WesterntechVN – Lò cao là thiết bị chính được sử dụng để luyện gang từ quặng sắt.
Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu trúc, nguyên lý hoạt động và các công nghệ tiên tiến được áp dụng trong lò cao luyện gang.
1. Cấu trúc lò cao
- Hình dạng và kích thước:
- Lò cao có hình dạng thẳng đứng, cao từ 30-35 mét.
- Cấu trúc lò cao bao gồm các phần chính: cổ lò, thân lò, bụng lò, hông lò và nồi lò.
- Các bộ phận chính:
- Cổ lò: Nơi đưa nguyên liệu vào lò.
- Thân lò: Phần hình nón cụt, giúp nguyên liệu di chuyển xuống dưới.
- Bụng lò: Phần có đường kính lớn nhất, nơi diễn ra quá trình tạo gang.
- Hông lò: Phần nối giữa bụng lò và nồi lò.
- Nồi lò: Nơi tích tụ gang lỏng và xỉ.
- Lỗ gió: Nơi thổi không khí nóng vào lò.
- Ống dẫn khí: Nơi thoát khí lò ra ngoài.
- Cửa tháo gang: Nơi tháo gang lỏng ra khỏi lò.
- Cửa xỉ: Nơi tháo xỉ ra khỏi lò.
2. Nguyên lý hoạt động của lò cao
- Quá trình khử oxit sắt:
- Quặng sắt (chứa oxit sắt) được đưa vào lò cao cùng với than cốc và chất trợ dung.
- Không khí nóng được thổi vào lò, đốt cháy than cốc và tạo ra khí CO.
- Khí CO khử oxit sắt trong quặng thành sắt kim loại.
- Quá trình tạo gang:
- Sắt kim loại nóng chảy hòa tan một lượng cacbon từ than cốc, tạo thành gang lỏng.
- Các nguyên tố khác như silic, mangan, lưu huỳnh và phốt pho cũng hòa tan vào gang.
- Quá trình tạo xỉ:
- Chất trợ dung kết hợp với tạp chất trong quặng và tro than cốc, tạo thành xỉ lỏng.
- Xỉ lỏng nổi lên trên gang lỏng do có khối lượng riêng nhỏ hơn.
- Tháo gang và xỉ:
- Gang lỏng và xỉ lỏng được tích tụ ở nồi lò.
- Gang lỏng được tháo ra ngoài qua cửa tháo gang.
- Xỉ lỏng được tháo ra ngoài qua cửa xỉ.
3. Công nghệ tiên tiến trong lò cao
- Công nghệ phun than cám:
- Phun than cám vào lò cao cùng với không khí nóng, giúp tiết kiệm than cốc.
- Tăng năng suất lò cao và giảm chi phí sản xuất.
- Công nghệ oxy cao áp:
- Thổi oxy cao áp vào lò cao, tăng tốc độ phản ứng và năng suất lò.
- Giảm lượng than cốc tiêu thụ và cải thiện chất lượng gang.
- Công nghệ kiểm soát quá trình bằng máy tính:
- Sử dụng hệ thống máy tính để giám sát và điều khiển quá trình luyện gang.
- Tối ưu hóa các thông số vận hành, giảm tiêu thụ năng lượng và nguyên liệu.
- Công nghệ tái sử dụng khí lò cao:
- Thu hồi và sử dụng khí lò cao để sản xuất điện hoặc cung cấp nhiệt cho các quá trình khác.
- Giảm thiểu phát thải khí nhà kính và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng.
- Công nghệ lò cao hiện đại:
- Thiết kế lò cao với dung tích lớn hơn, cải thiện hiệu suất nhiệt và năng suất.
- Sử dụng vật liệu chịu nhiệt tiên tiến để kéo dài tuổi thọ lò cao.
- Công nghệ lò cao không than cốc:
- Nghiên cứu và phát triển các phương pháp luyện gang không sử dụng than cốc, như lò điện hồ quang hoặc lò plasma.
- Giảm thiểu phát thải khí CO2 và hướng tới sản xuất gang bền vững.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò cao
- Chất lượng nguyên liệu:
- Quặng sắt: Hàm lượng sắt cao, ít tạp chất.
- Than cốc: Độ bền cơ học cao, hàm lượng tro và lưu huỳnh thấp.
- Chất trợ dung: Thành phần hóa học phù hợp, độ sạch cao.
- Thông số vận hành:
- Nhiệt độ không khí thổi vào lò.
- Áp suất không khí thổi vào lò.
- Tỷ lệ phối liệu nguyên liệu.
- Tốc độ nạp liệu và tháo gang, xỉ.
- Cấu trúc lò cao:
- Thiết kế lò cao phù hợp với loại nguyên liệu và công nghệ áp dụng.
- Bảo trì và sửa chữa lò cao định kỳ để đảm bảo hoạt động ổn định.
5. Ứng dụng của gang lỏng từ lò cao
- Gang lỏng từ lò cao được sử dụng để sản xuất gang đúc và thép.
- Gang đúc được sử dụng để chế tạo các chi tiết máy móc, ống dẫn nước, sản phẩm gia dụng.
- Thép được sử dụng trong xây dựng, giao thông vận tải, sản xuất ô tô, tàu thủy và nhiều ngành công nghiệp khác.
Lò cao là thiết bị quan trọng trong ngành luyện gang, đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Với sự phát triển của công nghệ, lò cao ngày càng được cải tiến để tăng hiệu suất, giảm chi phí và bảo vệ môi trường.
