Nghiên ứu khả năng tái sử dụng xỉ lò thổi luyện thép tại công ty ổ phần thép hòa phát hải dương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu khả tái sử dụng xỉ lò thổi luyện thép cơng ty cổ phần thép Hịa Phát Hải Dương Trần Trung Đức Tranduc331994@gmail.com.vn Ngành Khoa học kỹ thuật vật liệu Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Cao Sơn Viện: Khoa học kỹ thuật vật liệu HÀ NỘI, 06/2020 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061132068911000000 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu khả tái sử dụng xỉ lị thổi luyện thép cơng ty cổ phần thép Hòa Phát Hải Dương Trần Trung Đức Tranduc331994@gmail.com.vn Ngành Khoa học kỹ thuật vật liệu Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Cao Sơn Viện: Khoa học kỹ thuật vật liệu HÀ NỘI, 06/2020 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Trần Trung Đức Đề tài luận văn: Nghiên cứu khả tái sử dụng xỉ lò thổi luyện thép cơng ty cổ phần thép Hịa Phát Hải Dương Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số HV: Tác giả, người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 22 tháng năm 2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa nội dung tóm tắt phần kết luận luận văn - Chỉnh sửa lỗi tả - Chỉnh sửa số thuật ngữ chuyên môn Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Đề tài "Nghiên cứu khả tái sử dụng xỉ lò thổi luyện thép cơng ty cổ phần thép Hịa Phát Hải Dương" thực tác giả, hướng dẫn TS Nguyễn Cao Sơn Luận văn chưa công bố nơi Nếu sai sót tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Lời cảm ơn Trong trình thực luận văn em nhận giúp đỡ nhiều thầy giáo TS Nguyễn Cao Sơn – giảng viên môn Gang Thép, viện Khoa học Kỹ thuật Vật liệu trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn thầy Em xin chân thành cảm ơn cô giáo PGS.TS Trần Thị Thu Hiền nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ em trình học tập trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Khoa Học Kỹ Thuật Vật Liệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ tận tình suốt trình học tập em Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Cơng ty cổ phần thép Hịa phát Hải Dương nói chung anh chị, cán cơng nhân viên Nhà máy luyện thép Hải Dương nói riêng giúp đỡ nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Gang thép giúp đỡ hỗ trợ em q trình thí nghiệm Cuối em xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên giúp đỡ em trình thực luận văn Tóm tắt nội dung luận văn Như biết phát triển ngành công nghiệp luyện thép mang lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội cho Việt Nam, mặt trái gây nhiều tác động xấu đến môi trường việc kiểm soát chất thải doanh nghiệp luyện thép cịn nhiều hạn chế Q trình sản xuất thép thải lượng xỉ lớn Tại nhiều quốc gia, xỉ thép coi loại tài nguyên, nghiên cứu ứng dụng rộng rãi lĩnh vực xây dựng, nguyên liệu "đầu vào" cho sản xuất xi măng, hay vật liệu làm cốt đường giao thơng, chế tạo phân bón… Tuy nhiên, nước ta nay, xỉ luyện thép bị coi chất thải rắn cần xử lý, chôn cất, gây tác động xấu đến mơi trường, vừa tốn kinh phí, vừa chiếm dụng diện tích đất định cho việc xử lý Do đó, vấn đề cấp thiết đặt nước ta cần có giải pháp tái chế sử dụng xỉ luyện thép nhằm mang lại lợi ích mơi trường kinh tế Chính vậy, dựa đặc tính xỉ với độ kiềm cao, nghiên cứu tập trung vào đánh giá giải pháp tái sử dụng lượng xỉ lớn luyện thép lị thổi phương pháp dùng xỉ làm chất trợ dung quặng vê viên sử dụng chất khử Lưu huỳnh tiền xử lý gang lỏng HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN i 1.1 Tình hình sản xuất thép Việt Nam 1.2 Tình hình xử lý xỉ lò thổi luyện thép 1.2.1 Tình hình xử lý xỉ lò thổi luyện thép giới 1.2.2 Dây chuyền sản xuất xử lý xỉ lò thổi nhà máy luyện thép Hòa Phát Hải Dương CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 2.1 2.2 Tiền xử lý gang lỏng 11 2.1.1 Photpho 11 2.1.2 Lưu huỳnh 14 Vê viên quặng 21 2.2.1 Lý thuyết vê viên 21 2.2.2 Nhân tố ảnh hưởng tới trình bột quặng vê thành viên 26 2.2.3 Sấy khơ nung đóng kết quặng viên sống 33 CHƯƠNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 42 3.1 Vật liệu thí nghiệm 42 3.2 Quy trình thí nghiệm vê viên quặng 42 3.3 3.2.1 Tạo mẫu vê viên 42 3.2.2 Nung quặng viên tươi 44 3.2.3 Kiểm tra tính chất viên quặng sau nung 44 Quy trình thí nghiệm khử S gang lỏng 45 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1 Đánh giá xỉ luyện thép trình khử Lưu Huỳnh (S) Phốt (P) gang lỏng 47 4.1.1 Ảnh hưởng môi trường đến khả khử S gang 47 4.1.2 Ảnh hưởng môi trường đến thay đổi hàm lượng C gang 49 4.1.3 Hàm lượng S Fe chất khử sau tiền khử lý gang lỏng 50 4.1.4 Hàm lượng P gang ảnh hưởng môi trường 52 4.2 Đánh giá đặc tính quặng viên sau nung sử dụng xỉ luyện thép chất trợ dung 53 4.2.1 Độ bền nén quặng viên 53 i 4.2.2 Độ xốp quặng viên 55 4.2.3 Tổ chức tế vi viên quặng 59 CHƯƠNG KẾT LUẬN 61 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tình hình sản xuất thép thành phẩm năm 2019 Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ q trình xử lý xỉ thép lị thổi Hình 1.3 Sử dụng xỉ luyện thép Nhật Bản Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ luyện thép lị thổi Hình 1.5 Dây chuyền xử lý xỉ công ty cổ phần thép Hịa Phát Hải Dương Hình 2.1 Phương pháp khử lưu huỳnh trước thép lỏng 19 Hình 2.2 Cơ cấu đưa chất khử vào gang lỏng 20 Hình 2.3 Súng phun thổi chất khử 21 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất quặng vê viên 25 Hình 2.5 Hình vẽ máy vê viên mâm tròn 29 Hình 2.6 Sơ đồ nung quặng viên 34 Hình 2.7 Sự thay đổi cường độ chống áp lực quặng viên sống trình sấy khô 36 Hình 3.1 Thiết bị vê viên quặng sắt 44 Hình 3.2 Quy trình thí nghiệm khử S gang lỏng 45 Hình 4.1 Mối quan hệ hàm lượng Si tỷ lệ giảm S gang 48 Hình 4.2 Hàm lượng C mẫu gang sau thí nghiệm 50 Hình 4.3 Hàm lượng S thay đổi xỉ sau phản ứng 51 Hình 4.4 Hàm lượng Fe xỉ sau phản ứng 52 Hình 4.5 Mối quan hệ khử P hàm lượng Si 53 Hình 4.6 Độ bền nén quặng viên sau nung 54 Hình 4.7 Ảnh hưởng hàm lượng xỉ đến độ xốp quặng viên 56 Hình 4.8 Phân bố lỗ rỗng viên quặng 57 Hình 4.9 Ảnh hưởng hàm lượng xỉ đến độ co ngót viên quặng 58 Hình 4.10 Tổ chức tế vi mẫu có khơng có than (X100) 59 Hình 4.11 Tổ chức tế vi mẫu quặng viên sau nung (X500) 59 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 So sánh tỉ lệ sử dụng xỉ luyện thép Nhật Bản Châu Âu Bảng 1.2 Thông số thành phần hóa học loại xỉ Bảng 3.1 Thành phần hóa học xỉ luyện thép 42 Bảng 3.2 Thành phần quặng sắt 42 Bảng 3.3 Thành phần mác gang ban đầu 42 Bảng 3.4 Phối liệu tạo viên 43 Bảng 4.1 Kết phân tích thành phần hóa học mẫu gang sau thí nghiệm 47 iv