Quá trình công nghệ nấu luyện kim loại & hợp kim - lò hồ quang 80 tấn

ĐAMH QTCN NẤU LUYỆN KIM LOẠI & HỢP KIM – LÒ 80 TẤN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
ĐAMH QTCN NẤU LUYỆN
KIM LOẠI & HỢP KIM
1
Mục lục
Mục lục…………………………………………………………………………
Lời nói đầu………………………………………………………………………
Chương 1 : Lịch sử lò hồ quang ………………………………………………………….
Chương 2 : Tình hình trong nước …………………………………………….………….
Chương 3 : Tổng quan về lò hồ quang ……………………………….……….………….
Chương 4 : Thiết kế kích thước lò ……………………………………………… ………
Chương 5 : Tính toán phối liệu …………………………………………………………
Chương 6 : Tạo xỉ ……………………………………………………………….………
Chương 7 :Quá trình nấu luyện …………………………………………………………
Chương 8: Kết cấu thùng rót……………………………………………………………
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự đi lên của đất nước, ngành công nghiệp đóng vai tròhết sức
quan trọng để đáp ứng các yêu cầu cho ngành kinh tế quốc dân: cơkhí, xây dựng, hóa học…
do đó ngành công nghệ vật liệu cũng phát triểnnhanh chóng để đáp ứng các yêu cầu phát
triển chung của đất nước. Trongđó ngành luyện kim được ví như “xương sống của quốc
gia”. Để đảm tráchvai trò quan trọng này, mỗi người kỹ sư vật liệu tương lai nhất thiết phải
hiểuvà nắm rõ bản chất của quá trình luyện kim, các thiết bị lò, thành phầnnguyên vật liệu,
thành phần xỉ…Và biết vận dụng những kiến thức đã học vàothực tiễn, góp phần vào sự
phát triển ngành luyện kim nói riêng cũng nhưngành công nghiệp nước nhà nói chung.
Đồ án môn học là một phần thiết yếu của chương trình giáo dục của đại học Bách
khoa Tp Hồ Chí Minh, là cơ hội để sinh viên bước đầu áp dụng vào thực tế các kiến thức đã
học được cũng như là một cơ hội tốt để sinh viên gặt hái được các kỹ năng mới, kiến thức
thực tế mới. Thực hiện đồ án môn học chính là được làm quen cách thực hiện luận văn tốt
nghiệp sau này.

Dù sao thì với tư cách là một sinh viên và cũng chỉ lần đầu thực hiện nên không thể
tránh khỏi các sai sót, nhưng đó cũng là một quá trình dài tìm tòi và cố gắng, em rất mong
được thầy chỉ bảo nhiều hơn.
2
Đồ án này được thực hiện dưới sự chỉ dẫn tận tình của thầy Thông. Em xin cám ơn
thầy rất nhiều và kính chúc thầy nhiều sức khỏe để tiếp tục sự nghiệp cao cả này.
Chương 1: LỊCH SỬ LÒ HỒ QUANG
Lò hồ quang được phát triển bởi Paul Héroult – người Pháp và ứng dụng
trongthương mại bởi người Mỹ năm 1900. Ban đầu chủ yếu dung đề nấu thép dụng cụ và
thép lò xo.
Sau chiến tranh thế giới lần II, nhu cầu về thép hợp kim chất lượng tăng cao: thép
không gỉ, chống mài mòn cơ học, va đập, thép có tính đàn hồi cao… mà lò Besmer, lò
Mactin, lò thổi không khí không đáp ứng được. Vì vậy phải chuyển sang dung lò điện như
lò hồ quang, lò cảm ứng, lò điện xỉ, lò plasma…
Lò hồ quang điện được sử dụng rộng rãi để nấu các loại thép cacbon chất lượng,
thép hợp kim thấp , trung bình và cao với sản lượng lớn. Sản lượng lò hồ quang chiếmđến
80 – 90% tổng sản lượng thép lò điện, 33,1% tổng lượng thép (năm 2005). Dung lượng lò
ban đầu chỉ vài đến vài chục tấn, ngày nay người ta sử dụng phổ biến các loại lò 100 – 400
tấn/ mẻ.
Ưu điểm của lò hồ quang là có thể dùng nguyên liệu từ sắt thép phế liệu. Điều này
giúp tiết kiệm nguyên liệu, năng lượng nên đạt hiệu quả cao về kinh tế và môi trường.
Lò hồ quang được cải tiến liên tục về công nghệ: áp dụng các biện pháp cường
hóanhư phương pháp thổi oxy, than, sử dụng chế độ điện siêu công suất, sử dụng lò
hồquang 1 chiều siêu công suất, nung liệu trước khi nấu chảy hay sử dụng lò hồ
quangthân cột ( SF)…
Kết quả là:
-Tiêu tốn điện năng giảm dần từ khoảng 630 kWh/tấn xuống dưới 350 kWh/tấn.
-Thời gian nấu giảm từ 180 phút xuống có thể còn 45 phút.
-Và hàng loạt cải tiến khác như cơ khí hóa, vi tính hóa, dùng nước làm nguội tường và nắp
lò, tạo xỉ bọt, kết cấu lò theo kiểu tháo đáy lệch tâm (EBT), đảophôi … giúp tăng tuổi thọ lò

và chất lượng thép.
3
Chương 2: TÌNH HÌNH TRONG NƯỚC
Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật trong sản xuất thép lò hồ quang trong nước rất thấp và
tiêu hao vật tư cao ( bằng chỉ tiêu của thế giới năm 1970), năng suất lao động thấp do:
-Chất lượng thép phế không tốt, tỷ trọng đống thấp nên phải nạp liệu nhiều lần,lượng xỉ
tăng, hiệu suất thu hồi thép thấp, thời gian nấu luyện tăng.
-Nguồn cung cấp sát thép không đủ nên không phát huy hết công suất của lò.
-Dung lượng lò quá nhỏ, nhiều lò, bố trí rãi rác ở nhiều nhà máy.
-Lò diện hay gặp sự cố do lò cũ, thiết bị không đồng bộ.
Biện pháp khắc phục:
-Gia công phá, cắt thép phế để tăng tỷ trọng đống, làm sạch thép phế.
-Thổi oxy và phun than bột để giảm thời gian nấu.
-Đầu tư lò thùng LD để giảm thời gian tinh luyện.
-Dung gang lỏng từ lò cao để bù vào phần thiếu của thép phế nên tăng công suất lò.
-Đầu tư hệ thống lọc bụi, giảm ô nhiễm môi trường.
-Quy hoạch lại các nhà máy, tập trung lại, bỏ các lò nhỏ,cải tạo các lò trung bìnhthành lớn,
đầu tư xây mới các lò cỡ lớn và hiện đại 100 – 400 tấn.
-Áp dụng các biện pháp cơ khí và tự động hóa cao vào khâu chất liệu, vá lò, cào
xỉ… để tăng năng suất và an toàn lao động, giảm thời gian nấu luyện.
-Thu hút các dự án đầu tư nước ngoài vào lĩnh vực luyện thép theo công nghệ tiên
4
tiến để học tập công nghệ và kỹ thuật
Chương 3: TỔNG QUAN VỀ LÒ HỒ QUANG
I/ Cấu tạo lò :
- Vỏ lò: Bên trong vỏ có xây hoặc đầm vật liệu cản nhiệt và gạch chịu lửa. Vỏ lò lò
điện hồ quang gồm có vỏ ngoài bằng thép chịu nhiệt, có độ dày 10mm đến50mm. Vỏ lò còn
có các gân tăng bền và có các vành đai dể giữ nguyên hình dạngcủa vỏ lò. Vành đai phía
trên làm thành dạng rãnh, chứa cát để tạo độ khít khi đậyđáy lò làm dạng chỏm cầu bảo
đảm cho vỏ đáy lò có độ bền tối đa và lớp lót cótrọng lượng nhỏ nhất. Vỏ đáy lò làm bằng

thép không có từ tính để có thể lắp đặtcác thiết bị khuấy trộn bằng điện từ.
- Thân lò : hình trụ, đáy cong hoặc đáy phẳng, hay than dạng hình côn đáy cong.
Trên thân lò có nắp đậy kín cố định hoặc di chuyển được khi chất liệu vào lò theo
phưong pháp từ trên xuống.
- Nắp lò : không có vỏ bọc kim loại, nhưng để đảm bảo độ cứng và bền, người ta
làm một vành đai kim loại ôm kín chân vòm nắp.
II/ Vật liệu xây lò :
-Lò hồ quang bazơ thường được xây bằng gạch manhezit ( MgO), cromit -
manhezit (Cr2O3- MgO), manhezit-cromit ( MgO - Cr2O3), cũng có khi dùng alumin cao để
xây nắp lò. Ngoài ra còn sử dụng gạch samốt để cản nhiệt và giữ nhiệt
-Gạch manhezit được dùng để xây phần trên của tường lò và phần đáy lò, thành
phần hóa học : MgO = 86%, CaO = 2%, FeO = 5%, Al2O3 = 1.5%, MnO = 0.8%, và SiO2 = 4%.
5
Gạch manhezit có độ chịu lửa cao 1700 đến 1800oC, nhiệt độ bắt đầu biến mềm 1500oC, và
độ dẫn nhiệt lại cao, nhưng gạch này lại có tính bền nhiệt kém hay bị nứt vỡ khi nhiệt
độthay đổi đột ngột, do đó người ta không sử dụng để xây nắp lò và chân tường lò.
-Gạch crom-manhezit có thành phần hóa học : Cr2O3 = 20% đến 30%, MgO = 40
đến 45%. Loại gạch này có độ chịu lửa cao, độ dẫn nhiệt tốt, và chịu được sự thay đổi
nhiệt độ đột ngột, do đó người ta dùng để xây chân tường lò, chỗ tháo thép.
.
-Gạch manhezit-cromit có thành phần hóa học MgO = 65 đến 70%, Cr2O3 = 8đến
18%. Loại gạch này được ứng dụng phổ biến để xây nắp lò.
-Gạch samốt, là loại gạch có tính chất trung tính, thành phần hóa học gồm : Al2O3
= 20 đến 30%, SiO2 = 55 đến 60%. Thường dùng loại gạch này để xây lớp cản nhiệt ngoài
cùng ở đáy, máng rót thép và nồi lót thép.
III/ Bộ phận cơ khí của lò :
-Vỏ lò: thường được hàn bằng thép tấm với chiều dày từ 16 -50(mm) tùy vàodung tích của
lò, thường thì người ta chọn chiều dày lớp vỏ bằng 1/200 đường kínhlò . Vỏ phải có đủ độ
bền để có thể chịu được trọng lượng kim loại và lớp lót, đồng thời phải chịu được áp suất
của lớp lót khi bị giãn nỡ nhiệt. Do đó vỏ lò có hình dạng chỏm cầu để có được độ bền tối

đa và lớp lót nhỏ nhất.
-Vòng ôm điện cực : có loại đăt đứng trên nắp lò, có loại dạng ống xoắn ruột gà , có loại
kiểu đối trọng , nhiệm vụ của các vòng ôm này để tạo sự khít chặt giữa các điện cực và nắp
lò tránh hiện tượng điên cục bị gãy dẫn đến việc tiêu hao điện cực và giá thành thép.
Bộ phận cặp điện cực : thường làm bằng thép đồng thau hoặc đồng thanh. Bộ phận cặp
điện cực dùng để dẫn điện đến điện cực và giữ điện cực ở một độ cao nhất định . Người ta
thường giảm điện trở tiếp xúc giữa đầu cặp và điện cực nhẳm giảm mất mát điện năng. Vì
làm việc trong môi trường khắc nghiệp nên bộ phận cặp điện cực phải có độ bền cao và
mất mát nhiệt là nhỏ nhất.
-Bộ phận cặp điện cực : thường làm bằng thép đồng thau hoặc đồng thanh. Bộphận cặp điện cực
dùng để dẫn điện đến điện cực và giữ điện cực ở một độ caonhất định . Người ta thường giảm điện
trở tiếp xúc giữa đầu cặp và điện cực nhẳmgiảm mất mát điện năng. Vì làm việc trong môi trường
khắc nghiệp nên bộ phậncặp điện cực phải có độ bền cao và mất mát nhiệt là nhỏ nhất.
6
-Bộ phận cơ khí nâng hạ điện cực : nằm trong mỗi điện cực, mỗi bộ phận gồm 1 động
cơ điện, khi động cơ quay thì đầu dây cáp kéo bộ phận điện cực lên xuống, đầu dây cáp kia
nối với đối trọng . Đối trọng được dùng để cân bằng từ 70 -80% trọng lượng của điện cực ,
dầm ngang , cột chống và cáp mềm , do đó bộ phận nâng hạ điện cực đòi hỏi công suất nhỏ
. Thường có hai loại bộ phận nâng hạ điện cực : loại trụ thằng đứng cố định có xe trượt
trên nó, loại có cốt trượt vào nhau
-Bộ phận cơ khí nghiêng lò : phải đảm bảo việc nghiêng lò phải êm , không va đập, có
thể nghiêng 45
0
để rót kim loại vào thùng , rót và nghiêng 10- 15
0
về phía cửa nạpliệu để
tháo xỉ. Có thể điều khiển tốc độ nghiêng một cách dễ dàng, giảm bớt việc di chuyển, thùng
rót nhiều lần trong quá trình rót. Phỉa đặt ở vị trí an toàn, không bị kim loại phun bắn. Có
hai loại cơ cấu nghiêng lò chính : bộ phận nghiêng lò đặt bên hông và bộ phận nghiêng lò
đặt dưới đáy. Với lò hồ quang 50tấn, ta dùng bộ phận nghiêng lò dưới đáy. Bộ phận này có

các ưu điểm sau : nghiêng lò vững chắc, êm, đều và tự động hoàn toàn, không ảnh hưởng
đến khu vực làm việc của công nhân khi nghiêng không làm lệch tâm lò. Bên cạnh đó, cũng
có các nhược điểm như : hay bị rơi xỉ, kim loại lỏng lên động cơ, thường xuyên đảm bảo
đảm sạch sẽ và khô ráo ở khu vực đặt bộ phận cơ khí nghiêng lò thì nó mới có thể hoạt
động tốt, trước khi lò chạy cần có người kiểm tra điện cận thận.
Bộ phận nạp liệu : có hai phương pháp nạp liệu : dùng máy nạp liệu và dùngthùng nạp
liệu. Với lò hồ quang 100 tấn, ta không sử dụng dụng máy nạp liệu mà dùng thùng nạp
liệu. Đây là phương pháp chủ yếu được dùng trong các lo hiện đại. Liệu được nạp vào lò từ
một thùng liệu ở phía trên cửa lò. Hiện nay tất cả các lò hồ quang hiện đại đều được thiết
kế theo kiểu nạp liệu từ trên, phương pháp này hoàntoàn chính xác
Ngoài các bộ phận cơ khí chủ yếu nói trên, trong lò hồ quang còn có các bộ phậnphụ
khác như cơ cấu nâng nắp lò, cơ cấu quay nắp lò, cơ cấu quay thân lò và bộphận lọc sạch
khí lò. Trong các lò bình thường, điện cực sẽ tạo nên 3 hốsâu trên mặt liệu trong quá.trình
nấu chảy, còn phần liệu ở xa điện cực thì chảy chậm hơn. Do đó để cường hóa quá trình
nấu chảy liệu rắn và tránh cho đáy lò không bị quá nhiệt bởi hồ quang thì ngừơi ta có bộ
phận quay thân lò.
7
Chương 4: THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC LÒ
1. Xác định thể tích nồi lò :
Một tấn thép chiếm 1 thể tích là 0,145m3 (thể tích riêng của thép là Vokl = 0,145m3/tấn)
Một tấn xỉ chiếm thể tích là 0,333 m3 (thể tích riêng của xỉ là Vox 0,33 m3/tấn)
Vì lò hồ quang dùng xỉ bazơ và có dùng gang trong phối liệu nên chọn g x = 0,15 g KL
Nên thể tích lò:
V = Vkl + Vx = gkl . Vokl + gx . Vox
V = 80.0,145 + 80.0,15.0,33 = 15,56 ( m
3
)
2. Chiều sâu và đường kính nồi lò:
Khi tính toán cần các điều kiện sau :
Hình dạng nồi lò : cầu côn

8
Mức xỉ ở lúc oxi hoá trùng với mức cửa sổ chất liệu và có D/H = 5 với D, H là
đường kính và chiều sâu của nồi lò
Chiều cao phần lò là hình cầu : h
1
= 0,2 H
Thể tích nồi lò
Với R = D/2, r = (D – 2h3) = 1,7 H, nên ta có:
V = 12,1 H
3
= 15,56(m
3
)
Chiều sâu của nồi lò:
H = (15,56 / 12,1)
1/3
= 1,087 (m) = 1087 (mm)
Đường kính của nồi lò:
D = 5H = 5435(mm)
Bán kính nồi lò:
R = D/2 =2718 (mm)
Kích thước phần cong hình cầu ở đáy lò:
d = 3,4H = 3696(mm)
Chiều cao phần lò là hình cầu :
h 1 = 0,2 H = 217 mm
Chiều cao h2 :
h 2 = 0,8 H = 870 (mm)
3. Kích thước không gian nấu luyện :
Chân tường của lò thường làm cao hơn mức cửa nạp liệu từ 100 – 200mm để xỉkhông tiếp
xúc với lớp gạch xây của tường lò. Đường kính của không gian nấu chảyđược tính ở mức

này.
Ta có:
D
KG
= D + 200 = 5435 + 200 = 5635 (mm)
9
Chiều cao từ ngưỡng cửa sổ đến miệng trên lò :
H
1
= (0,4 ÷ 0,45 ) D
KG
Khi xác định chiều cao của không gian nấu chảy H1 từ ngưỡng cửa liệu đến chânnắp lò
cần chú ý các đặc điểm sau : chiều cao tường lò H1 mà tăng thì tuổi thọ nắp lòtăng theo do
xa ngọn lửa hồ quang, đồng thời nấu luyện được liệu nhẹ, thế nhưng bềmặt mất mác nhiệt
của lò sẽ tăng lên. Tuy nhiên người ta thường cho nắp lò xa bề mặtkim loại vì sẽ giảm
được thời gian dừng lò để tu sửa và cải thiện được một số chỉ tiêukinh tế kỹ thuật
H
1
= 0,45 D
KG
= 2536 (mm)
Độ nghiêng cửa tường lò ; =243,6(mm)
Đường kính không gian nấu luyện
D
1
= D
KG
+ 2x=5635+2.243,6=6122(mm)
Chiều cao vòng nắp lò :
Chiều cao tổng cộng từ mặt kim loại đến nắp lò là H2 :

H2 = H1 + H3 = 2536 + 704 = 3249 (mm)
Đường kính nắp lò:
D1 = 10 H3 = 10 . 704 = 7040 (mm)
Đường kính đáy nồi lò:
d = D – 2h2 = 3,4 H = 3,4 . 1087 = 3696 (mm)
Đường
kính trong D
T
= D
KG
+ 2.δ
tướng
= 5635 + 2. 600 = 6835(mm)
Chiều dày lớp thép δ
thép
= (1/200 ÷ 1/250).D
T
= 27,34 ÷ 34,17 ta chọn δ
thép
= 30(mm)
Đường kính ngoài D
N
= D
T
+ 2. δ
thép
= 6835 + 2.30 = 6895 (mm)
Chiều rộng cửa lò: b
c
= (0,2-0,3)D

KG
= 1408(mm)
Chiều cao cửa lò: h
c
= (0,7-0,8)b
c
= 1056 (mm)
Độ dày nắp lò :Ϭ
nắp lò
=340(mm)
Độ dày tường lò Ϭ
tường lò
=520-620 (mm)
10
Độ dày đáy lò : Ϭ
đáy lò
= 850 (mm)
Chương 5: TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU
Nấu Luyện Thép 14CrMnSi
Thành phần mác thép:
Mác C Cr Mn Si P S Cu Ni
14CrMnSi 0,11-0,16
0,14
0,5-0,8
0,65
0,9-1,2
1,05
0,4-0,7
0,55
<0,03 <0,03 0,3 0,3

Thành phần nguyên liệu:
Loại liệu
Thành phần
C Cr Mn Si P S Cu Ni
Gang 3,0-3,4
(3,2)
- 0,4-0,6
(0,5)
1,8-2,2
(2)
0,4-0,6
(0,5)
0,1-0,2
(0,15)
- -
BCT38 0,14-0,22
(0,18)
- 0,4-0,65
(0,5)
0,12-0,30
(0,21)
0,04 0,05 - -
FeSi75 - 0,03 0,7 75 0,05 0,4 - -
FeMn75 - - 75 2 0,038 0,03 - -
FeCr65 0,6 65 - - 0,07 0,04 - -
FeNi98 - - - - - - - 98
ASTM
B111,
B171
1.25

-
0.4
- - -
88.35 10
Cháy hao các nguyên tố trong lò điện hồ quang luyện thép ( bảng 2) :
Thời kì nấu chảy Thời kì oxy hóa Thời kì hoànnguyên
11
Fe 2 - 5% 8 - 10% -
Mn 50 - 70% 10 - 15% -
Si 50 - 75% 50 - 80% 15 - 20%
Cr 5 - 10% 10 - 20% 2 - 5%
P - 15 - 20% 70 - 80%
S 20 - 40% 30 - 40% -
Thép vụn: 95%
Gang: 5%
-Tính lượng Fero mangan:
[Mn]
liệu
=(0,5.95+0,5.5).10
-2
=0,5%
Lượng Mn thiếu:
G
Mn
=( [Mn]
trong mác
– [Mn]
liệu
.(100-60)(100-12,5).10
-4

).100
= (1,05-0,5.0,35).100=0,875kg
Lượng Ferro mangan cần dùng:
G
FeMn75
=
Chọn 1,2kg (cần dùng 960 kg trong mẻ 80 Tấn)
-Tính lượng Ferro Silic:
[Si]
liệu
= (0,21.95+0,2.5).10
-2
=0,2%
Lượng Si thiếu :
G
Si
=( [Si]
trong mác
– [Si]
liệu
.(100-62,5)(100-65)(100-17,5).10
-6
).100
= (0,5– 0,2.0,11).100=0,478 kg
Lượng Ferro Silic cần dùng:
G
FeSi75
=
Chọn 0,75 kg (cần dùng 600 kg trong mẻ 80 Tấn )
-Tính lượng Ferro Crom:

[Cr]
liệu
= 0%
12
Lượng Cr thiếu:
G
Cr
=( [Cr]
trong mác
– [Cr]
liệu
.(100-7,5)(100-15)(100-3,5).10
-6
).100
= 0,65.100 =0,65kg
Lượng Ferro Crom cần dùng:
G
FeMn75
= (cần dùng 928 kg trong mẻ 80 Tấn)
-Tính lượng Ferro Niken:
[Ni]
liệu
= 0%
Lượng Ni thiếu:
G
Ni
= [Ni]
trong mác
= 0,3.100 =0,3kg
Lượng Ferro Niken cần dùng:

G
FeNi98
= (cần dùng 248 kg trong mẻ 80 Tấn)
- Tính lượng Cu cần cho vào:
[Cu]
liệu
= 0%
Lượng Cu thiếu:
G
Cu
= [Cu]
trong mác
= 0,3 .100 =0,3kg
Lượng Cu (ASTM B111, B171) cần dùng:
G
Cu
= (cần dùng 288 kg trong mẻ 80 Tấn)
***Kiểm tra lại thành phần các nguyên tố trong mác:
[C] = (3,2.5+0,18.95+0,6.1,16+1,25.0,36).0,85.10
-2
=0,29%
%C cần tính cho mẻ là: %C
mac
+ 0,35% = 0,14 +0,35=0,49%
Lượng C còn thiếu 0,49-0,29 = 0,2%
Vậy bổ sung C
Graphit
= (cần dùng 232 kg trong mẻ 80 Tấn)
[Si] = (2.5+0,21.95+75.0,75+2.1,2 )0,75.10
-2

=0,66%
13
[Mn] = (0,5.5 +0,5.95 + 0,7.0.75+75.1,2+0,36.0,4).0,7.10
-2
= 0,985%
[Cr] = (0,03.0,75 + 65.1,16).0,95.10
-2
= 0,71%
[Ni] = (0,31.98 + 10.0,35).0,99. 10
-2
= 0,335 %
[Cu] = (88,35.0,36).0,99.10
-2
=0,31 %
Vậy Si,Mn,Cr,Ni,Cu nằm trong giới hạn mác thép
Chương 6: TẠO XỈ
+ Lò hồ quang tạo xỉ bazo khử S và P tốt.
+ Thường dùng vôi (CaO) và dolomite (MgO), huỳnh thạch (CaF2), quặng sắt, samot,gạch
manhezit của tường lò bị bào mòn, Na2O.
+ Chất tạo xỉ vào ngay trong liệu.
+ Cào xỉ và tạo xỉ nhiều lần ( khoảng 3 – 4 lần).
Bảng thành phần trợ dung:
Vật liệu SiO
2
Fe
2
O
3
Al
2

O
3
CaO MgO MnO CaF
2
S P CaC0
3
FeO
Vôi 2,3 2,2 0,8 91,3 3,3 - - 0,1 - - -
Huỳnh thạch 3,6 1,5 0,2 - - - 94,2 - - 0,5 -
Manhezit 3 2 1 1 92 1 - - - -
Tro dcực 46 18 26 10 - - - - - - -
Gạch đinat 94 1,1 1,6 2,5 0,8 - - - - - -
Samot 62 2 35 0,7 0,3 - - - - - -
Quặng sắt 3,8 81,2 1,2 0,2 0,2 0,7 - - 0,1 - 12,6
Vảy cán 1,75 35,57 0,62 1,4 0,62 1,43 - - - - 56,8
Than cốc 51 7 35 5 - - - - - - -
a. Thời kỳ oxy hóa tạo xỉ oxy hóa để khử P, tạp chất:
2[P] +5(FeO) = (P2O5) + 5[Fe]
4(CaO) + (P2O5) = (4CaO.P2O5)
Nên 2[P] + 4(CaO) + 5(FeO) = (4CaO.P2O5) + 5[Fe]
Nên cần tạo nhiều xỉ chứa nhiều FeO và CaO.
Điều kiện khử P tốt:
+ % (FeO) cao, thổi oxy (cho quặng sắt vào).
+ Độ bazơ cao B = (CaO + FeO)/ SiO2 = (2 – 3)
+ Dùng hệ xỉ: CaO – SiO2 – FeO – MgO (tương ứng là 35 – 45%; 20%; 15 – 20%;10%). Cho
14
thêm CaF2 để tăng độ chãy loãng, SiO2 có trong xỉ do cháy hao Si trongkim loại lỏng và
trong nguyên liệu tạo xỉ.
+ Độ nhớt thấp η = 2 – 6 .
+ Cần tạo xỉ sớm ngay từ đầu. Trước khi cho liệu vào ta rải 1 lớp vôi (1,5 – 2 tấn)

+ Cào xỉ và tạo xỉ nhiều lần (khoảng 3 – 4 lần) .
b. Thời kỳ hoàn nguyên tạo xỉ hoàn nguyên:
(CaO) + [S] = (CaS) +[O]Ks = 0,04
[S] = S1/(1 + Ls . gxỉ/100) Với S1 : hàm lượng S có trong liệu kim loại.
gxỉ : lượng xỉ tính bằng % lượng liệu nạp vào lò
Ls = (S) / [S] : hệ số phân bố của lưu huỳnh.
CaO là thuốc khử S chủ yếu. Khả năng khử của MnO và MgO kém hơn nhiều.Nên cần lượng
CaO trong xỉ cao. Ngoài ra hàm lượng (FeO) ảnh hưởng mạnh đến [S],cần tạo xỉ có hàm
lượng (FeO) càng nhỏ càng tốt (< 1%). Ta phải cào hết xỉ oxy hóađể tạo xỉ mới.
Điều kiện khử S tốt :
+ Độ bazơ cao B = (CaO + FeO) / SiO2 = 3 – 4 .
+ (FeO) từ 0,1% đến 1% .
+ Xỉ có độ dày tốt, khoảng 2 – 3% lượng kim loại.
+ Cào xỉ và tạo xỉ nhiều lần vì nguyên liệu chứa nhiều lưu huỳnh ( do nhiều gang)
c. Điều chỉnh xỉ:
+ Độ chảy loãng : điều chỉnh lượng Samốt hay CaF2
+ Độ kiềm : tằng độ kiềm bằng cách tăng lượng CaF2, quặng sắt.
+ Cào xỉ và tạo xỉ mới.
Xỉ tạo ra có thể làm vật liệu xi dựng như Clinker, xi măng Portlang, gạch…
d. Chú ý:
Si trong gang nhiều thì cần làm lượng chất làm nguội và trợ dung tăng nên xỉ tăngnên
SiO2 trong xỉ tăng nên Oxit sắt mất (trong xỉ) tăng nên giảm suất thu hồi vàgiảm độ bền
ốp lót.
- Hảm lượng Si cao sẽ làm xấu đến sự khử P và S nhưng khong sử dụng gang có Siquá thấp
sẽ làm khó hơn trong sự hình thành xỉ.
- Hàm lượng Si thấp thì sự hòa tan vôi vào xỉ thấp làm kéo dài thời kỳ không xỉ vàođầu lúc
nấu dễ gây cháy ống gió.Hàm lượng Si trong gang tối ưu là 0,3 – 0,5%
-Hàm lượng Mn nên chọn theo phối liệu. Tăng Mn thì dễ khử S và tạo xỉ.
- S trong gang mong muốn tối ưu là 0,04 – 0,05% không vượt quá 0,07%P không vượt quá
15

0,15%.Vôi sử dụng trong tạo xỉ, cần dùng vôi mới nung, thành phần đồng nhất, kích thước
60 – 100 mm.
Lượng ẩm S ≤ 0,1 – 0,2% , Si ≤ 0,2 – 0,5%, để giảm lượng vôi mất mát.
- Huỳnh thạch, boxit dùng làm xỉ loãng:
+ Boxit: 35 – 37% Al2O3 ; 10 – 15% SiO2; 12 – 15% Fe2O3 và chỉ sử dụng khikhông có
huỳnh thạch
+ Huỳnh thạch: SiO2 ≤ 5% ; 1 – 3% CaO ; còn lại là CaF2
Chương 7: QUÁ TRÌNH NẤU LUYỆN
Gồm các giai đoạn:
+ Vá lò.
+ Chất liệu.
+ Nấu chảy.
+ Quá trình oxy hóa .
+ Quá trình hoàn nguyên và hợp kim hóa.
1. Vá lò:
a. Yêu cầu khi vá lò :
Khi lò mới xây thì kích thước và hình dạng phù hợp thực tế, nhưng trong quá
trìnhnấu luyện thì lớp lót của lò bị ăn mòn của xỉ lỏng và kim loại lỏng do có nhiệt độ
vàhoạt tính cao. Ngoài ra, đáy lò còn bị phá hỏng khi nạp liệu dạng cục lớn hoặc đáy lòbị
quá nung khi điện cực quá gần đáy trong khi lượng kim loại lỏng còn quá ít khôngđủ bảo
vệ đáy lò. Vì vậytrước khi nấu luyện cần phải làm sạch nồi lò và vá lò cẩnthận. Cần chú ý
một số đặc điểm sau :
Trước khi vá lò cần cạo sạch xỉ và thép còn đọng lại trong lò. Nếu xỉ trộn lẫn vàovật
liệu vá lò sẽ làm giảm độ chịu lửa của đáy lò
Khi lò hở thì kim loại lỏng và xỉ đóng rắn rất nhanh nên cần phải làm sạch lò
càngnhanh càng tốt, tranh thủ và lò lúc nhiệt độ còn cao (khoảng 700-900oC).
Vá lò đúng chỗ, những nơi nào bị bào mòn sâu thì vừa vá vừa nện chặt. Lớp
vákhông được quá dày, tối đa là 30mm.Sau khi vá xong, dùng xẻng san bằng lớp vá, làm
cho đáy lò có hình dạng như cũ.
b. Nguyên vật liệu dùng để vá lò:

16
- Bột manhezit chứa 90% MgO, cỡ hạt 0.8-1.5mm dùng để vá lò và chân tường ởcác chỗ hư
hỏng nhỏ.
- Khi cần vá ở những chỗ hư hỏng lớn thì dùng hỗn hợp bột manhezut và 5-10%nhựa
đườnghoặc thủy tinh lỏng. Người ta cũng có thể dùng bột manhezit với nướcthủy tinh.
c. Dụng cụ để vá lò :
- Với lò 100 tấn, người ta vá lò bằng máy dùng khí nén, đĩa quay để nén các vậtliệu vá lò
vào chỗ cần vá. Ngoài ra còn có thể dùng xẻng vá lò nhưng không đượcđồng đều, công
nhân vất vả.
2. Chất liệu :
a. Yêu cầu:
- Liệu phải được chất sao cho nấu chảy liệu nhanh nhất, thời gian nấu chảy vàchất liệu
chiếm 50% thời gian nấu luyện của mẻ thép.
- Liệu được xếp sít chặc, đảm bảo chất được nhiều và truyền nhiệt tốt.
- Các loại liệu khó chảy, cục to nên chất vào vùng dưới điện cực.
- Sau khi vá lò xong, chất liệu vào lò ngay, ban đầu cho 1500 – 2000 kg vôi vàođáy lò để tạo
xỉ sớm và tránh liệu va đập mạnh vào lò khi thả liệu từ trên xuống.
b. Phân bố liệu :
- Tỉ lệ tối ưu giữa kích thước các cục liệu như sau : 15% liệu nhỏ, 45% liệu trungbinh, 40%
liệu lớn.
- Thứ tự nạp liệu như sau:
+ Trước hết phủ dưới đáy lò bằng một nửa lượng liệu nhỏ để bảo vệ đáy lò khỏibị hỏng khi
các cục liệu lớn rơi xuống.
+ Kế đó là một lớp cốc, tiếp theo là một lớp liệu lớn, chú ý đặt ngay dưới điệncực, trên
lớpliệu này và sát tường bên là liệu có kích thước trung bình.
+ Cuối cùng người ta nạp phần liệu nhỏ còn lại với gang vụn ở dưới cùng. Vớicách nạp như
thế này, liệu sẽ rất sát, độ dẫn điện của liệu tốt hơn, rút ngắn thời giannấu chảy.
- Vụn điện cực, chất tạo xỉ cũng được chất cùng với liệu.
Chất liệu vào lò : chất liệu từ trên xuống, đây là phương pháp chất liệu tốt, bảo đảmnăng
suất cao, thiết bị chất liệu đơn giản.

-Khi nắp liệu mở ra, cần trực đưa thùng chất liệu vào lò và đáy thùng được mởra, liệu
trong thùng rơi xuống đáy lò.
3. Nấu chảy:
17
Giai đoạn này bắt đầu khi chất liệu xong đến khi chảy lỏng hoàn toàn. Theo quytrình
côngnghệ có giai đoạn sôi thì giai đoạn nấu chảy chiếm 50% mẻ nấu. Đây làgiai đoạn
quyết định năng suất lò và tiêu hao điện năng.
a. Trình tự nung chảy liệu :
Sau khi nung chảy liệu, điện cực đươc hạ xuống và người ta thông điện vào lò. Hồquang
phát ra có nhiệt độ rất cao(3000-4000o) và làm chảy liệu. Quá trình nungchảy liệu gồm 4
thời kỳ :
-Thời kỳ 1: khoảng 10-15 phút sau khi thông điện vào lò. Hồ quang phát ra sẽ bức xạ một
phần lên mặt liệu, phần lớn bức xạ lên đỉnh lò, tường lò. Trong thời kỳnày không nên sử
dụng công suất điện lớn vì tia hồ quang không ổn định, dễ gây hưhỏng tường và đỉnh lò.
-Thời kỳ 2 : khoảng 15-20p sau khi thông điện vào lò. Một số liệu rắn dưới chânđiện
cựcchảy lỏng và tụ xuống đáy lò, để lại trên bề mặt điện cực những cái hố.
Điện cực cắm sâu xuống hố, tia hồ quang phát ra trực tiếp vào liệu, cột liệu tuột dần,
nhiệt từ mọi phía truyền vào liệu.
-Thời kỳ 3 : sau khi thong điện vào lò được 1h15 phút đến 1h30 phút thì các hốphát triển
cả bề rộng lẫn bề sâu, mức kim loại lỏng tăng nhanh, hồ quang phát rađược liệu che kín.
Lúc này nên đưa vào công suất điện tối đa để rút ngắn thời giannấu chảy. Thời kỳ này, hồ
quang phát ra tiếng kêu êm, lửa và khói nâu bốc lên nhiềutrên đỉnh lò.
-Thời kỳ 4 : trong thời kỳ này, kim loại lỏng đã chiếm đến ¾ hoặc hoàn toàn,chỉ còn một ít
cục liệu nằm sát tường hoặc bên hông lò. Thời kỳ này cần đẩy nhữngcục liệu này vào bể
kim loại lỏng. Điện cực cách xa mặt kim loại, hồ quang phát raêm, lửa và khói trắng xuất
hiện nhưng ngọn lửa không cao như thời kỳ 3.Trong giai đoạn này tạo xỉ sớm rất quan
trọng ,giúp phát hồ quang ổn định , tăngnhiệt độ kim loại, giảm cháy hao, hấp phụ khí vào
kim loạilỏng,và tạo điều kiệnkhử P.
Để tranh thủ khử P ta cho quặng sắt và vôi. Tăng lượng vôi lên,và tăng lượngquặng sắt để
(FeO) = 15 – 20 % thì khử P đạt hiệu quả nhất.

Cuối giai đoạn lấy mẫu phân tích hàm lượng C, P, S…
Nếu hàm lượng P còn nhiều thì cào xỉ và tạo xỉ mới nhiều lần.
Hạ công suất để chuyển sang giai đoạn oxy hóa (P = 60 – 65% Phồ quang )
b. Các biện pháp rút ngắn thời gan nấu chảy:
- Nung liệu trước.
18
- Sử dụng chế độ điện cao, hay siêu công suất.
- Thổi oxy với áp lực 10 – 20 atm. - Thổi dầu, khí thiên nhiên.
- Dùng gang lỏng từ lò cao.
- Nếu phần liệu gồm các liệu nhẹ thì có thể sử dụng mức điện thế tối đa ngay từ đầu
4. Giai đoạn oxy hóa :
Giai đoạn này có nhiệm vụ chú yếu là:
+ Khử P, khí N2, khí H2 và tạp chất phi kim …
+ Khử C đến giới hạn cho phép ( nhỏ hơn 0,03 – 1% so với mác thép yêu cầu).
+ Nâng nhiệt độ kim loại.
+ Nếu nguyên liệu sạch thì có thể chuyển sang giai đoạn hoàn nguyên.
Việc khử C rất quan trọng , là động lực làm bể kim loại sôi, để khử khí, tạp chấtphi
kim, cảithiện việc trao đổi chất và nhiệt trong lò, làm đồng đều thành phần vànhiệt độ. Là
biện phápchính tinh luyện oxy hóa, quyết định lớn đến chất lượng và sảnlượng thép .
Để tiến hành oxy hóa kim loại ta dùng đồng thời các biện pháp : cho quặng sắt và
thổi oxy do:
Thổi oxy thì tăng nhiệt độ nhanh, rút ngắn thời gian, tăng năng suất lò, tiết
kiệmđiện năng,khuấy trộn kim loại rất tốt, khử được các khí có hại. Nồng độ FeO càng
caothì tốc độ khử C càng cao. Ta có thể tăng nồng độ FeO bằng cách dùng quặng sắt
hoạcthổi oxy vào lò.
Các phản ứng xảy ra:
2 [C] + O2 =2 {O2} ↑
Hay: 2 [Fe] + O2 = 2 [FeO] → 2 (FeO)
C + (FeO) = {CO} ↑ + [Fe]
Hay:[FeO] + [C] = [Fe] + {CO} ↑

Ngược lại biện pháp chỉ cho quặng sắt: khử P và tạp chất tốt do hàm lượng
(FeO)cao, nhiệt độ tăng chậm, kéo dài thời gian.
Các phản ứng xảy ra:
Fe2O3 = 2 FeO + 0,5 O2
[ FeO] + [C] = [Fe] + {CO} ↑
P là nguyên tố có hại, hàm lượng P cao trong thép sẽ làm giảm độ dai va đập,
độbền, độ cứng và làm tăng độ giòn nguội của thép. Trong kim loại, P bị oxy hóa theophản
ứng :
19
2 [Fe3P] + 5(FeO) = (P
2
O
5
) + 11 [Fe]
(P
2
O
5
) + 3 (FeO) = (3 FeO . P
2
O
5
)
P
2
O
5
và 3FeO. P
2
O

5
là các hợp chất không bền, chúng dễ bị phân hóa ở nhiệt độcao
và P hòa tan trở lại vào kim loại. Vì vậy người ta phải cho thêm CaO để tạo hợpchất bền
vững và đi vào xỉ theo phản ứng :
(3FeO . P2O5) + 4 (CaO) = 4 (CaO.P2O5) + 3(FeO)
Ngoài ra, hàm lượng SiO2 cao cũng gây trở ngại cho việc khử P vì nó có thể
tácdụng với CaO để tạo 2CaO.SiO2. Kết quả là P đi trở vào kim loại lỏng. Ngoài ra ởnhệt độ
thấp thì quá trình khử P cũng thuận lợi.
Do đó có thể khử P ở cuối giai đoạn nấu chảy và đầu giai đoạn oxy hóa, lúc
nàynhiệt độ tương đối thấp, khoảng 1500oC
Khử khí và các tạp chất phi kim loại : trong giai đoạn sôi, kim loại được khuấytrộn,
các bọt khí Co là trung tâm kết tụ các khí khác và các tạp chất phi kim. Khí Cothoát ra
mang theo nó các khí N2, H2 và các tạp chất khác cùng nổi lên xỉ. Vì vậy,trong giai đoạn
oxy hóa, kim loạicàng sôi mảnh liệt, xỉ càng loãng thì càng tạo điềukiện khử khí và tạp
chất nhanh, triệt để.
Đầu tiên ta tháo xỉ cũ và tạo xỉ mới gồm: vôi, dolomite, SiO2 ,Al2O3. Sau khi xỉchảy
loãng thì cho quặng sắt vào. Chia làm 3 đợt, mỗi đợt 1 tấn quặng sắt để tránhgiảm nhiệt
độ đột ngột.
Lấy mẫu phân tích C, P, S. Nếu [P] còn cao thì kéo dài thời gian và thay xỉ. Khi ápđạt
được hàm lượng [P] < 0,015% thì thổi oxy với áp suất từ 10 – 20 atm từ nắp lòxuống bể
kim loại để tăng tốc độ oxy hóa, tăng nhiệt độ. Chuyển sang giai đoạn hoànnguyên.
5. Giai đoạn hoàn nguyên và hợp kim hóa:
Giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn quan trọng trong quá trình luyện thép, nó
cóảnh hưởng quyết định đến chất lượng thép nấu luyện.
a. Nhiệm vụ giai đoạn hoàn nguyên:
- Khử oxy của các oxyt FeO, MnO, SiO2…nhưng chủ yếu là khử oxy của oxytsắt vì hàm
lượng của chúng lớn, sự tồn tại của nó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượngcủa thép.
- Khử S đến giới hạn cho phép.
- Tinh luyện và hợp kim hóa thép.
- Khử các khí hidro, nitơ trong thép.

- Khống chế thành phần và nhiệt độ kim loại, và sau đó tháo thép ra đúc.
20
b. Trình tự tiến hành các giai đoạn hoàn nguyên :
- Sau khi cào xỉ oxy hóa xong, người ta giảm mức điện thế sử dụng. Lúc này kimloại
rất nóng, nhiệt bức xạ lớn, cần đưa công suất điện thấp vào lò.
- Để đảm bảo hoàn nguyên tốt, người ta lần lượt cho chất khử oxy yếu vào lòtrước,
sau đó là loại trung bình, cuối cùng là chất khử mạnh. Vậy, đầu tiên người tacho FeMn75
vào trước để khử oxy sơ bộ, tiếp theo là FeSi và cuối cùng là Al đểkhử oxy triệt để. Trong
giai đoạn hoàn nguyên, vấn để khử oxy được đặt lên hàngđầu.
- Các phản ứng khử S thực chất xảy ra song song với các phản ứng khử oxy. Saukhi
khử oxygần xong thì cho chất tạo xỉ như vôi, huỳnh thạch để tăng độ bazơ vàtính chảy
loãng của xỉ, tạo điều kiện khử S nhanh. Trong giai đoạn này, việc khử Srất tốt, lúc này, các
chất khử cònlại như Mn, CaO,C, CaC2, CaF2…sẽ tâp trung vàocác phản ứng khử S.
Các phản ứng khử S xảy ra như sau:
C + [FeS] + (CaO) = [Fe] + (CaS) + {CO} ↑
C + (MnS) + (CaO) = [Mn] + (CaS) + {CO} ↑
3 (FeS) + (CaC2) + 2 (CaO) = 3 [Fe] + 3 (CaS) + 2{CO}↑
2 (FeS) + 2(CaO) + SiFeSi = 2 [Fe] + 2 (CaS) + (SiO2)
2 (CaF2) + 2(FeS) + SiFeSi = 2[Fe] + 2 (CaS) + (SiF4)
- Trong các phản ứng có tạo ra khí CO khó bay ra khỏi kim loại. Để khắc phục,người
ta có thể tăng cường khuấy trộn kim loại, mở cửa lò để CO thoát ra dễ dàng.
- Độ bazơ của xỉ càng cao và xỉ càng chảy loãng thì hiệu quả khử S càng cao.
- Nhiệt độ càng cao thì khử S càng tốt vì khả năng hòa tan của Ca Strong xỉ tănglên,
quá trình khuếch tán đến các vùng phản ứng tăng lên.
- Tăng tốc độ khuếch tán của [FeS] vào trong xỉ bằng cách tăng nhiệt độ kim loại.
- Nung sấy các loại ferro hợp kim và các chất tạo xỉ trước khi cho vào lò.
- Khuấy trộn kim loại để tăng khả năng khử S.
- Dùng xỉ tổng hợp với các thành phần như sau: 53% CaO, 43% Al2O3, 3% SiO2,1%
FeO để lọc kim loại.
-Vừa xáo trộn kim loại bằng xỉ tổng hợp, vừa thổi khí argon vào kim loại lỏng.

c. Hợp kim hóa:
-Cho nguyên tố hợp kim phải đúng thời điểm, số lượng, độ cục.
-Độ cục FeSi75 là 30 – 35mm, FeMn75 là 55 – 60 mm. Nung Fero đến 700 –
800
0
Crồi mới cho vào lò.
-Lượng FeSi75 và FeMn75 cho vào ở giai đoạn này( đã tính phần phối liệu).
21
KẾT CẤU THÙNG RÓT
1. Vỏ ngoài:
Vỏ của thùng rót hàn hoặc tán bằng thép tấm, vỏ hàn nhẹ hơn vỏ tấn 15-20%. Vỏ
hàn vừa tiết kiệm kim loại, vừa có thể làm tăng dung lượng thùng rót lên 2-3% với điều
kiện không tăng khả năng trục của cầu trục. Hiện nay các thùng rót hàn có dung lượng lớn
nhất là 300T. chiều dày của vỏ, tính theo lực mà tấm thép chịu đựng(bao gồm nhiệt ứng
lực) khi thùng mang phụ tải lớn nhất, chiều dày của vỏ thùng rót loại vừa và to là 14-
28mm .Vỏ thùng cần khoan những lỗ thoát hơi đường kính 20mm.
Tai trục dùng nhấc thùng, hàn (hoặc tán) vào vỏ ngoài. Đường kính tai trục tính
theo lực cắt của gốc trục và phụ tải lớn nhất. Vị trí tai trục thường cao hơn trọng tâm
thùng (khi đựng thép lỏng) 350-400mm, để thùng rót ổn định ở bất cứ điều kiện công tác
nào.
Trên miệng thùng rót có miệng trào xỉ, thường miệng này thấp hơn mép trên 100-
200mm, vị trí của nó cần tránh tai trục.
Dung lượng thùng cần đáp ứng yêu cầu là khi thép lỏng trong thùng vượt quá
10%, vẫn có thể chứa được lượng xỉ bằng 3% lượng thép lỏng. Để thùng rót đáp ứng được
yêu cầu mở rộng lò, thường dùng 1 số biện pháp sau: chữa thùng rót thành hình bằng cách
tán thành loại thùng hàn, chữa thùng tròn thành hình bầu dục (lợi dụng tay trục có sẵn)
vách thùng xây mỏng 1 cách thích đáng hoặc nối cao thùng rót…
22
2. Tường thùng rót:
Vách thùng rót xây bằng gạch chịu lửa sa mốt bán acid hoặc baze. Thường dùng

nhất là gạch sa mốt. Chiều dày cao phần của vách thùng xem bảng chiều dày vách thùng.
Tầng gạch trong thùng không nên ít quá 2 tầng, 1 là tầng công tác, 1 là tầng bảo vệ. Đáy
thùng không ít quá 3 tầng.
Tuổi thọ của thùng xây bằng các gạch tính chất giống nhau nhưng hình dáng khác
nhau, sẽ rất khác nhau, đó là vì hình dáng và kích thước các kẽ gạch khác nhau mà kẽ gạch
là chỗ yếu nhất của vách thùng. Dùng gạch hình cong vạn năng có thể rút ngắn thời gian
xây, kẽ gạch bé, khó bị tuột và co thể xây các thùng có đường kính bất kì.
Dung
lượng
thùng
(tấn)
Phần dưới Phần giữa Phần trên Chiều
dày đáy
thùng
(mm)
Chiều
dày
gạch
xây
(mm)
Chiều cao
(mm)
Chiều
dày
gạch
xây
(mm)
Chiều
cao
(mm)

Chiều
dày
gạch
xây
(mm)
Chiều
Cao
(mm)
10 140 685 - - 125 750 185
25 180 870 140 750 125 456 240
50 180 1312 140 600 125 510 230
90 220 1160 140 750 125 758 265
130 220 1457 180 900 140 970 315
200 300 1500 225 1800 145 950 390
260 330 1500 250 1800 170 1050 410
Tuổi thọ của vách thùng thường 15-20 lần sử dụng. Nhân tố ảnh hưởng đến tuổi
thọ của thùng là: tính chất của xỉ (độ bazo của xỉ, lượng FeO và MnO ), thành phần và
nhiệt độ thép lỏng, thời gian thép lỏng và xỉ lưu lại trong thùng, tốc độ nguội và chế độ
nung nóng thùng, chất lượng xây gạch và công tác bảo quản,…Vách thùng rất dể bi thép
23
lỏng và FeO và MnO của xỉ ăn mòn, vì Feo và MnO có thể cùng gach samot tạo thành chất
hóa hợp có điểm nóng chảy thấp. Nên khi đúc thép sôi, tường lò bị ăn mòn nhiều, khi đúc
thép Mn cao thì lại càng nghiêm trọng. Thực hành đúc nhanh, giảm thời gian giữ xỉ và
thép ở lại trong thùng cũng có thể nâng cao tuổi thọ của thùng.
Nâng cao lượng Al
2
O
3
trong gạch sa mốt, có thể nâng cao được độ chịu nóng của
nó. Vì vậy, nếu sử dụng gạch aluymin cao, mịn chắc, có độ xốp <12%, thì có thể nâng cao

được tuổi thọ của thùng một cách rõ rệt.
Ở nước ngoài đã nghiên cứu dùng thùng gạch samôt graphit kết quả chứng tỏ loại
gạch đó hơn gạch samôt về độ chịu nóng và tính chống xỉ. Nhưng vì không tìm được
nguyên liệu thích hợp, nên chưa dùng rộng rãi trong sản xuất.
Vách thùng tính baze-gạch manhêzit hoặc đôlômit có ưu điểm là độ chịu nóng cao,
tính chống xỉ tốt, độ baze của xỉ không bị hạ thấp, nên có thể giảm bớt được hiện tượng P
và S trở lại trong thép. Nhưng gạch tính base dẫn nhiệt tốt, thép lỏng trong thùng tản
nhiệt và hạ nhiệt độ nhanh, dễ kết bứu ở gần đường xỉ, cần rửa bằng đá huỳnh thạch hoặc
criôlit, thép sót lại trong thùng nhiều, tính chịu nóng lạnh đột biến kém và đắt. Vì vậy hiện
nay không dùng vách thùng baze.
Ở đáy thùng gần thành thùng để một cái lỗ để nhét gạch rót. Khi đúc thép lỏng đi
qua lỗ của gạch rót (miệng rót) chảy vào ống rót giữa hoặc khuôn đúc. Tay nút bọc gạch
chịu nóng có tác dụng đóng mở miệng rót và điều tiết dòng thép. Vì vậy tay nút và gạch rót
là bộ phận quan trọng của thùng và cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến chất
lượng của thỏi thép.
Có hai cách lắt gạch rót: lắp trong thùng và lắp ngoài thùng…gạch rót gồm nhiều
loại gạch samôt, samôt alumin, samôt graphit, manhêzit và sa môt lót manhêzit….là ba
loại gạch rót samốt lót manhêzit khác nhau:
Gạch rót samôt có độ chịu nóng thấp, chống xỉ kém, trong quá trình đúc thường bị
ăn mòn nghiêm trọng nên khó đóng kín tay nút. Nhưng đường kính gạch rót có thể dần
dần tự mở rộng bổ khuyết được hiện tượng áp lực thép lỏng trong thùng bị giảm, làm cho
tốc độ rót tương đối đều đặn, vì ưu điểm đó mà loại gạch này vẫn được sử dụng. Gạch rót
manhêzit vì tính dẫn nhiệt tốt, thép lỏng dễ bị đông lại ở miệng rót phải thêm thao tác
dùng oxy đốt bứu. Dùng gạch rót đã tẩm qua dầu cốc hoặc hắc ín có những ưu điểm sau:
+Khó kết bướu.
+Có thể tránh được hiện tượng nứt gạch.
+Chịu được va chạm lớn.
24
Gạch rót alumin có độ chịu nóng cao, tính chống xỉ tốt và giữ được ưu điểm của
gạch samôt là dẫn nhiệt kém, đó là nguyên nhân ngày càng dùng gạch rót alumin cao thay

thế cho gạch sa môt. Nó bao gồm ưu điểm của gạch samôt lót manhêzit và cả của gạch
manhêzit, samôt manhêzit
Chọn loại gạch lót và đầu nút nào, chủ yếu phải xét đến thành phần hóa học của
thép lỏng và thời gian đúc mỗi thùng. Thời gian rót càng dài, an mòn càng nhiều, không
nên đồng thời dùng miệng rót và gạch nút bằng samôt, vì điểm biến mềm của chúng rất
thấp dễ dính vào nhau, khi nâng tay nút phần hình cầu của đầu nút có thể bị vỡ ra. Khi
dùng gạch nút samôt và miệng rót manhêzit thì khuyết điểm tren giảm nhiều.
Đường kính miệng rót to nhỏ xác định theo tốc độ rót. Cho nên đường kính gạch rót
có liên quan đến loại thép, kích thước thỏi và phương pháp đúc. Đối với thép mà tính chảy
loãng kém đường kính lỗ rót là 60mm ;đối với thép hợp kim thấp và thép lắng cacbon….là
45-60mm; đối với thép sôi là 30-40mm
3. Tay nút:
Tay nút gồm ba phần :thanh lõi, gạch bọc và đầu nút
Thanh lõi làm bằng thép tròn, đường kính của nó phụ thuộc vào cường độ bền ở
nhiệt độ cao. Hiện nay thanh lõi loại lớn các xưởng dùng có đường kính là 40-50mm
Ngoài thanh lõi phải bọc gạch để bảo vệ cho thanh lõi không bị thép lỏng và xỉ ăn
mòn. Thường dùng gạch bọc sa môt. Để bảo đảm chỗ nối được kín, khe hở giữa gạch bọc
cần phải xây bằng bột vữa chất lượng tốt, cần phải chọn lọc gạch bọc chất lượng hợp cách
và hình dáng chính xác.
Gạch nút lắp ở đầu của thanh lõi…làm thành cùng với miệng rót 1 cái van đóng mở.
Vì vậy gạch nút là phần quan trọng nhất của tay nút. Có hai phương pháp nối gạch nút
vào thanh lõi ….;dùng ốc hoặc chốt; mỗi loại đều có ưu khuyết riêng nhưng công xưởng
thường dùng loại đầu. Gạch nút có loại làm bằng sa môt và samôt alumin cao(chứa Al
2
O
3
đến 42%) và sa môt graphit. Trong đó gạch nút samôt và samôt alumin cao là được dùng
rộng rãi nhất. Gạch nút samôt alumin cao tốt hơn gạch sa môt. Gạch samôt graphit chế tạo
khó hơn, giá thành cao, chỉ dùng khi đúc thép đặc biệt.
Tay nút làm xong phải sấy 2 ngày đêm mới được dùng, khi sấy tốt nhất là treo lên

để khỏi bị cong
Thường tay nút do nhân công thao tác qua 1 hệ thống đòn bẩy…
có xưởng dùng thiết bị đúc tự động, 15 lò mactanh dùng chung 3 máy đúc. Quá trình đúc
25