EAF mà xuống thấp quá (chạm liệu gây chập mạch) lập tức sẽ được tự động rút lên. Khi mà lên cao quá (mất dòng gây hở mạch) lập tức sẽ được tự động hạ thấp xuống. Và kết quả là khoảng cách từ đầu mút điện cực đến mặt gương kim loại lỏng (rắn) luôn bằng một giá trị được thiết đặt bởi thợ vận hành.

Thế còn ở lò thổi? Khoảng cách giữa miệng cần thổi và mặt gương kim loại lỏng là một trong những thông số công nghệ cực kỳ quan trọng. Ngày xưa, thợ thổi phải nghe âm thanh dòng khí mà đoán cần thổi cao hay thấp. Hiện nay khoảng cách này được tự động hóa, được thiết đặt bởi thợ vận hành theo ý đồ của thợ công nghệ.

Khi mặt kim loại tĩnh thì có thể dùng thước đo. Nhưng khi mặt kim loại động thì đòi hỏi cần thổi phải nhấp nhổm theo mặt gương kim loại. Sự nhấp nhổm này được tự động hóa. Vậy thì ở đây có "ngòi nổ vô tuyến" không nhỉ. Kính nhờ các đại ca tự động hóa giúp tôi hiểu vấn đề này với.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Vấn đề bác gttn đưa ra khó quá vì như bác nói, ở VN mới có hai chỗ sử dụng là Công ty Gang Thép Thái Nguyên (chắc là chỗ bác Đỗ Hữu Kiên, em đoán thế) và Công ty Hòa Phát nên số người được tiếp xúc thực tế quá ít. Trước đây em cũng đi tham quan cái lò BOF này nhưng chỉ được ‘kính nhi viễn chi’ thôi, chứ không được xem cụ thể họ thao tác như thế nào. Chắc bác cũng đọc và nghiên cứu nhiều tài liệu về BOF rồi, em mạn phép đưa lên đây những gì em đã đọc và học, nếu nó là những gì bác đã biết xin bác lượng thứ bỏ qua cho em nhé.

Trong lịch sử ngành luyện thép cho đến nay có ba phương pháp chính được sử dụng là công nghệ lò chuyển (Converter), lò điện(EAF) và lò bằng (Open Hearth Furnace).
Trong công nghệ lò chuyển có nhiều loại công nghệ luyện thép khác nhau như công nghệ như lò Bessmer (tường lò axit), lò Thomas (lò ba zơ), công nghệ LD hay BOF, công nghệ Q-BOP, K-BOP….

Tuy nhiên khi công nghệ LD ra đời (1952-1953, Áo), nó đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn trong ngành luyện thép thế giới. Với việc sử dụng khí ôxy làm chất ôxy hóa thay cho không khí (gió) thời gian tiến hành nấu luyện một mẻ thép đã rút ngắn một cách đáng kể từ vài tiếng xuống còn vài chục phút. Sau khi công nghệ LD ra đời, một loạt các công nghệ luyện thép lò chuyển sử dụng khí ô xy lần lượt được phát minh như công nghệ Kaldo(1956-Thụy Điển), Rotor (1953-Đức), Q-BOP (1972-Mĩ) v.v. Sự xuất hiện của các lò chuyển sử dụng ô xy nguyên chất này đã khai tử các loại lò bằng, lò Thomas (mà VN mình gọi là lò máctanh thì phải). Ngày nay, trên thế giới chỉ còn lại hai công nghệ chính để sản xuất thép là lò điện và lò thổi ô xy.

Với công nghệ luyện thép lò thổi sử dụng ô xy, hai phương pháp chính được sử dụng hiện nay là lò LD và lò Q-BOP. Một điều hiển nhiên ai cũng biết là các loại lò thổi được xây dựng trong các khu luyện thép liên hợp : Lò cao-lò thổi-nhà máy cán. Nhật Bản là một trong những nước áp dụng mô hình này nhiều nhất trong tổng sản lượng thép sản xuất ra. Có nhiều người ngộ nhận cho rằng, sản xuất bằng mô hình này mới là hiện đại, ưu việt, tiên tiến. Thật ra cũng không hẳn như thế. Thống kê không chính xác lắm nhưng có khoảng trên 70% sản lượng thép tại Nhật được sản xuất theo mô hình lò cao-lò thổi-cán tại các nhà máy liên hợp nằm ven biển. Ngược lại nước các nước châu Âu lại sản xuất trên 50% sản lượng thép bằng phương pháp lò điện. Nước Mĩ cũng khoảng 40%. Qua đó để thấy không hẳn những nước sản suất nhiều thép bằng phương pháp lò điện là những nước không phát triển. Xin lỗi hơi lạc đề một tý.

Quay trở lại lò thổi ô xy. Ở một số nước người ta vẫn gọi lò ô xy thổi đỉnh là lò LD, tuy nhiên ở Mĩ người ta gọi là lò BOF( Basic Oxygen Furnace) hoặc BOP (Basic Oxygen Process). Ở Anh và Canada người ta lại quen gọi là BOS (Basic Oxygen Steelmaking).

Nhiệt năng chính cung cấp cho quá trình luyện thép là nhiệt hóa học tỏa ra từ các phản ứng ô xy hóa các tạp chất có sẵn trong gang lỏng. Dựa trên các tính toán nhiệt năng tỏa ra từ các phản ứng ô xy hóa Silic (khoảng 28500kJ/kg), phốt pho (khoảng 20400 kJ/kg), Các bon (11200 kJ/kg), sắt (4100kJ/kg), Mang gan (6480kJ/kg) có thể thấy thứ tự đóng góp nhiệt năng trong quá trình thổi ô xy là Si, P, C, Mn, Fe. Tuy nhiên do các bon lại cháy thành khí CO bay ra ngoài, mang theo một nhiệt lượng lớn, sắt chỉ ô xy hóa khoảng 2-3% và bị ô xy hóa càng ít càng tốt nên nhiệt cung cấp chính cho quá trình này chính là nhiệt từ các phản ứng ô xy hóa silic, măng gan, phốt pho. Dựa vào đó, lò cao khi sản xuất gang cho lò thổi họ sẽ điều chỉnh thành phần Si, Mn một cách hợp lý. Như đã nói ở trên, hiện nay hai phương pháp chính của lò thổi là LD và Q-BOP

1.Lò LD
Vào năm 1952 tại nhà máy luyện thép của Áo có tên là LINZ, năm 1953 tại nhà máy thép Donawitz, phương pháp luyện thép lò chuyển thổi ô xy từ đỉnh được phát minh và từ đó người ta lấy chữ cái đầu tên hai nhà máy này để đặt tên cho công nghệ luyện thép ô xy thổi đỉnh LD. So với các phương pháp luyện thép thổi không khí(gió) truyền thống trước đó, phương pháp thổi ô xy này có những ưu điểm sau.
*Thiết bị đơn giản, rẻ tiền.
* Thời gian luyện nhanh, năng suất cao.
* Thành phần gang bị giới hạn ít hơn so với các công nghệ trước đó.
* Sử dụng được nhiều thép phế
* Thành phần P, S, N trong sản phẩm thấp….
Do những đặc điểm trên, LD nhanh chóng được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới và trở thành một trong những phương pháp luyện thép chủ đạo chỉ sau một thời gian ngắn được phát minh. Dựa trên cơ sở phương pháp luyện thép LD, một số kĩ thuật được áp dụng và phương pháp thổi ô xy từ đáy (Q-BOP), thổi cả đỉnh và đáy (K-BOP) đã được phát minh.

a.Thiết bị
Các loại lò LD đang dùng hiện nay thường có công suất 30-300 tấn/mẻ. Dung tích lò cho một tấn nguyên liệu khoảng 0.9-0.95m3.
Ống thổi cấu trúc ba lớp, lớp trong cùng để thổi ô xy, lớp thứ 2 cho nước làm nguội chảy và lớp ngoài cùng cho nước làm nguội đi ra. Áp suất khí ô xy được thổi vào lò thường từ 6-15kgf/cm2. Tiêu hao ô xy thì cũng tùy theo kích thước lò, phương pháp vận hành, loại sản phẩm. Các nhà máy của Nhật, Hàn Quốc (Posco) tiêu hao khoảng 50m3/tấn sản phẩm.

b.Thao tác
Thời gian toàn bộ cho một mẻ nấu thép lò LD gồm nạp liệu, thổi ô xy, điều chỉnh nhiệt độ, thành phần hóa học, ra thép, ra xỉ khoảng 30-40 phút, riêng thời gian thổi ô xy hết khoảng 15-20 phút. Khoảng cách từ miệng ống thổi đến mặt kim loại lỏng thường từ 1-3 mét. Tại khu vực ô xy tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng nhiệt độ có thể lên đến 2000oC đồng thời có sự khuấy trộn rất lớn với các vùng chưa phản ứng nên các phản ứng trong lò diễn ra rất nhanh, thuận lợi. Một điểm nữa cũng rất đáng nói là nhiệt độ cao tập trung ở khu vực trung tâm lò, phía dưới ống thổi nên nhiệt độ phía thành lò không cao, tuổi thọ của tường lò được kéo dài đáng kể.

Quan trọng nhất trong quá trình thổi ô xy là độ cao miệng ống thổi so với mặt kim loại lỏng và áp suất khí thổi. Ở đây người ta dùng một khái niệm tỉ lệ xuyên thấu L/Lo, trong đó L là chiều sâu hố kim loại lỏng tạo ra bởi dòng khí, Lo là chiều cao của bể kim loại lỏng tính từ đáy lò đến mặt kim loại lỏng nơi cao nhất khi tiến hành thổi ô xy. (tiếc là không biết làm thế nào để vẽ hình minh họa lên đây được). Như vậy khi tăng áp suất khí thổi hoặc hạ thấp miệng cần thổi thì tỉ lệ L/Lo sẽ tiến về gần đến 1. Trường hợp này gọi là hard blow-HB. Ngược lại khi tỉ lệ L/Lo nhỏ đi gọi là thao tác soft blow-SB. Khi tiến hành thao tác HB, quá trình ô xy hóa các bon diễn ra nhanh, hàm lượng (FeO) trong xỉ ít, ngược lại khi tiến hành SB, quá trình ô xy hóa các bon diễn ra lâu, hàm lượng (FeO) trong xỉ cũng tăng lên.

Dựa vào biểu đồ biến đổi hàm lượng các thành phần trong kim loại lỏng và trong xỉ có thể nhận thấy rằng quá trình thổi ô xy xảy ra qua ba thời kỳ.
*Thời kì đầu: Si, Mn bị ô xy hóa. Fe cũng bị ô xy hóa và xảy ra quá trình tạo xỉ. Phốt pho cũng bị ô xy hóa ở thời kì này, đồng thời nhiệt độ bể kim loại cũng tăng dần lên.
* Thời kì giữa: Sau khi Si, Mn bị ô xy hóa gần hết thì bước vào thời kì giữa. Đây là thời kì các bon bị ô xy hóa nhiều nhất.Thời kì này gần như 100% các bon bị ô xy hóa. Thời kì này Fe trong xỉ cũng giảm đi, đồng thời do nhiệt độ kim loại lỏng tăng lên nên P và Mn trong xỉ lại bị hoàn nguyên và quay lại pha thép lỏng.
* Thời kì cuối: Khi nồng độ các bon trong thép giảm xuống dưới 1% thì tốc độ phản ứng ô xy hóa các bon sẽ giảm nhanh, đồng thời thành phần thép trong xỉ cũng tăng lên rõ rệt. Ở thời kì này, CaO trong xỉ cũng tăng lên nhờ đó phốt pho và măng gan trong thép lỏng lại bị ô xy hóa lại và đi vào pha xỉ. Khi thành phần các bon và nhiệt độ kim loại lỏng đạt đến giá trị mong muốn, quá trình thổi ô xy sẽ kết thúc.

Một số phương pháp thao tác đặc biệt:
*Soft blow: Trong trường hợp nguyên liệu đầu vào có thành phần phốt pho quá cao thì nâng cao miệng ống thổi đồng thời giảm áp suất khí ô xy để tiến hành thổi SB. Phương pháp này được áp dụng với các loại nguyên liệu có thành phần P nằm trong khoảng 0.3-0.5%.
* Tạo xỉ hai lần (double slag): Phương pháp này cũng được áp dụng khi phốt pho quá cao. Sau khi tiến hành thổi lần một, thành phần phốt pho trong thép xuống đến khoảng 0.2-0.5% thì tiến hành ra xỉ lần một rồi lại tiến hành thổi tiếp lần hai. Xỉ tạo ra trong lần thổi sau không phải ra xỉ mà để nguyên trong lò để tạo xỉ cho mẻ sau.

Hết phần thổi đỉnh, khi nào có thời gian sẽ tiếp phần thổi đáy và thổi đỉnh-đáy.

 

[gttn]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Khoảng cách từ miệng ống thổi đến mặt kim loại lỏng thường từ 1-3 mét.

Ái chà. Cảm ơn bạn đã cung cấp rất nhiều thông tin về lò thổi. Còn cái khoảng cách từ 1 đến 3m thì không đúng đâu. Khoảng cách này càng bé thì thổi càng máu. Các quá trình xảy ra càng mãnh liệt nhưng rất sợ cháy cần thổi.

Nếu khoảng cách này lớn quá thì quá trình diễn ra chậm chạp là một chuyện. Nhưng nguy hiểm nhất là thổi như thế sắt cháy nhiều. Khi FeO được tích tụ đủ lớn ở nhiệt độ cao thì gây nên phun bắn rất mạnh, nguy hiểm.

Ứng với áp lực ôxy khoảng 0,9 Mpa, khoảng cách trên vào khoảng 50 cm thôi bạn ạ.

Mong bạn dongbac post thêm về thổi đỉnh đáy.
Nếu doạn văn hơi dài, cảm phiền bạn dãn dòng nhé. Đọc chữ cứ dày tịt mỏi mắt lắm.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Cảm ơn bác Lehai ạ.
Bác gtvn: Cái khoảng cách từ ống thổi đến mặt kim loại em thấy mỗi nơi, mỗi người nói một kiểu, ở TISCO là 50cm hả bác. Bản thân em thì chưa được tiếp xúc thực tế nên cũng không rõ lắm. Cách đây mấy năm đi hội thảo có xem một anh trình bày mô hình mô tả sự chuyển động của dòng khí và dòng kim loại lỏng khi thổi thì thấy con số này là 0.5-2.0m. Sau đó em có hỏi một anh làm ở Sumitomometal của Nhật thì anh ấy nói nó cũng tùy vào giai đoạn thổi, nguyên liệu... nhưng nó nằm trong khoảng 0.4-1.4m, và cái hệ số L/Lo kia nó cũng thay đổi lung tung, có lúc thì khoảng 0.7-08 nhưng có giai đoạn chỉ khoảng 0.25. Còn trong quyển sách giáo khoa chính thống bọn em được học( Ferrous Process Metallugy-, The Japan Institute ò Metals, series-2) thì nó lại đề là 1.0-3.0m. Bài viết trên em lấy con số trong sách giao khoa trên nên nó là 1.0-3.0.
Dù cũng không hy vọng họ sẽ nói thật nhưng hôm nào có điều kiện em sẽ hỏi thử xem khoảng cách này ở Posco là bao nhiêu.

 

[gttn]

Về vấn đề phun bắn khi thổi luyện

Nếu áp lực và lưu lượng ôxy hợp lý. Toàn bộ thể tích thép lỏng trong lò sẽ bồng lên chiếm toàn bộ không gian lò. Xỉ và thép được trộn đều thật là lý tưởng cho các phản ứng hóa học. Cũng chính vì thế mà yêu cầu cho mỗi tấn dung lượng lò phải là ~1m3 thể tích lò. Nếu vi phạm điều này thép + xỉ sẽ dễ bị trào ra khỏi lò khi thổi luyện.

Ta có thể phân việc phun bắn ra hai trường hợp sau:

1. Phun bắn do ta thổi máu quá. Trong trường hợp này khi tiên lượng được thép sắp trào ra, ta chủ động dùng tay ấn nút đưa cần thổi lên, thép lỏng sẽ tự xẹp xuống. Sau đó ta lại thổi tiếp bớt "máu" hơn lần trước.

2. Khi mà ta "vừa thổi vừa run" cứ để cần thổi tít trên cao, khi đó xung lực của dòng ôxy chỉ đủ để xoa bóp cho bề mặt thép lỏng, không thể làm "tơi xốp" thép lỏng.
FeO được tạo ra cứ tích tụ dần trong xỉ. Khi nhiệt độ còn thấp [C] chưa cháy được mặc dù FeO cứ âm thầm được hòa tan vào thép lỏng.
Khi nhiệt độ mẻ luyện lên >1550 độ C, lúc này [FeO] đã đủ lớn. Đây là thời điểm hội tụ của 3 yếu tố: [C] cao, [FeO] cao, nhiệt độ tới hạn đã đến và tình huống cộng hưởng xảy ra. Một lượng lớn thép + xỉ lỏng phụt ra qua miệng lò gây sự cố cho người và thiết bị. (điều này cũng hay xảy ra ở lò EAF nếu thợ lò chưa qua bằng A cấp tốc về luyện thép).

Để khắc phục sự cố này ta phải thổi thật "máu" vào. Nếu có bồng xỉ thì chỉ việc kéo cần thổi lên rồi lại thổi tiếp.

@dongbac mình vẫn nghi ngờ cái khoảng cách 1-3m. Nếu thổi như thế thì chỉ gãi ghẻ cho thép thôi. Cái con số 50cm là mình lấy từ lò 50 tấn/mẻ, áp lực ôxy 0,9Mpa.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

2. Lò thổi đáy.

1. Sự phát triển của lò thổi ô xy từ đáy.
Nhiệt độ tại khu vực ô xy tiếp xúc với bể kim loại lỏng là rất cao, khoảng 2000oC, nên rất khó khăn cho việc tiến hành thổi ô xy từ đáy lò vì vật liệu chịu lửa tại khu vực này sẽ bị phá hủy rất nhanh. Vào năm 1967, ông G.Savard và R.lee người Canada đã phát minh ra một loại ống thổi hai lớp (xin lỗi không biết làm thế nào để đưa hình minh họa lên đây được). Đây là loại ống thổi mà ống phía trong để dẫn ô xy, phần giữa ống trong và ống bên ngoài dùng để thổi các loại khí sinh ra từ lò khí hóa than. Với loại ống này, tại miệng ống, các loại khí sinh ra từ lò sinh khí sẽ bị ing, các phản ứng ing này là các phản ứng thu nhiệt, do đó đầu ống thổi sẽ được làm nguội và được bảo vệ. Ông K.Brotzmann người đức đã áp dụng thành công ống thổi này vào lò Thomas 23 tấn và thương mại hóa loại lò này có tên là lò OBM( Oxygen Bottom Maxhütte). Tại Pháp, ba công ty Creuot-Loire, Wendel-Sidelor, Sprunck đã hợp tác nghiên cứu thành công phương pháp thổi đáy đặt tên là LWS. Năm 1971, công ty U.S.Steel của Mĩ đã trình làng phương pháp thổi đáy có tên là Q-BOP( Quiete blowing, Quicker refining, Better Quality, Basic Oxygen Process). Năm 1977, hãng thép Kawasaki( nay hợp nhất với một công ty nữa và có tên là JFE steel, hãng thép có sản lượng cao thứ 3 thế giới và cũng đã có lần định xây nhà máy ở khu Dung Quất) xây dựng lò thổi công nghê Q-BOP có công suất 270 tấn/mẻ, được coi là lò thổi lớn nhất lúc đó.

So sánh Q-BOP với LD có một số ưu điểm sau:
1. Bể kim loại lỏng được khuấy trộn tốt hơn.
2. Thành phần ô xy trong thép lỏng và thép trong xỉ thấp hơn.
3. Hiện tượng bắn kim loại lỏng khi thổi giảm dẫn đến tổn thất kim loại trong quá trình thổi giảm nhiều.
4. Thời gian thổi được rút ngắn
5. Khử lưu huỳnh tốt hơn

Nhược điểm lớn nhất của Q-BOP là tuổi thọ vật liệu chịu lửa phía đáy lò ngắn. Đồng thời do thổi cả các loại khí hóa than nên có một lượng khí hydro sẽ nằm lại trong thép, ảnh hưởng xấu đến cơ tính của thép.

a. Thiết bị
Về mặt cơ bản lò Q-BOP cũng giống lò LD, tuy nhiên tỉ lệ chiều cao/bán kính lò (H/D) thì nhỏ hơn so với lò LD. Đáy lò được thiết kế có thể tháo rời và thay thế được. Công suất lò 30-250 tấn/mẻ, phía đáy lò có khoảng 15-20 ống thổi. Các loại khí có thể thổi vào lớp giữa của ống thổi là khí thiên nhiên, khí propan, khí metan.

b.Thao tác và phản ứng hóa học trong lò
Thao tác với lò Q-BOP cũng tương tự như thao tác của lò LD. Thời kì đầu Si và Mn cũng bị ô xy hóa, tuy nhiên Mn lại không bị ô xy hóa mạnh như lò LD, 60-70 % Mn nằm lại trong kim loại lỏng. Đến giai đoạn giữa Mn lại quay lại pha kim loại lỏng giống lò LD, ở giai đoạn cuối P, Mn lại bị ô xy hóa mạnh. Đối với lò Q-BOP, ngay từ thời kì đầu (CaO) trong xỉ nhiều, độ kiềm của xỉ cao nên nhìn tổng thể (FeO), (MnO) trong xỉ thấp hơn so với xỉ của LD.
Mặc dù (FeO) trong xỉ của Q-BOP thấp hơn so vơi LD nhưng khả năng khử phốt pho của Q-BOP cao hơn hẳn so với LD. Khi độ kiềm của xỉ lớn hơn 2.5 thì khả năng khử lưu huỳnh của Q-BOP cũng hơn hẳn so với LD.

Tuy nhiên, như đã nói ở trên thép sản xuất bằng lò Q-BOP có thành phần hydro cao hơn so với thép sản xuất bằng LD. Thường hydro trong thép Q-BOP cao hơn khoảng 1-3ppm so với LD.

Bác gttn: Vâng, không có sách giáo khoa nào chính xác bằng thực tế cả. Vả lại các doanh nghiệp họ cũng giấu nghề kinh lắm, các vấn đề kĩ thuật họ công bố ra ngoài thường toàn là version trước, dùng xong và không dùng nữa thì họ mới nói ra cho mọi người biết nên độ tin cậy cũng không cao lắm.

 

[gttn]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

2. Năm 1971, công ty U.S.Steel của Mĩ đã trình làng phương pháp thổi đỉnh có tên là Q-BOP( Quiete blowing, Quicker refining, Better Quality, Basic Oxygen Process).
.........

Nhược điểm lớn nhất của Q-BOP là tuổi thọ vật liệu chịu lửa phía đáy lò ngắn. Đồng thời do thổi cả các loại khí hóa than nên có một lượng khí hydro sẽ nằm lại trong thép, ảnh hưởng xấu đến cơ tính của thép.

Vậy thì Q-BOP là thổi đỉnh hay thổi đáy?

Cảm ơn bạn đã cấp thông tin về thổi đáy. Rõ ràng thổi đáy thì ôxy và thép lỏng sẽ "tự trộn" đều hơn do đó tiêu hao ôxy sẽ ít hơn do hiệu suất sử dụng cao hơn.

Vấn đề tiếp theo : Cường độ cung cấp ôxy

Còn nếu như thổi đỉnh thì một trong những vấn đề kỹ thuật then chốt tiếp theo chính là cường độ cung cấp ôxy.

Nếu cường độ này không đủ lớn, tương tự như nâng cao cần thổi và nguy hiểm sẽ tiềm tàng như trong cái post trước mình đã nói.

Nếu cường độ này lớn quá thì sẽ ảnh hưởng đến thể xây lò, đến phun bắn kim loại.

Vậy cường độ cung cấp ôxy là cái gì? Nó liên quan đến áp suất và lưu lượng của ôxy.

Các bạn hãy để ý: Tiêu hao ôxy cho 1 tấn phôi thường 60-70m3. Thời gian thổi luyện chỉ khoảng 15 đến 18 phút (không hề phụ thuộc dung lượng lò) vậy thì cái con số 4 (=60/15) và có thứ nguyên là (m3/tấn. phút) chính là lưu lượng tối thiểu cho thổi luyện bình thường. Thế còn áp suất? khoảng 0,9 - 1 Mpa gì đó.

@dongbac: Bạn hãy vào đây http://photobucket.com/ để dăng ký một username và một pass (chính là một địa chỉ email bất kỳ của bạn và pass của nó). Sau đó bạn có thể up hình vẽ lên đó. Up xong nó sẽ cấp cho bạn một số thông tin. Bạn hãy lấy cái chuỗi kí tự mà bên trái là

. Đem paste nó vào bài post của mình là hình ảnh hiện lên.

Hì hì. Có ai có thể giúp dongbac post hình ảnh đơn giản hơn không nhỉ, mình phải diễn đạt khó hiểu quá.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

3.Lò thổi đỉnh-đáy
Với sự ra đời của lò Q-BOP, những nhược điểm do khuấy trộn không đều của lò LD dần được sáng tỏ. Đối với lò LD, tại những chỗ khi hàm lượng các bon xuống thấp, lượng khí CO sinh ra ít đi nên khả năng khuấy trộn ở đó cũng bị giảm đi. Kết quả là
(1)Thép trong xỉ tăng lên, tức tổn thất của thép cao.
(2)Ô xy trong thép lỏng cao.
(3) Măng gan bị ô xy hóa nhiều.

Tuy nhiên, đối với lò LD, khi tiến hành soft blow, (FeO) trong xỉ tăng lên, khả năng khử phốt pho tốt.
Từ những lý do trên, vào những năm 70 của thế kỉ trước, một loạt các nhà máy thép đã tiến hành các biện pháp kĩ thuật và đưa vào sử dụng lò thổi ô xy kết hợp thổi đỉnh – thổi đáy để phát huy ưu điểm của hai phương pháp thổi ô xy này. Hãng Sumitomo đưa ra loại lò có kí hiệu STB, Nippon steel đưa ra loại lò LD-OB, Kawasaki có loại lò K-BOP v.v…. Kết quả thực tế cho thấy chỉ một cần một lượng khí thổi đáy nhỏ cũng cho ra được những kết quả khả quan. Đặc biệt với lò K-BOP, nếu cần thiết có thể thổi cả bột CaO từ đáy để tạo xỉ. Mặt khác, với lò LD cần khoảng 30-40 phút cho một mẻ, đối với lò thổi đỉnh-đáy, thời gian một mẻ luyện có thể rút ngắn được 5-9 phút. Tất nhiên đó là còn nhờ kết quả những cải tiến về cấu trúc đầu ống thổi cũng như tăng lượng ô xy thổi vào lò trên một đơn vị thời gian.
Đối với lò thổi đỉnh-đáy, do tiến hành thổi đáy nên cường độ khuấy trộn bể kim loại lỏng có thay đổi, kết quả là quá trình tiến hành các phản ứng hóa học trong bể kim loại cũng thay đổi theo.

Những vấn đề phải giải quyết khi thao tác lò thổi:
1)Làm thế nào để đạt được đồng thời nhiệt độ và thành phần kim loại theo yêu cầu ở cuối giai đoạn thổi.
2) Làm thế nào để nâng cao hiệu suất ô xy hóa các bon, nâng cao hiệu suất sản xuất cũng như nâng cao hiệu suất thu hồi thép lỏng.
3) Tăng tuổi thọ tường lò, giảm tiêu hao khí thổi, các nguyên liệu phụ, tổn thất nhiệt….

Mấu chốt của các vấn đề trên là việc điều khiển hệ thống cung cấp gió bao gồm áp suất, lưu lượng cung cấp gió, độ cao đầu ống thổi. Trong thao tác thực tế nó được thể hiện bằng hệ số L/Lo.
Ngoài ra việc thiết kế hợp lý các đầu ống thổi cũng là một yếu tố hết sức quan trọng. Ví dụ để ngăn chặn hiện tượng kim loại bắn lên miệng lò, người ta đã cải tiến các ống thổi bằng cách thiết kế cả các lỗ thổi nằm bên hông ống thổi v.v…


Bác gttn: xin lỗi bác, thổi đáy ạ, lỗi “thằng đánh máy”.
Có lẽ trên diễn đàn này bác gttn là một trong những bác có nhiều kinh nghiệm nhất về BOF, bác cho một bài khái quát về thao tác BOF lên đây cho mọi người học hỏi một tí thì hay biết mấy ạ.

 

[gttn]

Vấn đề nâng nhiệt ngày xưa

Nhiệt cấp cho thép lỏng lấy từ nhiệt vật lý của gang lỏng và nhiệt hóa học khi cháy các tạp chất (như đã nói ở trên). Nhưng do một lý do nào đó mà mẻ nấu kéo dài không đúc được (do sự cố thiết bị chẳng hạn). Khi đó nhiệt thép lỏng giảm xuống đến mức không thể đúc được.

Theo lý thuyết thì cứ lại thổi ôxy vào là nhiệt sẽ lên.

Nhưng không thế đâu.

Khi các tạp chất C, Mn, Si, P đã hết thì không thể thổi ôxy vào bắt Fe cháy để tỏa nhiệt được. Đó là một thực tế. Càng cố thổi thì thép chỉ có nguội đi mà thôi. Lúc này muốn nâng nhiệt chỉ có một giải pháp củ chuối (ngày xưa) là tống hàng tấn Fe-Mn hoặc Fe-Si vào thép lỏng. Sau đó thổi ôxy thì mới nâng được nhiệt cho mẻ luyện.

Ngày nay lò BOF kết hợp với lò LF thì khó khăn trên chỉ là muỗi đốt cột điện.

Cũng lại ngày xưa. Lò BOF không thể sản xuất được thép hợp kim cao ví dụ thép inox chẳng hạn.
Lý do: Nếu cho fero hợp kim vào trước khi thổi thì hợp kim cháy sạch còn gì mà hợp kim hóa. Nếu cho vào sau khi thổi thì một lượng hợp kim Cr đến 30% mẻ nấu làm cho nhiệt độ mẻ nấu giảm đi thì đúc làm sao được?

Ngày nay lò BOF kết hợp với lò LF thì khó khăn trên cũng lại chỉ là muỗi đốt cột điện.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Xin phép bác gttn lan man tí về LF và tinh luyện ngoài lò tí ạ.

Tinh luyện ngoài lò

Theo phương pháp truyền thống, gang-thép được sản xuất trong lò chủ yếu bằng lò cao, lò thổi và lò điện. Tuy nhiên, những năm gần đây, các phương pháp vận chuyển kim loại lỏng được đơn giản hóa nhờ áp dụng các xe chuyên dụng chở gang lỏng (Torpedor car), thùng chở thép lỏng (ladle) v.v….một số biện pháp xử lý trước (pretreatment) hoặc hoàn thiện đã được áp dụng tại các thiết bị vận chuyển kim loại lỏng này nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như giảm lượng xỉ sinh ra đã được áp dụng rộng rãi. Các phương pháp này gọi chung là xử lý ngoài lò hoặc tinh luyện ngoài lò (ladle metallurgy). Quá trình xử lý gang lỏng trong quá trình vận chuyển từ lò cao về lò thổi gọi là xử lý trước kim loại lỏng (hot metal processing), quá trình xử lý thép lỏng trong quá trình vận chuyển từ lò luyện thép (lò điện, lò thổi…) sang máy đúc gọi là tinh luyện (secondary steelmaking).

Mục đích chính của các quá trình xử lý ngoài lò:
1.Xử lý gang lỏng: sử phốt pho, lưu huỳnh, silic.
2.Xử lý thép lỏng: Khử khí (khí ni tơ, hydro, CO), điều chỉnh nhiệt độ, thành phần v.v….

Việc xử lý gang lỏng trước khi cho vào lò thổi có lịch sử lâu đời hơn so với xử lý thép lỏng. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc áp dụng rộng rãi quá trình xử lý thép lỏng trước khi đúc là yêu cầu chất lượng thép ngày càng cao cũng như sự phổ cập hóa công nghệ luyện thép lò thổi BOF v.v…

1.Sự ra đời của phương pháp tinh luyện ngoài lò.

Tinh luyện ngoài lò băt đầu vào những năm 50 của thế kỉ trước. Năm 1952, tại nhà máy Bochumer Verein của Đức, phương pháp tinh luyện chân không (sau này được đặt tên là phương pháp Bochumer) đã được áp dụng trong sản xuất thực tế và bắt đầu cho hàng loạt các phương pháp tinh luyện tiếp theo ra đời. Thành tựu lớn nhất của phương pháp Bochumer là đã loại bỏ được khá nhiều khí hydro ra khỏi thép lỏng, nâng cao được chất lượng vật đúc một cách rõ rệt.Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là thời gian xử lý chân không ngắn. Sau đó, các phương pháp khác có thời gian xử lý chân không dài hơn lần lượt ra đời như phương pháp DH (Hãng Dormund Hörder Hüttenuion, Đức) phương pháp RH (hãng Ruhstahl-hãng Heraeus, Đức), LVD (Ladle Vacuum Degassing, hãng Mannesmann-hãng Witten của Đức, hãng Finkl&Sons của Mĩ) v.v….Các phương pháp này có thể loại bỏ được các loại khí cũng như tạp chất tồn tại trong thép lỏng. Tuy nhiên nhược điểm chính là nhiệt độ thép lỏng bị giảm nhiều trong quá trình xử lý. Để khắc phục nhược điểm này, các loại nắp đậy có gắn điện cực đã được phát minh và đưa vào sử dụng.Vào những năm 1960, các phương pháp

(hãng ASEA, hãng SKF, Thụy Điển), VAD(Vacuum Arc Degassing, Hãng Finkl-Moher, Mỹ), LF (Ladle Furnace, hãng Daido, Nhật) lần lượt ra đời. Nhờ sự ra đời của các phương pháp này, các kĩ thuất sản xuất các loại thép chất lượng cao đã có những tiến bộ vượt bậc.

Theo thống kê tại Nhật năm 1992, tỉ lệ áp dụng công nghệ tinh luyện thép ngoài lò trên tổng sản phẩm sản xuất ra đối với các loại lò như sau: Lò thổi 85%, lò điện 71%. Đối với lò điện, 95% thép đặc biệt sản xuất ra được áp dụng công nghệ tinh luyện ngoài lò.

2. Một số phương pháp tinh luyện ngoài lò
2.1 Tinh luyện chân không

a. RH
RH được phát minh vào khoảng năm 1956. Lúc đầu phương pháp này được áp dụng để sản xuất các loại thép chất lượng cao, tuy nhiên sau đó được áp dụng cho cả các loại thép thông thường. Mặc dù gọi là chân không nhưng áp suất thực tế trong lò thường vào khoảng 1.3-40kPa

Dựa trên nguyên lý ban đầu, ngay trong phương pháp RH cũng có nhiều cải tiến và phương pháp RH-OB (RH-oxygen Blowing), RH-KTB (RH-Kawatetsu Top blowing), RH-MFB (RH-Multiple function Burner), RH-PB (RH-powder blowing)v.v…. lần lượt ra đời và áp dụng rộng rãi trong các nhà máy thép.

b. DH
Phương pháp này cũng ra đời cùng thời và cùng nguyên lý với RH. Cũng giống như RH, có nhiều cải tiến trong DH và lần lượt các phương pháp DH-AD (DH argon degassing) REDA (Revolutionnary degassing Activator). Điểm nổi bật nhất của DH là có thể sản xuất ra các loại thép các bon cực thấp, khoảng 30[ppm]. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của DH là tuổi thọ đầu thổi Ar vào bể kim loại lại rất ngắn.

2.2 Tinh luyện trong các lò có gắn điện cực
Nhờ việc lắp thêm các điện cực mà trong giai đoạn tinh luyện có thể thêm một lượng lớn hợp kim, thêm trợ dung để tạo xỉ, có những trường hợp cần thiết có thể khử được cả khí lẫn trong thép lỏng.

a.

Phương pháp này được phát minh vào khoảng năm 1965. Một thùng lò có hai nắp, một nắp gắn thiết bị hút chân không, một nắp có gắn 3 điện cực 3 pha. Với 3 điện cực này, nhiệt độ có thể tăng được 2độ/phút. Thời gian tinh luyện bằng phương pháp này khá lâu, khoảng 1-2 tiếng.

b. VAD
VAD được phát minh vào khoảng năm 1967.

c. LF

LF được ra đời vào năm 1971 tại nhà máy Ohmori của hãng thép Daido, Nhật bản. LF có chức năng gia nhiệt cho thép lỏng cũng như khuấy thép lỏng bằng khí argon nhưng lại không có chức năng chân không như

và VAD. Xỉ tạo ra trong lò LF thường là xỉ có độ kiềm cao và tính hoàn nguyên cao nên có khả năng khử ô xy, khử lưu huỳnh tốt. Nhờ có chức năng gia nhiệt nên dễ dàng trong việc điều chỉnh nhiệt độ trước khi rót, ngay cả với các loại thép hợp kim cao. Mặt khác nhờ có chức năng khuấy trộn của khí argon, thành phần và nhiệt độ của thép lỏng khá đồng đều. Loại lò LF này cũng rất thích hợp khi kết hợp với lò điện. Theo đó có thể chuyển giai đoạn hoàn nguyên của lò điện sang tiến hành bên lò LF, tiết kiệm được năng lượng và thời gian luyện của lò điện.Mô hình phổ biến trong các nhà máy luyện thép lò điện là EAF-LF-CC.


Tuy nhiên do LF không có chức năng xử lý chân không nên đối với các loại thép yêu cầu đặc biệt về chất lượng, công thức sản xuất sẽ là EAF-LF-RH-CC hoặc EAF-LF-LVD-CC. (LVD-Ladle vacuum Degassing process).
Ngày nay LF cũng được cải tiến và thêm một vài chức năng như phương pháp NK-AP (NKK-Arc refining Process). Phương pháp này cho phép phun các loại bột phụ gia trong quá trình tinh luyện hay PLF (pl

). Phương pháp này thay các điện cực graphit bằng các ống đốt plasma (plasma torch). Nhờ đó có thể sản xuất các loại thép có hàm lượng các bon cực kì thấp do loại bỏ được các bon từ điện cực đi vào thép lỏng.

 

[gttn]

Vấn đề phân tích thành phần mẻ luyện

Đối với mẻ luyện bình thường, Mn, Si, S không cần quan tâm bởi vì chúng ta còn có thể "sửa sai" trong lò LF. Phốt pho trong gang thường rất cao (~0,2%) nên ta phải chú ý nạp đủ CaO để diệt thằng này.

Thú vị nhất và mệt mỏi nhất chính là thằng C.
Để biết [C] hiện tại bao nhiêu ta phải múc mẫu phân tích. Muốn múc mẫu ta phải dừng lò khoảng 4 phút. Nếu lấy không đúng thời điểm thì lại phải lấy lại. Có khi đến 3 lần mới dừng thổi được.

Trong suốt quá trình thổi luyện lý do thường xuyên duy nhất phải dừng lò chỉ là để...lấy mẫu. Đôi khi lấy mẫu kết hợp với đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt.

Động tác lấy mẫu cực kỳ vất vả. Phải nghiêng lò xuống vị trí gần nằm ngang, thợ lò cầm 1 cái gáo thò vào để lấy mẫu (!!!).

Các bạn có biết rằng thằng USA có một công nghệ tuyệt vời cho cái vụ lấy mẫu và đo nhiệt độ này không?

Một chùm lase hồng ngoại được bắn qua miệng lò BOF.
Chùm tia này được thu lại phía bên kia
Tùy thuộc vào tỷ lệ CO và CO2 của khí lò BOF mà chùm tia trên bị hấp thụ (tổn hao đi) nhiều hay ít từ đó mà biết được hàm lượng C trong thép lỏng. Khiếp quá! Cứ như Tôn Ngộ Không vậy.

Các bạn hãy tưởng tượng trên màn hình máy tính con số chỉ hàm lượng C cứ hiển thị liên tục 3; 2,999; 2,998; 2,997...............0,20 End. Khiếp quá! Cứ như Tôn Ngộ Không vậy.

Cái trò Tôn Ngộ Không này thằng Trung Quốc chưa biết (ít nhất là những nơi tôi đã qua) mà chỉ có ở Mỹ thôi. Không biết bao nhiêu tiền. Thật là đáng đồng tiền bát gạo. Nghe mà thèm quá.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Bác gttn ơi, giai đoạn hai của TISCO dùng lò BOF bao nhiêu tấn thế hả bác. Lấy mẫu vẫn phải nghiêng lò rồi dùng gáo múc hay có gì cải tiến hơn không ạ? Mà cái thời gian dừng lò là 4 phút, cho đến lúc có kết quả [C] thì hết tổng cộng bao nhiêu phút ạ?

 

[gttn]

Trả lời cho bạn

À dongbac à! Lò thổi của TISCO nghe nói là 60 tấn mẻ gì đó. Nhưng là lò do bọn TQ thiết kế thì mình tin rằng cũng chỉ lấy mẫu kiểu cũ thôi. Bản thân bọn TQ cũng chưa bẻ khóa được cái công nghệ Laser Based Sensor mà mình vừa nói ở trên. Với lại chắc là đắt đỏ lắm. Chưa chắc TISCO đủ tiền để chơi.

Còn thời gian phân tích bao nhiêu phút ấy à?
Nói thêm tí nhé. Thợ già thường lấy mẫu C khi miệng lò thổi đã trong veo (không còn khói màu sẫm) thường thì khi đó [C] đã đạt mác CT3 - CT5. Người ta múc cái mẫu ra, phạt lấy một miếng, bẻ bẻ gật gật rồi quyết định ra thép kệ cho kết quả phân tích [C] muốn đến khi nào có cũng được. Thợ già cũng chẳng thèm đo nhiệt độ luôn. Trong cái gáo mẫu múc ra ấy, ngoài chuyện bẻ bẻ gật gật người ta còn nhìn nhìn qua kính luyện thép và biết ngay rằng nhiệt này đã đủ để ra thép.

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Cảm ơn bác gttn. Cái vụ thợ già thì em cũng được chứng kiến hồi đi thực tập sinh viên rồi. Nhưng hóa ra cũng không chỉ ở VN mình, các nước khác họ cũng trọng thợ già lắm, dù khoa học kĩ thuật của họ đã tiến vượt bậc rồi. Nói chung thợ già ở đâu cũng quý cả, chỉ có điều hình như thợ già ở mình cũng chưa được đãi ngộ tốt lắm thôi, vì vẫn mang tiếng là 'thợ' chứ không phải là 'thầy'.

Còn cái vụ phân tích kia, không biết bao nhiêu phần trăm các công ty của Mỹ sử dụng kĩ thuật đó rồi bác nhỉ.Công nhận hoành tráng thật, nhưng không biết độ chính xác có cao không? Nhật, Hàn theo em biết thì vẫn dùng ống hút mẫu lấy mẫu trong bể kim loại rồi phân tích luôn. Thời gian tổng cộng khoảng 3 phút bao gồm khoảng 5 giây lấy mẫu, 30 giây làm lạnh, 20 giây cắt mẫu, 60 giây phân tích (phân tích bằng máy quang phổ nhiễu xạ), cộng thêm thời gian di chuyển giữa các công đoạn nữa nên tính bình quân vào khoảng 3 phút.
Em cứ tưởng TQ họ cũng cải tiến nhiều trong việc tiến hành lấy mẫu và phân tích trong quá trình luyện rồi chứ, hay TISCO lại tiết kiệm tiền nên mua cái version cũ của họ về nhỉ.

 

[gttn]

Vấn đề nạp thép phế vào lò BOF

Thép phế nạp vào lò BOF với mục đích chính là làm nguội bớt cho mẻ luyện. Có nhiều chất làm nguội nhưng làm nguội bằng thép phế thì tăng sản lượng mẻ luyện.

Vì miệng lò thổi nhỏ hơn lò EAF nên thép phế phải được gia công họp cách và dùng máng (chứ không phải rọ liệu như lò EAF) để nạp vào lò như hình dưới đây.

phản ứng ô xy hóa Silic (khoảng 28500kJ/kg), phốt pho (khoảng 20400 kJ/kg), Các bon (11200 kJ/kg), sắt (4100kJ/kg), Mang gan (6480kJ/kg)

Từ những dữ liệu rất quý của bạn dongbac đã dẫn, chúng ta hoàn toàn chủ động tăng hay giảm tỷ lệ thép phế trong tông số liệu nạp lò. Thông thường khoảng 10%.

Căn cứ vào hàm lượng các nguyên tố Mn, Si có khi nạp thép phế đến 30%

Nghe nói nhiệt độ ra lò BOF của Hòa Phát lên đến 1800 độ C là quá cao. Nấu như thế sẽ hại thể xây của lò cực kỳ và sẽ gặp vấn đề về khử P.

dongbac thân mến. Cảm ơn bạn cho mình biết cách lấy mẫu của bọn Nhật, Hàn. Thế còn cái công nghệ phân tích của bọn Mỹ trên kia thì cực kỳ chính xác. Bạn có thể tham khảo ở:

http://www1.eere.energy.gov/industry/metalcasting/pdfs/bof_operations.pdf

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Thành thật xin lỗi bác gttn và mọi người về thông tin phân tích mẫu lò BOF của Nhật và Hàn trên.
Cuối tuần trước gặp anh bạn làm trong POSCO, hỏi anh ấy một ít thông tin về BOF thì mới biết hiện nay những nhà máy thép lớn của Nhật và Hàn cũng đã áp dụng công nghệ phân tích khí lò như bác gttn giới thiệu rồi. Việc dùng ống hút lấy mẫu giờ chỉ áp dụng cho công đoạn tinh luyện ngoài lò thôi. Theo như những gì anh này nói thì nhiệm vụ hạ thành phần các bon, silic, măng gan trong giai đoạn xử lý trước của gang lỏng và trong lò thổi hiện nay đã chạy rất ổn định, mỗi ngày chạy vài chục mẻ nên thời gian, lưu lượng, áp suất thổi ô xy để đạt được thành phần các bon mong muốn đã được lập trình hóa và đạt được tỉ lệ trúng đích rất cao. Ngoài ra, trong công nghệ luyện thép hiện nay, mọi công việc chính về thành phần, nhiệt độ đúc rót thép đều chuyển sang giai đoạn tinh luyện ngoài lò nên yêu cầu về thành phần, nhiệt độ đối với thép lỏng ở cuối giai đoạn thổi ô xy trong BOF không còn yêu cầu thật sự khắt khe nữa, chỉ cần dựa vào quy trình thổi và kết quả phân tích khí lò là đảm bảo yêu cầu đối với giai đoạn thổi. Vì vậy không cần thiết phải lấy mẫu và điều chỉnh thành phần trong giai đoạn thổi ô xy nữa, mọi cái sẽ được giải quyết trong giai đoạn tinh luyện ngoài lò. Đối với công đoạn tinh luyện ngoài lò, việc lấy mẫu vẫn phải dùng ống hút như trong phần em nói ở trên. Ngoài ra, với các tiến bộ trong kĩ thuật phân tích hiện nay, không chỉ phân tích thành phần kim loại mà thành phần xỉ cũng được tiến hành khá nhanh gọn, khoang 3-5 phút. Kết quả phân tích nhanh thành phần kim loại có độ chính xác rất cao, đối với xỉ cũng có độ chính xác cao, chỉ sai khác khoảng 1% so với kết quả phân tích kiểm tra lại lần hai tại phòng thí nghiệm. (ai đã từng phân tích thành phần xỉ luyện gang, luyện thép mới thấy ngại như thế nào)
Trình độ công nghệ luyện thép các nước tiên tiến họ đi nhanh quá, không chịu khó cập nhật một tí là trở thành lạc hậu. Cảm ơn bác gttn đã mở topic này giúp em cập nhật thêm được khá nhiều thông tin bổ ích.

 

[gttn]

Vấn đề môi trường

Đầu tiên là âm thanh: Các bạn nếu đã qua lò EAF hẳn không thể chịu được những âm thanh chát chúa, đinh tai nhức óc khi hồ quang bắt đầu phóng vào liệu rắn. Nhưng ở xưởng lò thổi khác hẳn, những âm thanh ở đây hòa quyện vào nhau như một bản hợp xướng khá êm tai. Âm thanh nghe nhàm chán nhất có lẽ là tiếng gầm gừ của cầu trục chạy trên ray. Nổi bật lên tất cả là tiếng còi điều khiển của người đứng dưới nền xưởng.

Thế còn cái lò thổi to vật vưỡng đang phụt lửa đỏ rực là nhân vật chính của nhà xưởng kia? Xin thưa rằng những âm thanh mà nó phát ra không át được tiếng 2 người đứng cạnh nhau. Nó cứ xoẹt xoẹt xòe xòe khoái cái lỗ nhĩ lắm các bạn ạ.

Thế còn bụi thì sao?
Có thể khẳng định ngay rằng: do tỷ lệ thép phế khoảng 10% nên bụi lò thổi không có kẽm, không có cadimi, không có chì nhiều như bụi lò điện. Nhưng bụi lò thổi có độc không. Có đấy! Nó độc không phải vì có chất độc mà nó độc là vì kích thước các hạt bụi (rất nhiều hạt Fe2O3) rất nhỏ (cỡ micromet) khi vào phổi thì bám chặt vào phổi không ra nữa.

Người ta hút bụi này lại, đem vê viên sau đó thiêu kết rồi bỏ vào lò cao để thu hồi sắt. Bụi của xưởng được hút ngay tại miệng lò thổi trong quá trình thổi luyện (gọi là hút bụi lần 1). Ngoài ra còn được hút cả trong khi đổ nước gang (lúc này lò thổi đã chạy ra ngoài), hút khi đổ nước gang khu vực lò mixer, hút khu vực lò LF...(gọi là hút bụi lần 2). Chính vì thế mà nền xưởng và môi trường trong xưởng rất là sạch sẽ. Các bạn hãy phóng to cái ảnh mình post ở post #16 sẽ thấy rõ điều này.

Dongbac thân mến. Mình rất mừng khi thấy bạn nói ở Nhật và Hàn người ta đã tự động hóa việc lấy mẫu như bọn Mỹ. Nếu bạn hỏi hộ cho mình biết được toàn bộ cái cụm này giá bao nhiêu (không cần chính xác lắm đâu) thì hay quá.

 

[gttn]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

...Một điểm nữa cũng rất đáng nói là nhiệt độ cao tập trung ở khu vực trung tâm lò, phía dưới ống thổi nên nhiệt độ phía thành lò không cao, tuổi thọ của tường lò được kéo dài đáng kể...

Không hẳn như thế đâu. Lò BOF cũng giống như lò EAF gần đây đều dùng gạch MgO-C để xây cho nên tuổi thọ lò được cải thiện rất đáng kể. Lò LD gang thép ngày xưa tuổi thọ 34 mẻ/đời (!!!) thật là không thấm vào đâu cả.

Lý do lò thổi đạt tuổi thọ đến hàng vạn mẻ (đúng như thế đấy) là nhờ một công nghệ cũng của bọn Mỹ đó là công nghệ Slag Splashing. Công nghệ này bọn TQ đã bẻ khóa ngoạn mục. Tuổi thọ lò thổi ở Mỹ cách đây 7 năm đã đạt 3 vạn mẻ. Bọn TQ cũng đã đạt đến 2 vạn mẻ. Thật là một con số khủng. Tiêu hao gạch MgO-C cho 1 tấn phôi gần như = vài lạng gì đó.

Công nghệ Slag Splashing là như thế này các bạn ạ.
Khi ra hết thép, trong lò chỉ còn xỉ. Lò trở lại vị trí cũ (đứng lên). Sau đó người ta cho vào lò một cái chất gì gì đó qua hệ thống nạp liệu rời. Sau đó người ta dùng chính cái súng ôxy thổi nitơ rất mạnh vào lò làm cho xỉ bắn tóe lên (Splashing) và bám vào mặt công tác của tường lò tạo một cái áo. Còn thừa xỉ mới đổ ra ngoài. Mẻ tiếp sau được nấu trong cái áo đó. Do đó tường lò MgO-C liên tục mặc áo, thay áo, rồi lại mặc áo cứ như nghệ sỹ thay đổi người tình vậy. Người ta nói có lò thổi thay rồi lại mặc ròng rã 7 năm mới phải xây lại.

Thế còn cái chất gì gì kia? theo mình đoán thì nó phải có 1 trong 2 hoặc cả 2 chức chức năng
- Tăng hàm lượng MgO cho xỉ
- Tăng độ bám dính cho xỉ.

Bọn TQ đã bẻ khóa thành công công nghệ này và người ta gọi nó là 溅渣护炉

 

[dongbac]

Ðề: Lò thổi (BOF - Basic Oxygen Furnace)

Lại nói đến bụi thu hồi trong nhà máy luyện kim. Ngày nay, các yêu cầu về môi trường ngày càng khắt khe cộng với giá nguyên liệu đầu vào không ngừng tăng nên việc tiến hành thu hồi bụi trong các nhà máy luyện thép nói riêng, các nhà máy luyện kim nói chung ngày càng được chú trọng. Một con số không ngờ là với một nhà máy luyện cán thép liên hợp công suất khoảng 10 triệu tấn sản phẩm/năm, lượng bụi thu hồi trong một năm có thể lên đến gần một triệu tấn. Bụi này được thu hồi từ nhiều công đoạn bao như từ lò cao, lò thiêu kết, lò thổi, vẩy cán. Bụi sau khi thu hồi lại được một phần được cho quay lại lò thổi (vảy cán), một phần được vê viên cho vào lò cao. Tuy nhiên do yêu cầu cho vào lò cao bị hạn chế bởi nhiều yếu tố nên một lượng bụi không biết giải quyết như thế nào nên có một thời gian phải cho đi làm đất san nền! Đặc biệt với những nhà máy luyện thép lò điện, bụi thu hồi chứa rất nhiều bột ZnO, có khi lên đến 20-30% nên rất khó để sử dụng lại. Tuy nhiên sau này, với sự ra đời của lò quay đáy (rotary hearth f

) thì việc xử lý bụi thu hồi trong nhà máy luyện kim lại trở nên quá đơn giản. Đặc biệt loại lò RHF này rất thích hợp với việc xử lý bụi lò điện vì có khả năng thu hồi gần như 100% bột kẽm.

Năm 2006-2007, hãng thép Kobe steel, một trong những hãng thép tích cực phát triển công nghệ hoàn nguyên trực tiếp lò quay đáy (fastmet, fastmelt, Itmk3@) cũng chào hàng một nhà máy fastmet công suất 100,000-200,000 tấn/năm cho Hòa Phát để xử lý bụi thu hồi trong các nhà máy luyện thép của Hòa Phát và khu vực Hải phòng, tuy nhiên khi thương thảo vào phần giá cả, Hòa Phát đã không thể nào chấp nhận được giá cả quá cao của Kobe steel nên thương vụ đổ vỡ, bỏ lỡ một cơ hội tiếp cận một phần công nghệ luyện thép hiện đại vào Việt nam.

Còn cái vụ tường lò thì nói thật em chưa được làm thực tế nên không biết, nhưng ngày trước cái kết quả mô hình đối lưu dòng chảy trong quá trình thổi chỗ em làm thì cũng phản ánh phần nào cái lý luận nhiệt độ phía tường lò thấp hơn so với nhiệt độ dưới ống thổi đấy bác gttn ạ. Hồi đấy làm tìm ra được cả mấy cái công thức tính toán L/Lo dựa trên cường độ, áp suất, hình dạng đầu ống thổi nữa, nhưng không biết thực tế thì có áp dụng được công thức nào không thì em cũng không được biết rõ vì đó là việc của các sếp bên trên rồi.
Đây là cái mô hình lò BOF bọn em dùng, cả thổi đỉnh, thổi đáy. Tất nhiên là mô hình thôi nên không thổi được thép lỏng ở 1700oC-1800oC như thực tế được.

Bác gttn: nếu hỏi được em sẽ hỏi giá cho bác, nhưng em nghĩ là khó vì bác biết đấy, trong công ti thằng nào biết việc thằng đấy, mấy ông kĩ thuật thì chẳng bao giờ được biết đến giá cả máy móc thiết bị cả. Dù sao em sẽ cố gắng.