Thép 'sạch' hơn nhờ 'gia vị' mới

Theo ông Trần Tất Thắng, Giám đốc Nhà máy luyện thép Lưu Xá, trong luyện thép việc kiểm soát được chất lượng xỉ là yếu tố rất quan trọng bởi xỉ (gồm CaO, FeMn, FeSi...) có tác dụng làm sạch, ngăn không cho không khí, tạp chất vào trong thép và giữ nhiệt cho thép trong quá trình luyện. Luyện thép thực chất là quá trình luyện xỉ. Chất lượng xỉ tạo ra trong quá trình luyện thép quyết định rất lớn đến mức tiêu hao nguyên liệu, giá thành và chất lượng phôi thép. Vì vậy việc kiểm soát chất lượng xỉ được hầu hết các nhà sản xuất thép quan tâm.  

Tuy nhiên, công nghệ sản xuất phôi thép của nhà máy gồm ba quá trình nấu thép ở lò điện SCCS (EAF), tinh luyện (LF), đúc liên tục (CCM) vẫn chưa bảo đảm kiểm soát được chất lượng xỉ tạo ra. Do đó, thời gian tạo xỉ lỏng phải kéo dài, làm cho mức tiêu hao chất tạo xỉ và hợp kim còn cao. Trong quá trình đúc rót, lượng ôxit phi kim trong thép lỏng lại kết tủa với vật liệu chịu lửa trong lò tạo thành các ung, bướu gây tắc dòng rót. Các tạp chất ôxit sắt, carbon... trong thép lỏng tại hộp kết tinh không được khử sạch làm cho phôi thép có tình trạng ngậm xỉ bề mặt và nứt sau đúc, không đảm bảo chất lượng.

Để hạn chế được những yếu kém về công nghệ, từ tháng 7-2004, nhà máy đã đưa chất phụ gia tạo xỉ hai cấu tử nhôm-canxi LDSF vào trong quá trình luyện thép. Phụ gia LDSF là hợp chất gồm ôxit nhôm và ôxit canxi, do Tập đoàn Lafarge Aluminates Group (CH Pháp) sản xuất. Theo các chuyên gia, chất phụ gia LDSF sẽ giúp cho nhà sản xuất kiểm soát được chất lượng xỉ trong quá trình luyện thép. Đây được xem là giải pháp tối ưu hoá công nghệ luyện thép đang được các nhà sản xuất thép trên thế giới áp dụng.  

Trong mỗi mẻ luyện 30 tấn thép lỏng, Nhà máy luyện thép Lưu Xá sử dụng khoảng 100 kg chất phụ gia LDSF. Sau khi thép ra ở lò điện EAF sẽ cho 75 kg chất phụ gia LDSF. Trong quá trình đúc liên tục cho tiếp 25 kg nữa. Về nguyên lý, phụ gia LDSF là chất tiền nóng chảy, có tác dụng làm cho xỉ nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ 1.385oC, thấp hơn trước đây rất nhiều (1.600oC). Khi xỉ được chuyển sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp sẽ nhanh chóng phủ trên bề thép lỏng, bảo vệ thép không bị ôxi hoá khi tiếp xúc với không khí. Lớp xỉ phủ bề mặt còn có tác dụng giữ nhiệt cho nước thép. Như vậy, thời gian vận hành lò đã được giảm đi đáng kể.  

Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là phụ gia LDSF giúp cho nhà máy nâng cao chất lượng phôi thép. Trong suốt quá trình luyện, phụ gia LDSF sẽ tạo nên một lớp màng hoá học hấp thụ các tạp chất phi kim và vật liệu chịu lửa lẫn trong thép lỏng. Nhờ đó, hiện tượng các ung, bướu gây tắc dòng rót đã được khắc phục, đảm bảo cho quá trình đúc được liên tục. Các tạp chất và xỉ được khử triệt để nên đã không theo thép lỏng vào hộp kết tinh. Phôi thép thành phẩm sau khi đúc có chất lượng đảm bảo, hiện tượng phôi ngậm xỉ như trước đây đã bị loại trừ.  

Một tác dụng khác mà phụ gia LDSF mang lại là khả năng hạn chế được các khí thải độc hại tác động đến môi trường và sức khoẻ người lao động. Bình thường, trong quá trình luyện thép sẽ phát thải ra môi trường khí độc hại carbonic, flo... gây hiệu ứng nhà kính và ảnh hưởng tới sức khoẻ con người. Thế nhưng khi sử dụng phụ gia LDSF thì các loại khí này sẽ bị hấp thụ lại do phản ứng hoá học với chất phụ gia. Ngoài ra, sự tác động đến môi trường còn được hạn chế bởi thời gian luyện thép đã được rút ngắn hơn.  

Theo ông Đinh Trường Sơn, Trưởng phòng kỹ thuật Nhà máy luyện thép Lưu Xá, nhờ sử dụng phụ gia LDSF vào quá trình luyện thép mà hiệu quả sản xuất của nhà máy đã được nâng lên rất nhiều. Cùng với chất lượng thép được nâng cao thì mỗi mẻ luyện nhà máy đã giảm được 10% chi phí sản xuất nhờ giảm được một lượng không nhỏ chất tạo xỉ và nhiên liệu do thời gian vận hành lò ngắn hơn. Tuổi thọ vật liệu chịu lửa trong lò luyện cũng được tăng thêm. Với những tác dụng được kiểm chứng trong thực tế tại nhà máy, ông Sơn cho rằng phụ gia LDSF sẽ là một giải pháp hữu hiệu giúp các nhà máy luyện thép của Việt Nam tăng năng lực sản xuất và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.

Nguồn: Thời báo kinh tế Việt Nam