Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý phốt pho trong gang lỏng

BỘ CÔNG THƯƠNG HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐÚC LUYỆN KIM VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ CẤP BỘ TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý Phốt gang lỏng Cơ quan chủ trì: Hội KHKT Đúc – Luyện kim Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm 9634 Hà nội, 12/2012 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH STT HỌ VÀ TÊN PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm ThS Ngô Quốc Dũng ThS Nguyễn Cao Sơn ThS Nguyễn Minh Thuyết ĐƠN VỊ Viện KH&KT Vật liệu - ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện KH&KT Vật liệu - ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện KH&KT Vật liệu - ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện KH&KT Vật liệu - ĐH Bách Khoa Hà Nội NHIỆM VỤ Chủ nhiệm đề tài Nghiên cứu viên Nghiên cứu viên Nghiên cứu viên Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 LỜI NĨI ĐẦU Với tình hình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước tại, ngành công nghiệp mở rộng phát triển, đặc biệt ngành công nghiệp nặng.Nền tảng để phát triển đất nước thành nước cơng nghiệp nặng ngành cơng nghiệp sản xuất vật liệu, đặc biệt số vật liệu sắt thép Chính điều mà năm qua tương lai Đảng Chính phủ chủ trương phát triển ngành công nghiệp thép theo hướng lâu dài bền vững Với phát triển chóng mặt nhiều ngành khoa học, kỹ thuật như: Ơtơ, tàu thủy, xây dựng, khí… ngày đòi hỏi chất lượng thép khắt khe Để đáp ứng u cầu đó, cơng nghệ sản xuất thép phải theo xu hướng giới tương lai tăng suất, tiết kiệm lượng, giảm tiêu hao nguyên nhiên liệu bảo vệ môi trường Để tăng chất lượng sản phẩm thép việc tăng hàm lượng nguyên tố hợp kim có lợi thép cịn có hướng khác hiệu mà không phụ thuộc vào nguồn nguyên tố hợp kim vừa đắt tiền mà lại ngày cạn kiệt Hướng nghiên cứu khử bỏ tạp chất có hại thép P, S, tạp chất khí : H, N, O xuống tới mức tối thiểu Do năm 2012 Hội Khoa học kỹ thuật Đúc – Luyện kim Việt Nam đề xuất Bộ Công Thương giao cho thực đề tài “ Nghiên cứu công nghệ tiền xử lý Phốt gang lỏng.” Với mục tiêu xử lý, khử bỏ hàm lượng P gang lỏng từ 0,12÷0,13 % xuống 0,06% trước đưa vào luyện thép, đồng thời đề xuất quy trình cơng nghệ phù hợp có khả áp dụng vào thực tiễn sản xuất Trong q trình nghiên cứu, chúng tơi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, hợp tác tạo điều kiện thuận lợi Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công Thương, Hội KHKT Đúc – Luyện kim Việt Nam, đơn vị Bộ bạn đồng nghiệp Hà Nội, tháng 12/2012 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung Ngày nay, để phát triển kinh tế xã hội khơng thể khơng nhắc đến vai trị quan trọng sản phẩm từ gang, thép Thép vật liệu ngành xây dựng, ngành cơng nghiệp khí, sản xuất phân phối lượng, chế tạo máy, sản xuất hàng gia dụng y học, an ninh quốc phòng…Cùng với than giấy, thép vật liệu cách mạng công nghiệp Sản lượng thép giới tăng trưởng nhanh chóng, đặc biệt nửa sau kỷ 20 Hiện giới nhà máy luyện thép xây dựng ngày nhiều chứng tỏ nhu cầu thép người vô lớn Hàng vạn mác thép khác nghiên cứu, sản xuất nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng phát triển xã hội 1.2 Sự phát triển ngành thép giới Năm 2010 sản lượng thép thô giới đạt 1.414 triệu tấn, tăng 15% so với năm 2009 kỷ lục cho sản xuất thép thô toàn cầu Sản lượng tháng 2/2010 đạt 107,541 triệu tấn, giảm 113,441 triệu so với tháng 1/2009 Trong tháng 2/2010, sản lượng thép thô nước sản xuất lớn tăng liên tục; ngành cơng nghiệp thép Thế Giới hoạt động mức công suất 79,8%, tăng cao suốt 15 tháng tăng 72,9% tháng Chủ tịch Hiệp hội Thép Thế Giới cho biết: lượng cầu thép Thế Giới tăng 11% năm 2010 kinh tế giới phục hồi Ngày 26/3/2010, số giá thép theo Steelhome (nhà cung cấp thông tin công nghiệp thép Trung Quốc) Thế Giới 119,58 điểm, tăng 3,99% so với tuần trước; Mỹ 113,8 điểm, tăng 3,23%; Châu Âu 107,36 điểm, tăng 7,24%; Châu Á 129,01 điểm, tăng 2,55% Chỉ số giá thép dẹt 114,64 điểm, tăng 5,38% so với tuần trước thép dài 126,86 điểm, tăng 3,98% Trong tháng 12 năm 2010, sản lượng thép thô 66 nước báo cáo với Hiệp hội ThépThế giới (worldsteel) 116,2 triệu tấn, tăng 7,8% so với tháng 12/2009 Châu Á sản xuất 897,9 triệu thép thô năm 2010, tăng 11,6% so với năm 2009 Sản lượng thép thô Trung Quốc năm 2010 đạt 626,7triệu tấn, tăng 9,3% so Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 với năm 2009, chiếm 44,3% tổng sản lượng thép giới Nhật Bản sản xuất 109,6 triệu năm 2010, tăng 25,2% cao so với năm 2009 Trong năm 2010, sản lượng thép thô Hàn Quốc 58,5 triệu tấn, tăng 20,3 so với năm 2009 Hình 1.1: Sản lượng thép thơ giới từ 2003-2010 Liên minh châu Âu ghi nhận mức tăng 24,5% so với năm 2009, sản xuất 172,9 triệu thép thô năm 2010 Tuy nhiên, lượng thép sản xuất Vương quốc Anh Hy Lạp tiếp tục giảm năm 2010 Trong năm 2010, nước CIS cho thấy tăng 11,2%, sản xuất 108,5 triệu thép thô Nga sản xuất 67 triệu thép thô, tăng 11,7% so với năm 2009 Ukraine tăng 12,4% so với cuối năm 2009 33,6 triệu Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Hình 1.2: Biểu đồ tăng trưởng thép thơ giới từ 2003-2010 Hình 1.3: Phân bố sản lượng thép thô giới năm 2009và 2010 Theo số liệu Hiệp hội Thép Thế giới (WSA), sản lượng thép thô nước thành viên Hiệp hội tháng năm 2011 đạt 119 triệu tấn, tăng 5,3% so với kì năm 2010 Tại châu Á, sản lượng thép Trung Quốc tháng 1/2011 tăng 0,5%, đạt 52,8 triệu chiếm 44,22% tổng sản lượng thép toàn cầu Sản lượng Nhật Bản tăng 10,7% đạt 9,7 triệu tấn; sản lượng Hàn Quốc đạt 5,6 triệu tấn, tăng 24,2% Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Hình 1.4: Phân bố sản lượng thép thô giới 1/2011 Tại châu Âu, sản lượng thép Đức tháng 1/2011 tăng 4,4% đạt 3,7 triệu tấn; Italia tăng 10,3% đạt 2,1 triệu tấn; sản lượng Tây Ban Nha đạt 1,4 triệu tấn, tăng 4,1%; sản lượng Thổ Nhĩ Kỳ đạt 2,7 triệu tấn, tăng 33,4% 1.3 Sự phát triển ngành thép Việt Nam 1.3.1 Quá trình hình thành Ngành thép Việt Nam hình thành từ đầu năm 60 kỷ 20 với đời Công ty Gang thép Thái nguyên- liên hợp luyện kim khép kín theo sơ đồ cơng nghệ lị cao truyền thống Trung quốc giúp ta xây dựng cơng trình khởi công từ năm 1959 đến tháng 11/1963 mẻ gang lò chiến tranh 12 năm sau có sản phẩm thép cán nhà máy luyện cán thép Gia Sàng (Công xuất thiết kế 50.000 tấn/năm)sản xuất Tiếp năm 1978 nhà máy cán thép Lưu Xá (Công xuất thiết kế 100.000 tấn/năm) vào hoạt động Năm 1976 sau đất nước thống nhất,công ty Luyện kim đen Miền nam thành lập sở tiếp quản sát nhập nhà máy luyện cán thép cỡ nhỏ theo cơng nghệ lị điện hồ quang chế độ cũ để lại Thành phố Hồ Chí Minh Biên hồ với tổng cơng xuất khoảng 80.000 tấn/năm Sản phẩm chủ yếu thép xây dựng thông thường lượng nhỏ đinh thép, lưới thép dây, thép gai Giai đoạn 1976 - 1985 giai đoạn ngành thép gặp nhiều khó khăn kinh tế bị suy thối Những năm sản lượng thép cán toàn ngành mức 40.000 - 85.000 tấn/năm Ngành thép thực bắt đầu Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 khởi sắc từ năm 90 trở công đổi đất nước triển khai mạnh mẽ Về việc đầu tư vào ngành thép đặc biệt sôi động giai đoạn 1995 đến nhu cầu sử dụng sản phẩm thép ngày nhiều Vì hàng loạt dự án đầu tư chiều sâu đầu tư nhiều thành phần kinh tế kể ngồi ngành thép, có dự án đầu tư nước đời Công ty liên doanh Natsteelvina (liên doanh với Singapore) Vietnam-Posco Stee Co.-VPS (liên doanh với Hàn Quốc), Công ty ống thép Việt Nam Vinapipe (liên doanh với Hàn Quốc), Vinausteel (liên doanh với Australia), Vinakyoei (liên doanh với Nhật Bản), Công ty thép Tây Đô (liên doanh với Đài Loan) chuyên sản xuất thép xây dựng Tiếp nhiều nhà máy doanh nghiệp ngồi quốc doanh đời Cơng ty thép Hịa Phát, Công ty thép Việt – Ý, Công ty thép Pomihoa, Công ty thép Pomina (Thép Việt)….Gần đây, nhiều nhà máy luyện kim xây dựng nhà máy thép Phú Mỹ, nhà máy cán nguội Phú Mỹ, nhà máy thép Vạn Lợi, Công ty CP Sông Đà, Công ty thép đặc biệt Sheng li…và nhiều nhà máy khởi công xây dựng Dự án mở rộng sản xuất giai đoạn Công ty gang thép Thái Ngun, Cơng ty liên doanh khống sản – Việt Trung, nhà máy sản xuất phôi Hưng Thịnh Phát số nhà máy khác Cho đến nay, ngành thép Việt Nam trở thành ngành công nghiệp quan trọng kinh tế quốc dân, có thẻ đáp ứng nhu cầu thép tròn dài, thép hình nhỏ, thép ống hàn, tơn mạ loại bắt đầu sản xuất thép cán nguội Năm 2011 nước tiêu thụ khoảng 10.014.234 thép loại, sản xuất khoảng 600.000 gang, 4.900.000 phôi thép 9.150.000 thép bao gồm thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép cán nguội, thép ống hàn thép mạ loại, ngành thép đáp ứng khoảng 60% nhu cầu thép đất nước Như vậy, khoảng năm gần ngành thép Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao 1.3.2 Tình hình xu phát triển ngành thép Việt Nam 1.3.2.1 Tình hình ngành thép Việt Nam năm gần Theo xu hướng chung giới, ngành thép nước phát triển theo hướng lên, sản lượng tăng lên theo năm Sản phẩm nước chủ yếu thép xây dựng Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Hiện nay, sản lượng thép sản xuất nội địa đáp ứng khoảng 80% tổng nhu cầu thép nước, công suất sản xuất thép xây dựng thép tăng nhanh.Đáng ý, sản lượng thép xây dựng nhà sản xuất thép nội địa năm 2010 đạt 5,7 triệu tấn, tăng 20% so với năm 2009 chiếm 65% tổng sản lượng thép nước Năng lực sản xuất bán thành phẩm công ty thép nước, đặc biệt phôi thép cải thiện đáng kể năm qua, từ 1,3 triệu lên 3,7 triệu vào năm 2010 Trong năm 2011 sản lượng phôi thép sản xuất nước đáp ứng đươc từ 60-70% khối lượng nguyên liệu đầu vào cho ngành thép Đặc biệt, ba doanh nghiệp thép hàng đầu Tisco, Hòa Phát Pomina tăng công suất đáng kể Công suất sản xuất phôi thép Tisco Công ty Thép miền Nam đạt 350.000 tấn/năm/cơng ty năm 2010 Hịa Phát thực giai đoạn dự án Nhà máy thép liên hợp nhằm nâng công suất sản xuất phôi thép từ 350.000 lên triệu năm 2013 Pomina tăng công suất sản xuất phôi thép từ 500.000 lên 1,1 triệu vào đầu năm 2012 Tổng công suất sản xuất phôi thép nước với mục tiêu tăng từ triệu năm 2010 lên 7,5 triệu vào năm 2012, đảm bảo nguồn cung phôi thép cho sản xuất nước năm 2012 giúp công ty thép nội địa kiểm soát tỷ suất lợi nhuận tốt Năm 2011 nước tiêu thụ khoảng 10.014.234 thép loại, sản xuất khoảng 600.000 gang, 4.900.000 phôi thép 9.150.000 thép bao gồm thép thanh, thép dây, thép hình nhỏ, thép cán nguội, thép ống hàn thép mạ loại, ngành thép đáp ứng khoảng 60% nhu cầu thép đất nước Như vậy, khoảng năm gần ngành thép Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao khoảng 20% năm Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Hình 1.5: Biểu đồ tăng trưởng thép Việt Nam năm gần *) Sản xuất gang Sản xuất gang khâu chu trình sản xuất thép, coi khâu yếu ngành thép Việt Nam Cơ sở sản xuất gang nhà máy luyện gang Lưu Xá thuộc Công ty CP gang thép Thái Nguyên với công suất thiết kế 150.000 tấn/năm hoạt động từ năm 1963 Sau nhiều năm sản xuất, năm 2000 nhà máy cải tạo mở rộng hoạt động với hai lò cao 100 m3 120m3 Trong năm gần có số sở xây dựng lị cao, cụ thể bảng 1.1 Tuy nhiên, tình hình thực tế cho thấy trì hoạt động nhà máy sản xuất gang có việc đưa vào sản xuất nhà máy hình thành vấn đề khó khăn ngành thép Việt Nam Ngoài số nhà máy Gang thép Thái Nguyên, nhà máy gang thép Hòa Phát vào hoạt động ổn định nhà máy khác Vạn Lợi, Đinh Vũ gặp nhiều khó khăn mặt khả đưa vào sản xuất ổn định khó vài năm tới Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 FeO 4108g CaF2 60 g Ö Tổng khối lượng chất khử 450+ 4108 + 60= 4618 gam Ö Tỷ lệ: Chất khử/Gang= 4,618/30= 0,1539 Ö Tỷ lệ Na2CO3 – FeO - CaF2 vào khoảng (10% - 89% - 1%) Bảng 3.10 Nguyên liệu sử dụng quy mô xử lý lò 50 kg/mẻ Nguyên liệu Gang thỏi Khối lượng (kg) 30 Mẻ thí nghiệm sử dụng Soda Soda Na2CO3 1,733 Mẻ thí nghiệm sử dụng hệ Soda 0,450 chất phản ứng: Vảy cán rèn (FeO) 4,108 Na2CO3 – FeO - CaF2 Huỳnh thạch (CaF2) 0,06 Sau tính tốn phối liệu, q trình cơng nghệ xử lý tiến hành theo sơ đồ cơng nghệ hình 3.6 3.4 Các bước tiến hành thực nghiệm 59 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Hình 3.6 Sơ đồ lưu trình cơng nghệ tiến hành thí nghiệm Bước 1.Chuẩn bị lị Kiểm tra lị xem có bị thủng có hỏng hóc phận khơng.Sau tiến hành kiểm tra lị xong, khơng có vấn đề ta tiến hành nấu Bước 2.Nạp gang thỏi vào lò Bước 3.Nấu chảy gang thỏi Trong trình cho hỗn hợp phản ứng vào dịng áp lị trì khoảng định để nhiệt độ lị ổn định Bước Cho hỗn hợp chất phản ứng vào lòng gang lỏng +) Hỗn hợp phản ứng cho vào gang lò vừa chảy lỏng hoàn toàn +) Hỗn hợp phản ứng cho vào nhiều đợt (6÷7 phút/đợt) sau đợt tiến hành vớt xỉ kết hợp với khuấy trộn +) Thời gian xử lý từ lúc cho tác nhân đến gang khoảng 20÷30 phút 60 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Bước 5.Ra sản phẩm lấy mẫu phân tích Sản phẩm gang sau xử lý chúng tơi đưa phân tích thành phần hóa học PTN vật liệu tính kỹ thuật cao thuộc Viện khí lượng mỏ Mục đích xác định thành phần phần trăm nguyên tố (C, Si, Mn, P, S) gang sau xử lý (phụ lục – số kết phân tích) 3.5 Kết đạt sau tiến hành xử lý lò 10kg/mẻ với hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2 Dựa vào sở lý thuyết bước thí nghiệm xây dựng chúng tơi tiến hành lần thí nghiệm với tổng mẻ đạt kết sau: (a) (b) Hình 3.7 Mẫu gang sau đúc thỏi (a) mẫu gang để phân tích (b) Lần thứ 1: (sử dụng hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2 ) – lò 10kg/mẻ Bao gồm mẻ (mẻ – mẻ 2) Trong lần thí nghiệm này, mẻ tiến hành với thời gian xử lý kéo dài 25 phút Hỗn hợp chất phản ứng chia làm lần cho, lần vịng phút sau tiến hành cào xỉ cho tiếp Trong q trình thực có sử dụng biện pháp khuấy trộn thủ công Bảng 3.11 kết thành phần mẻ sau phân tích Bảng 3.11 Thành phần gang ban đầu kết mẻ mẻ 61 Thành phần %C %Si %Mn %P %S Ban đầu 4,00 1,23 1,54 0,12 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,50 0,258 0,699 0,118 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,99 0,206 0,499 0,117 < 0,05 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Nhận xét: Ở mẻ mẻ với cách tiến hành % P giảm xuống không đáng kể Từ %P =0,12% xuống 0,118% mẻ 0,117 % mẻ Trong lượng %Si giảm từ 1,33% xuống 0,258% mẻ 0,206% mẻ Như lần nấu xảy trình oxi hóa Si Hiệu khử bỏ P chưa đạt yêu cầu mong muốn Kết giải thích là: +Theo ngun lý nhiệt động học Si có lực với Oxi mạnh P Si bị oxi hóa trước P khơng thể khử bỏ xuống yêu cầu + Hỗn hợp chất phản ứng P rải bề mặt gang lỏng tiếp xúc tác nhân gang lỏng chưa thuận lợi Kết hồn với ngun lý cho q trình xử lý phải tiến hành oxi hóa Si trước tiến hành oxi hóa P Do vậy, dựa vào kết nhận xét đưa hướng để tiến hành thí nghiệm cho lần thí nghiệm thứ (với mẻ nấu mẻ 3, mẻ mẻ 5) + Sử dụng hồi liệu từ sản phẩm mẻ thí nghiệm lần thứ làm nguyên liệu đầu vào cho lần thí nghiệm thứ + Tiến hành thử nghiệm với việc nhúng sâu hỗn hợp chất phản ứng vào lòng gang lỏng + Thời gian xử lý cần kéo dài hơn, khoảng 30 phút Lần thứ 2: (sử dụng hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2) - lò 10kg/mẻ Bao gồm mẻ nấu (mẻ – mẻ – mẻ 5) Mẻ thí nghiệm 3: Sử dụng hồi liệu mẻ phần gang liệu ban đầu, trình xử lý mẻ diễn vòng 30 phút, với lần cho hỗn hợp chất phản ứng Trong mẻ nấu hỗn hợp chất phản ứng rải bề mặt Bảng 3.12 kết mẻ xử lý thứ Bảng 3.12 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Hồi liệu mẻ1 + gang 3,75 0,744 1,10 0,119 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,32 0,030 0,655 0,111 < 0,05 62 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Nhận xét kết mẻ 3: + Ở mẻ nấu thứ % P ban đầu (0,119%) sau xử lý (0,111%) không giảm đáng kể Giải thích nguyên nhân lượng gang đầu vào (hồi liệu mẻ 1- lần thứ 1) không đủ kg, chúng tơi có phối thêm gang ban đầu (với tỉ lệ 1:1) vào (có %Si cao) Ở mẻ nấu tác nhân khử bỏ P rải bề mặt Ở mẻ nấu thời gian xử lý 30 phút so với lần nấu 20 -25 phút cho thấy %P có giảm không đáng kể, điều lần khẳng định muốn khử bỏ P hiệu phải tiến hành khử bỏ Si trước Mẻ thí nghiệm 4: Sử dụng hoàn toàn hồi liệu mẻ nấu thứ Quá trình xử lý mẻ diễn vịng 30 phút Ở mẻ nấu có tiến hành nhúng sâu phần hỗn hợp chất phản ứng vào sâu lòng gang lỏng, sau khoảng 15 phút vớt xỉ cho tiếp phần cịn Sau 30 phút tiến hành vớt xỉ gang Bảng 3.13 cho biết kết mẻ xử lý Bảng 3.13 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Hồi liệu mẻ 3,99 0,206 0,499 0,117 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,26 0,046 0,109 0,060 < 0,05 Nhận xét kết mẻ 4: Ở mẻ nấu thứ %P ban đầu (0,117%) sau xử lý (0,060%) Giải thích : Ở mẻ nấu gang phối liệu hoàn toàn hồi liệu mẻ số 2, tức gang lỏng xử lý khử bỏ Si trước tiến hành xử lý khử bỏ P Đồng thời hỗn hợp chất phản ứng nhúng sâu vào lịng gang lỏng Khi với xáo trộn giúp việc vận chuyển chất phản ứng lỏng chất lỏng tham gia phản ứng oxi hóa, tạo xỉ trình diễn hiệu Mẻ thí nghiệm 5: Mẻ chúng tơi dùng gang ban đầu để tiến hành, mẻ hỗn hợp chất phản ứng rải lên mặt gang lỏng, tiến hành khuấy trộn liên tục cào xỉ nhiều lần, sau 30 phút gang Bảng 3.14 kết mẻ nấu thứ 63 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Bảng 3.14 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Ban đầu 4,00 1,33 1,54 0,130 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,66 0,31 0,544 0,104 < 0,05 Nhận xét kết mẻ 5: Với mẻ nấu thứ thực chất mẻ nấu để so sánh trình thực nghiệm, đồng thời mẻ nấu mang tính chất dự phịng để chuẩn bị cho lần thực nghiệm Do kết mẻ hồn tồn tương tự kết mẻ nấu lần nấu thứ Qua kết kinh nghiệm thu qua lần thí nghiệm đặc biệt lần thí nghiệm thứ bao gồm mẻ (3, 4, 5) cho thấy hướng nhận định tiến hành thực nghiệm mang lại kết tốt Qua khẳng định số nhân tố ảnh hưởng đến hiệu q trình khử bỏ P sau: - Cần hạ thấp %Si trước khử bỏ P - Hỗn hợp chất phản ứng cần phải nhúng sâu khuấy trộn - Thời gian xử lý phù hợp (với thực nghiệm 30phút) Để mang lại kết thuyết phục, tiến hành thử nghiệm lần thứ với mẻ nấu thứ sau tiến hành phân tích so sánh kết Lần thứ 3: (sử dụng hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2) - lò 10kg/mẻ Bao gồm mẻ thí nghiệm (mẻ 6) Liệu mẻ nấu thứ hồi liệu từ mẻ 5, hỗn hợp chất phản ứng chia làm phần Khi gang chảy lỏng hoàn toàn, tiến hành xử lý cách nhúng sâu hỗn hợp chất phản ứng Sau 10 phút vớt xỉ cho gói khử tiếp theo, trình khử kéo dài khoảng 30 phút gang Kết phân tích thành phần cho bảng 3.15 đây: Bảng 3.15 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Hồi liệu mẻ 3,66 0,31 0,344 0,104 < 0,05 64 Báo cáo đề tài cấp Bộ Sản phẩm mẻ 2012 2,44 0,03 0,07 0,048 < 0,05 Nhận xét mẻ 6: Ở mẻ ta thấy %P sau xử lý giảm xuống 0,048%, đồng thời thấy mẻ việc nhúng hồn tồn hỗn hợp chất phản ứng vào gang lỏng cịn cho hiệu tốt so với lần nấu trước Kết mẻ khẳng định thành công thực nghiệm, ban đầu hồn thành mục đích mà đề tài nghiên cứu đặt làm tiền đề cho bước thực nghiệm quy mô lớn 3.6 Thực nghiệm mở rộng thiết bị lò 50 kg/mẻ Với q trình thực nghiệm quy mơ lị 50kg/mẻ chúng tơi tiến hành q trình xử lý P gang lỏng dạng chất khử Soda Na2CO3 hỗn hợp Na2CO3– FeO – CaF2 hệ CaO – FeO – CaF2 Q trình tính tốn phối liệu mục tính tốn phối liệu Trong thực nghiệm quy mơ thí nghiệm mở rộng để xử lý hàm lượng P gang lỏng, qua thí nghiệm thăm dị thiết bị 50kg/mẻ chúng tơi thấy q trình xử lý khử bỏ P khơng thiết phải chuẩn bị gang có hàm lượng Si thấp Sau tính tốn phối liệu tiến hành thực nghiệm công nghệ kết thu sau: *) Mẻ thí nghiệm sử dụng hệ (CaO – FeO – CaF2 ) – lò 50kg/mẻ Với việc sử dụng hệ CaO – FeO – CaF2 cho thí nghiệm xử lý khử bỏ P gang thiết bị lị 50kg/mẻ, với nhận định khơng cần xử dụng gang chuẩn bị hàm lượng Si thấp tiến hành tính tốn phối liệu gang chất phản ứng cho mẻ luyện 30kg/mẻ tiến hành theo phương pháp sau - Phương pháp rải hệ chất phản ứng lên bề mặt kim loại lỏng q trình xử lý (mẻ thí nghiệm 7) - Phương pháp nhúng sâu hệ chất phản ứng vào lịng kim loại lỏng q trình xử lý (mẻ thí nghiệm 8) Sau tiến hành thực nghiệm theo bước sơ đồ 3.6 thu kết sau: 65 Báo cáo đề tài cấp Bộ 2012 Bảng 3.16: Thành phần gang sau xử lý hệ (CaO – FeO – CaF2 ) với phương pháp rải hệ chất phản ứng lên bề mặt Thành phần %C %Si %Mn %P %S Sản phẩm mẻ 3,46 0,057 0,371 0,062 < 0,05 Bảng 3.17: Thành phần gang sau xử lý hệ (CaO – FeO – CaF2 ) với phương pháp nhúng sâu hệ chất phản ứng Thànhphần %C %Si %Mn %P %S Sản phẩm mẻ 3,46 0,045 0,30 0,023 < 0,05 Nhận xét: Kết thực nghiệm với hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2 quy mơ thiết bị lị 50kg/mẻ cho thấy - Với thiết bị này, đạt hiệu xử lý giảm hàm lượng P gang xuống mức 0,062% mà không thiết phải chuẩn bị gang có hàm lượng Si thấp - Trong q trình xử lý, áp dụng phương pháp nhúng sâu chất phản ứng cho kết xử lý tốt với phương pháp rải hệ chất phản ứng lên bề mặt kim loại lỏng *) Mẻ thí nghiệm - Mẻ thí nghiệm sử dụng Soda ( Na2CO3 ) – lị 50kg/mẻ Sử dụng phương pháp dùng Soda ( Na2CO3 ) để xử lý khử bỏ P gang lỏng, thí nghiệm tiến hành với thời gian xử lý kéo dài 30 phút, hỗn hợp phản ứng chia làm lần, lần cho khuấy trộn vòng phút sau vớt xỉ Hiện tượng xảy ra: sau cho chất phản ứng lò xảy mãnh liệt kèm theo khói lửa màu sáng xanh Quá trình tạo nhiều xỉ có độ bám dính cao, xỉ có màu đen Sau lần nhúng thứ ( khoảng 25 phút) trình khử ta thấy lị xuất hoa lửa lúc C bị đốt cháy Xỉ thu sau kết thúc q trình khử có màu ánh kim màu đen Ta có kết mẻ nấu sau phân tích Bảng 3.18 Thành phần gang sau xử lý Soda Thành phần 66 %C %Si %Mn %P %S Báo cáo đề tài cấp Bộ Sản phẩm mẻ 2012 3,563 0,025 0,514 0,028