SẢN XUẤT SẠCH HƠN NGÀNH LUYỆN THÉP

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Khoa Công nghệ Hóa học & Môi trường
SẢN XUẤT SẠCH HƠN NGÀNH LUYỆN THÉP
GVHD: Hoàng Văn Hiền
SVTH : Đỗ Thu Phương
Nguyễn Thị Phương
Nguyễn Thị Thanh Phương
Phạm Thị Phượng
Vũ Thị Sen
Phạm Thị Thu Thanh
I. Tổng quan về ngành luyện thép
1. Mô tả ngành sản xuất thép
- Gang thép giữ một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của nền
văn minh nhân loại qua nhiều thập niên kỷ.
- Sản lượng thép trên thế giới đã tăng trưởng rất nhanh chóng, đặc biệt trong
nửa sau của thế kỷ XX đến nay, đạt 1240 triệu tấn năm 2006.
- Ngành công nghiệp thép Việt Nam được bắt đầu từ năm 1959 bằng việc xây
dựng Khu gang thép Thái Nguyên, nay là Công ty gang thép Thái Nguyên, do
Cộng hòa nhân dân Trung Hoa giúp đỡ với công suất thiết kế 100.000 tấn/năm.
- Từ năm 1992 trở lại đây, ngành thép Việt Nam đã được trang bị một loạt lò
thùng tinh luyện và máy đúc liên tục đã làm cho chất lượng và năng suất thép
thỏi được cải thiện rõ rệt. Từ năm 1994, một loạt các nhà máy liên doanh với
nước ngoài được xây dựng và đi vào sản xuất.
I. Tổng quan về ngành luyện thép
2. Sản lượng thép ở Việt Nam
- Trong những năm gần đây ngành thép Việt Nam đã có tốc độ tăng trưởng cao, trên
18%/năm. Năm 2006, Việt Nam đã sản xuất được 4.743.000 tấn thép, đáp ứng được
gần 66% nhu cầu thép của đất nước. Sản lượng phôi thép năm 2006 đạt khoảng
1.100.000 tấn, đáp ứng được 33,4% nhu cầu phôi cả nước.
I. Tổng quan về ngành luyện thép
3. Sản phẩm của ngành luyện thép

- Ngành công nghiệp thép Việt Nam đã có thể sản xuất được
thép tròn dài, thép hình nhỏ, thép ống hàn và bắt đầu sản
xuất thép tấm cán nguội.
5. Một số công nghệ luyện thép
- Công nghệ lò cao – lò chuyển thổi oxy – đúc liên hệ
- Công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục
Ngoài hai công nghệ chính nêu trên, có hai công nghệ
mới phát triển là:
- Hoàn nguyên nấu chảy – luyện thép lò chuyển – đúc liên
tục
- Hoàn nguyên trực tiếp – luyện thép lò điện – đúc liên hệ
Tuy nhiên hai công nghiệp mới này triển khai ở một số
nước như Ấn Độ, Iran, Venezuela,… với sản lượng rất nhỏ,
chỉ chiếm khoảng 5% tổng sản lượng thép của thế giới.
Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công
nghệ lò điện hồ quang đúc liên tục.
II. Quy trình công nghệ luyện thép
2.1. Chuẩn bị liệu
Nguyện liệu: sắt thép phế, sắt xốp, gang lỏng. … được tập trung
tại bãi chứa liệu. Tại đây, liệu được xử lý như phân loại, cắt, băm
thành kích thước theo quy định. Các tạp chất như đất, cát, gỗ,
nhựa được loại bỏ. Sau khi xử lý, liệu được chất vào thùng chứa
và chuyển đến vị trí quy định của xưởng.
2.2. Nạp liệu
Sắt thép vụn, chất trợ dung như vôi, dolomit được đưa vào
thùng chứa liệu. Lần đầu chất 50 – 60% liệu cho cả mẻ.
2.3. Nấu chảy
Bắt đầu quá trình nấu, sử dụng công suất điện thấp, sau đó nâng
đến khi nấu chảy hoàn toàn.
Quá trình nấu sử dụng vòi phun oxy để khử cacbon của thép

lỏng và các chất không mong muốn, oxy còn phản ứng với
cacbua hydro tạo phản ứng tỏa nhiệt hỗ trợ quá trình nấu.

2.4. Ra thép
Khi thép lỏng đạt yêu cầu, tháo xỉ trước khi rót thép
vào thùng để đưa sang lò tinh luyện.
2.5. Tinh luyện
Tinh luyện thép thông thường được tiến hành trong lò
thùng. Trong lò thùng, bể thép lỏng được nâng nhiệt và
đồng đều hóa nhiệt độ bằng cách thổi khí argon.
2.6. Đúc liên tục
Thép lỏng sau tinh luyện được rót vào thùng của máy
đúc để đúc thành thép phôi vuông, phôi dẹt qua hệ
thống hộp kết tinh bằng đồng được làm nguội bằng
nước.
III. Các vấn đề môi trường và cơ hội sản xuất sạch hơn
3.1. Giai đoạn chuẩn bị liệu

Vấn đề môi trường: các chất thải rắn như đất, cát,
nhựa, gỗ, vương vãi nguyện liệu vụn.

Cơ hội sản xuất sạch hơn: sử dụng máy đóng ép
nguyên liệu sẽ tăng tỷ trọng của thép phế, giảm số lần
nạp liệu, tăng năng suất sử dụng thiết bị, giảm phát thải
ra môi trường, tránh lãng phí liệu.
3.2. Giai đoạn nạp liệu

Vấn đề môi trường:
-
Tiếng ồn phát sinh từ lò điện hồ quang

-
Bụi từ quá trình vận chuyển

Cơ hội sản xuất sạch hơn:
-
Sử dụng túi lọc bụi để thu hồi các bụi kim loại
-
Tự động hóa điều khiển quá trình nạp liệu làm tăng
năng suất thiết bị, giảm phát tán bụi.
3.3. Giai đoạn nấu chảy

Vấn đề môi trường:
- Khí thải từ lò điện hồ quang chiếm 95% gồm bụi, kim
loại nặng SO2, NOx, CO2, chất hữu cơ bay hơi.
- Nhiệt thải trong quá trình nấu.

Cơ hội sản xuất sạch hơn:
- Phun oxy làm quá trình nóng chảy thép đều đặn và ổn
định, giảm tiêu hao năng lượng điện nhờ nhiệt do quá
trình cháy nhiên liệu tỏa ra, gián tiếp làm giảm khí thải
gây hiệu ứng nhà kính.
- Sử dụng nước để làm mát lò điện hồ quang với nguyên tắc
không tiếp xúc nên nước hầu như không bị nhiễm bẩn có thể
tái sử dụng mang lại lợi ích kinh tế cao, giamr lượng nhiệt
thất thoát ra ngoài.
3.4. Ra thép

Vấn đề môi trường:
- Khí thải: bụi, kim loại nặng.
- Chất thải rắn: Xỉ, bùn, vật liệu chịu lửa từ 100 – 150 kg/tấn thép

lỏng.
- Tiếng ồn từ máy móc.

Cơ hội sản xuất sạch hơn:
- Chất thải rắn: xỉ được tái sử dụng trong xây dựng đường, sản
xuất xi măng; bụi, lò điện hay vật liệu chụi lửa có thể tái sử dụng
làm liệu cho lò điện.
- Xử lý lọc bụi có thể tách được 10 – 25 kg bụi trong 1 tấn thép,
tận dụng được hàm lượng sắt và kim loại nặng trong bụi.
- Sử dụng công nghệ xỉ bọt: giảm tiêu hao năng lượng, tiếng ồn
làm tăng năng suất sử dụng thiết bị.
- Áp dụng kỹ thuật ra thép ở đáy lò giảm được chi phí do giảm
tiêu hao vật liệu chịu lửa vì ra thép nhanh và giảm mất mát năng
lượng.
3.5. Tinh luyện
Vấn đề môi trường:
-
Khí thải: từ lò thùng tinh luyện
-
Xỉ, vật liệu chịu lửa từ 10 – 30 kg/tấn
Cơ hội SXSH:
-
Vận hành lò điện chế độ siêu cao công suất, rút ngắn thời
gian luyện năng suất cao hơn, tiêu hao điện cực ít hơn,
lượng khí thải ít hơn, tuổi thọ tường lò cao hơn
-
Làm nguội tường lò và nắp lò bằng nước: tường lò và nắp
lò được đầm với các tấm làm nguội nước để nâng cao tuổi
thọ của vật liệu chịu lửa, tận dụng nhiệt thải
3.6. Đúc


Vấn đề môi trường:
- Bụi, chất hữu cơ dễ bay hơi
- Xỉ, vẩy oxyt
- Nước thải làm mát có chứa dầu từ khuôn đúc

Cơ hội SXSH:
- Cải thiện hiệu quả sản xuất đúc: thiết kế các khuôn mẫu
đảm bảo kích thước hình học cho các vật đúc.
- Giảm chất kết dính trong quá trình đúc sẽ giảm phát thải
các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC chiếm 50 – 60% trọng
lượng chất kết dính).
- Thay thế keo phủ gốc rượu bằng keo phủ gốc nước cho bề
mặt vật đúc tốt hơn, giảm thời gian phá khuôn.
- Sử dụng xỉ cho nhà máy xi măng, xây dựng đường
IV. Kết luận
Kinh tế xã hội ngày càng phát triển, kéo theo sự phát triển về
cơ sở hạ tầng như hệ thống đường giao thông, nhà cửa, các khu
công nghiệp, khu vui chơi giải trí,… thì lượng thép tiêu thụ ngày
càng tăng lên. Với quy trình sản xuất cũ gây nhiều tác động xấu
đến môi trường nước, không khí, chất thải rắn. Áp dụng sản xuất
sạch hơn giảm thiểu lượng chất thải thải vào môi trường và mang
lại nhiều lợi ích về kinh tế.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy và các bạn
đã lắng nghe!