Nghiên cứu công nghệ xử lý tạp chất trong gang lỏng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ HOÀNG LÊ HOÀNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TẠP CHẤT TRONG GANG LỎNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU KIM LOẠI KHOÁ 2012B Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ HOÀNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TẠP CHẤT TRONG GANG LỎNG Chuyên ngành: Khoa học kỹ thuật vật liệu LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu luận văn khoa học Luận văn hoàn thành hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm; Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố công trình nghiên cứu trước Tác giả luận văn Lê Hoàng Luận văn thạc sĩ 2014 MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Danh mục hình vẽ, đồ thị iv Danh mục bảng v Danh mục chữ viết tắt vi LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU - Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu: Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Tóm tắt luận điểm bản, số đóng góp tác giả: Phương pháp nghiên cứu 10 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 11 1.1 Sự phát triển ngành thép giới 11 1.1.1 Tình hình phát triển 11 1.1.2 Xu hướng phát triển 14 1.2 Sự phát triển ngành thép Việt Nam 17 1.2.1 Quá trình hình thành 17 1.2.2 Tình hình phát triển 18 1.2.2.1 Sản xuất gang 18 1.2.2.2 Sản xuất phôi thép 19 1.2.2.3 Thực trạng công nghệ 20 1.2.3 Mục tiêu phát triển ngành thép thời gian tới 24 1.2.4 Thuận lợi khó khăn ngành thép Việt Nam 25 CHƢƠNG II NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 27 2.1 Khái quát gang 27 2.1.1 Định nghĩa 27 2.1.2 Phân loại 27 2.1.2.1 Theo tổ chức tế vi 27 2.1.2.2 Theo công dụng 31 2.2 Khái quát thép 32 2.2.1 Định nghĩa 32 2.2.2 Phân loại 32 2.2.2.1 Theo thành phần hóa học 32 2.2.2.2 Theo công dụng 32 2.3 Ảnh hưởng nguyên tố đến thép gang 33 2.3.1 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim 33 2.3.1.1 Ảnh hưởng Cácbon (C) 33 2.3.1.3 Ảnh hưởng Silic (Si) 34 2.3.2 Ảnh hưởng nguyên tố tạp chất 36 2.3.2.1 Ảnh hưởng S 36 ii Luận văn thạc sĩ 2014 2.3.2.2 Ảnh hưởng Oxi 36 2.3.2.3 Ảnh tạp chất khí (Nitơ Hidrô) 36 2.3.2.4 Ảnh hưởng Phốt (P) 37 2.5 Ảnh hưởng công nghệ khả khử bỏ tạp chất 38 2.5.1 Đối với công nghệ sản xuất gang lò cao 38 2.5.2 Đối với công nghệ sản xuất thép 40 2.5.2.1 Luyện thép lò thổi 41 2.5.2.2 Các phản ứng xảy luyện thép 43 2.5.3 Ảnh hưởng hàm lượng P gang lỏng đến luyện thép lò thổi 46 2.6 Công nghệ tiền xử lý gang lỏng – Khả khử bỏ tạp chất 46 2.6.1 Khái quát tiền xử lý gang lỏng 46 2.6.2 Khả khử bỏ tạp chất công nghệ tiền xử lý 47 2.6.2.1 Khử Silíc: 47 2.6.2.2 Khử Lưu huỳnh: 47 2.6.2.3 Khử Phốt Pho 49 2.6.3 Một số công nghệ tiền xử lý gang lỏng 50 2.6.3.1 Công nghệ ZSP 50 2.6.3.2 Công nghệ tiền xử lý gang lỏng xe Toperdo 51 2.6.3.3 Công nghệ tiền xử lý thùng chân không 52 2.7 Xác định phương pháp nghiên cứu cho đề tài 52 2.7.1 Phương pháp khử bỏ P gang lỏng 53 2.7.2 Khả xử lý tạp chất P 54 CHƢƠNG III NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 55 3.1 Khảo sát tình hình sử dụng gang lỏng luyện thép 55 3.1.1 Tình hình sử dụng gang lỏng Nhà máy thép Lưu Xá – Thái Nguyên 55 3.1.2 Tình hình sử dụng gang lỏng Nhà máy gang thép Hòa Phát 59 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm với quy mô thí nghiệm thí nghiệm mở rộng 63 3.2.1 Mục đích 63 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm 63 3.2.2.1 Thiết bị nấu chảy 63 3.2.2.2 Khuôn đúc 65 3.3 Chuẩn bị nguyên vật liệu tính toán phối liệu 66 3.3.1 Nguyên vật liệu: 66 3.3.2 Tính toán phối liệu: 67 3.3.2.1 Tính phối liệu cho xử lý lò 10 kg/mẻ 67 3.3.2.2 Tính phối liệu cho xử lý lò 50 kg/mẻ 70 3.4 Các bước tiến hành thực nghiệm 73 3.5 Kết đạt sau tiến hành xử lý lò 10kg/mẻ với hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2 74 3.6 Thực nghiệm thiết bị lò 50 kg/mẻ 78 KẾT LUẬN 82 Kết luận 82 Kiến nghị 83 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 iii Luận văn thạc sĩ 2014 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân bố thị phần sản xuất thép giới giá thép cuộn cán nóng 13 Hình 1.2: Lưu trình sản xuất gang thép 16 Hình 2.1: Tổ chức tế vi gang xám 28 Hình 2.2: Tổ chức tế vi gang cầu 28 Hình 2.3: Tổ chức tế vi gang trắng 30 Hình 2.4:Tổ chức tế vi gang dẻo 30 Hình 2.5: Ảnh hưởng C đến độ bền thép 33 Hình 2.6: Giản đồ trạng thái Fe-Mn 34 Hình 2.7: Ảnh hưởng số nguyên tố hợp kim dung dịch rắn ferit đến độ cứng (hình a) độ dai va đập (hình b) 34 Hình 2.8: Giản đồ trạng thái Si-Fe 35 Hình 2.9 Chuyển biến hóa lý vùng nhiệt độ khác lò cao 39 Hình 2.10: Lưu trình sản xuất thép 40 Hình 2.12: Cấu tạo lò thổi 42 Hình 2.13 Cấu tạo hoạt động lò thổi 42 Hình 2.14: Quan hệ số khử P nhiệt độ 45 Hình 2.15 Lượng Mg sử dụng khử S với MgO+CaC2 phun vào nồi chuyển 48 Hình 2.16 Quy trình ZSP nhà máy Fukuyama NKK 50 Hình 2.17 Công nghệ tiền xử lý xe Toperdo 51 Hình 2.18 Công nghệ tiền xử lý lò thổi 51 Hình 2.19 Công nghệ tiền xử lý thùng chân không 52 Hình 3.1: Cấu tạo nguyên lý lò cảm ứng trung tần 64 Hình 3.2: Lò cảm ứng trung tần dùng thực nghiệm 65 Hình 3.3: Khuôn đúc 65 Hình 3.4: Gang thỏi sử dụng thực nghiệm 66 Hình 3.5: Vảy cán (a) vôi luyện kim (b) sử dụng thực nghiệm 66 Hình 3.6 Sơ đồ lưu trình công nghệ tiến hành thí nghiệm 73 Hình 3.7 Mẫu gang sau đúc thỏi (a) mẫu gang để phân tích (b) 74 iv Luận văn thạc sĩ 2014 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lượng thép thô giới từ năm 2007-2012 12 Bảng 1.2 Sản lượng thép sản xuất năm 2010 giới phân loại theo công nghệ 14 Bảng 1.3 Sản lượng gang giai đoạn 2006 – 2011 Việt Nam 19 Bảng 1.4 Sản lượng phôi thép Việt Nam năm 2011 theo công nghệ sản xuất 19 Bảng 1.5 Sản lượng phôi thép thành phẩm sản xuất 2007-2012 (triệu tấn) 20 Bảng 1.6 Các tiêu KT-KT ngành sản xuất gang 21 Bảng 1.7 Các tiêu KT-KT luyện thép nước ta giới 23 Bảng 1.8 Dự báo nhu cầu thép Việt Nam đến năm 2025 24 Bảng 1.9 Mục tiêu sản lượng ngành thép đến năm 2025 25 Bảng 2.1: Thành phần thông thường gang 27 Bảng 2.2 Các thuộc tính gang 27 Bảng 2.3: Thành phần mác gang đúc theo TCVN 2361 – 90 31 Bảng 2.4: Thành phần mác gang luyện thép TCVN 2361 – 78 31 Bảng 3.1: Thành phần hoá học phối liệu sử dụng cho luyện thép Công ty Gang thép Thái Nguyên 56 Bảng 3.2: Tiêu chuẩn gang luyện thép – Hòa Phát 59 Bảng 3.3: Thành phần gang lỏng vào lò thổi thép lỏng lò thổi (2012) 60 Bảng 3.4 : Các tiêu tiêu hao sử dụng gang lỏng có %P từ 0,08%-0,14% 61 Bảng 3.5 Thành phần gang nguyên liệu 63 Bảng 3.6: Thành phần gang sau xử lý lựa chọn để tính toán thực nghiệm 67 Bảng 3.7 Nguyên liệu sử dụng quy mô xử lý lò 10 kg/mẻ với hệ chất phản ứng CaO–FeO–CaF2 70 Bảng 3.8 Nguyên liệu sử dụng quy mô xử lý lò 50 kg/mẻ 72 Bảng 3.9 Thành phần gang ban đầu kết mẻ mẻ 75 Bảng 3.10 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ 76 Bảng 3.11 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ 76 v Luận văn thạc sĩ 2014 Bảng 3.12 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ 77 Bảng 3.13 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ 78 Bảng 3.14 Thành phần gang sau xử lý với phương pháp rải hệ phản ứng bề mặt 79 Bảng 3.15 Thành phần gang sau xử lý với phương pháp nhúng sâu hệ phản ứng 79 Bảng 3.16 Thành phần gang sau xử lý Soda 80 Bảng 3.17 Thành phần gang sau xử lý hỗn hợp Na2CO3 – FeO – CaF2 81 Bảng 3.18: Tổng hợp kết nghiên cứu thực nghiệm 81 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOF/LD: Lò chuyển thổi ôxy CCM: Máy đúc liên tục CNH-HĐH: Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá EAF: Lò điện hồ quang IF: Lò Cảm ứng KHCN: Khoa học - Công nghệ KT-KT: Kinh tế-Kỹ thuật LF: Lò thùng tinh luyện n/m: Nhà máy OH: Lò Martin SEAISI: Viện Gang-Thép Đông Nam Á (South East Asia Iron and Steel Institute) UNIDO: Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hiệp quốc VSA: Hiệp hội Thép Việt Nam IISI: Viện Gang thép quốc tế (International Iron and Steel Institute) WTO: Tổ chức thương mại Thế Giới (World Trade Organization) ISO: Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế vi Luận văn thạc sĩ 2014 LỜI NÓI ĐẦU Có hai phương thức chủ yếu sản xuất thép giới sản xuất liên hợp (Quặng – Lò cao luyện gang – Lò thổi luyện thép – sản phẩm) chiếm 70% sản lượng sản xuất lò hồ quang điện (Thép phế - Lò điện luyện thép – Sản phẩm) chiếm khoảng 28,8% tổng sản lượng thép) Tùy điều kiện hoàn cảnh quốc gia, vùng lãnh thổ mà người ta lựa chọn sơ đồ công nghệ sản xuất thép theo hướng liên hợp sử dụng công nghệ rút gọn, sử dụng công nghệ khác (chiếm khoảng 1,2% sản lượng thép) Nhiều dự án đầu tư sản xuất thép giai đoạn gần Việt Nam lựa chọn sơ đồ công nghệ liên hợp Cùng với sản lượng thép toàn giới tăng, nhu cầu quặng sắt quốc gia sản xuất thép lớn, lượng quặng sắt chất lượng tốt (có hàm lượng sắt cao, tạp chất có hại ít) giảm; ngược lại, lượng quặng có chất lượng thấp cung cấp nhiều (đặc biệt khách hàng ―nhỏ‖) Ở Việt Nam, có khoảng 216 mỏ, điểm mỏ, với tổng trữ lượng khoảng 1,16 tỉ tấn; số mỏ lớn Thạch Khê - 544 triệu tấn, Quý Sa -112 triệu tấn, Yên Bái -176 triệu tấn, Thái Nguyên -38 triệu tấn, Cao Bằng -60 triệu tấn, Bắc Kạn -50 triệu tấn, Hà Giang -120 triệu tấn…, nhiên, chất lượng quặng sắt không cao, hàm lượng lượng sắt không cao hàm lượng tạp chất cao, bên cạnh đó, điều kiện khai thác khó khăn Điều trở nên mâu thuẫn ngày, yêu cầu chất lượng sản phẩm gang thép tăng, có nghĩa đạt tiêu lý tính, thành phần tạp chất có hại phải giới hạn cho phép thường mức thấp Thời gian gần đây, loạt tiến khoa học công nghệ sản xuất thép nghiên cứu đưa vào áp dụng theo xu hướng tăng suất, chất lượng, tiết kiệm lượng, giảm tiêu hao nguyên nhiên liệu bảo vệ môi trường Để tăng chất lượng sản phẩm thép có nhiều biện pháp, nhiều phương án công nghệ lựa chọn, tùy vào yêu cầu chất lượng sản phẩm khả công nghệ, tài quốc gia, doanh nghiệp; hướng nghiên cứu lựa chọn việc tăng hàm lượng nguyên tố hợp kim có lợi thép Luận văn thạc sĩ 2014 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 trình học tập nghiên cứu, chọn đề tài ―Nghiên cứu công nghệ xử lý tạp chất gang lỏng‖ để làm luận văn tốt nghiệp Với mục tiêu đề tài xử lý, giảm thấp hàm lượng P, S gang lỏng trước đưa vào luyện thép, đồng thời đề xuất quy trình công nghệ phù hợp có khả áp dụng vào thực tiễn sản xuất Trong trình học tập, nghiên cứu, xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, hợp tác tạo điều kiện thuận lợi Viện Khoa học Kỹ thuật vật liệu; Tôi đặc biệt dành lời cảm ơn tới thày giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Sơn Lâm, thày giáo ThS Nguyễn Minh Thuyết tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cám ơn thày cô, bạn đồng nghiệp giúp trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn này./ Hà Nội, tháng 3/2014 Lê Hoàng Luận văn thạc sĩ 2014 3.4 Các bƣớc tiến hành thực nghiệm Hình 3.6 Sơ đồ lưu trình công nghệ tiến hành thí nghiệm Bước 1.Chuẩn bị lò Kiểm tra lò xem có bị thủng có hỏng hóc phận không.Sau tiến hành kiểm tra lò xong, 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 dòng áp lò trì khoảng định để nhiệt độ lò 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 73 Luận văn thạc sĩ 2014 +) 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 Bước 5.Ra sản phẩm lấy mẫu phân tích Sản phẩm gang sau xử lý phân tích thành phần hóa học phòng thí nghiệm vật liệu tính kỹ thuật cao thuộc Viện khí lượng mỏ VIện Luyện kim đen 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 đƣợc 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 tiến hành lần thí nghiệm với tổng mẻ đạt kết sau: (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 vòng phút sau tiến hành cào xỉ cho tiếp Trong trình thực có sử dụng biện pháp khuấy trộn thủ công Bảng 3.11 kết thành phần mẻ sau phân tích 74 Luận văn thạc sĩ 2014 Bảng 3.9 Thành phần gang ban đầu kết mẻ mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Ban đầu 4,00 1,23 1,54 0,12 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,60 0,248 0,59 0,115 < 0,05 Sản phẩm mẻ 3,82 0,210 0,57 0,116 < 0,05 Nhận xét: Ở mẻ mẻ với cách tiến hành % P giảm xuống không đáng kể Từ %P =0,12% xuống 0,115% mẻ 0,116 % mẻ Trong lượng %Si giảm từ 1,33% xuống 0,248% mẻ 0,21% mẻ Như lần nấu xảy trình oxi hóa Si Hiệu khử bỏ P chưa đạt yêu cầu mong muốn Kết giải thích là: +Theo nguyên lý nhiệt động học Si có lực với Oxi mạnh P Si bị oxi hóa trước P 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 hoàn với nguyên lý cho 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 75 Luận văn thạc sĩ 2014 Trong mẻ nấu hỗn hợp chất phản ứng rải bề mặt Bảng 3.10 kết mẻ xử lý thứ Bảng 3.10 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 3,30 0,035 0,455 0,10 < 0,05 Nhận xét kết mẻ 3: + Ở mẻ nấu thứ % P ban đầu (0,119%) sau xử lý (0,10%) không giảm đáng kể Giải thích nguyên nhân lượng gang đầu vào (hồi liệu mẻ 1- lần thứ 1) không đủ kg, 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 vòng 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 Sau 30 phút tiến hành vớt xỉ gang Bảng 3.11 cho biết kết mẻ xử lý Bảng 3.11 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 3,16 0,036 0,119 0,060 < 0,05 Nhận xét kết mẻ 4: Ở mẻ nấu thứ %P ban đầu (0,117%) sau xử lý (0,060%) 76 Luận văn thạc sĩ 2014 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 lòng 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 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 3.12 kết mẻ nấu thứ Bảng 3.12 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 3,56 0,32 0,554 0,114 < 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 phòng để chuẩn bị cho lần thực nghiệm Do kết mẻ hoàn toàn 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 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 77 Luận văn thạc sĩ 2014 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 3.13 đây: Bảng 3.13 Thành phần gang trước sau xử lý mẻ Thành phần %C %Si %Mn %P %S Hồi liệu mẻ 3,56 0,32 0,554 0,114 < 0,05 Sản phẩm mẻ 2,40 0,035 0,06 0,045 < 0,05 Nhận xét mẻ 6: Ở mẻ ta thấy %P sau xử lý giảm xuống 0,045%, đồng thời thấy mẻ việc nhúng hoàn toàn hỗn hợp chất phản ứng vào gang lỏng cho hiệu tốt so với lần nấu trước Kết mẻ khẳng định thành công thực nghiệm, ban đầu hoàn thành mục đích mà đề tài nghiên cứu đặt làm tiền đề cho bước thực nghiệm quy mô lớn 3.6 Thực nghiệm thiết bị lò 50 kg/mẻ Với trình thực nghiệm quy mô lò 50kg/mẻ tiến hành trình xử lý P gang lỏng dạng chất khử Soda Na2CO3 hỗn hợp Na2CO3– FeO – CaF2 hệ CaO – FeO – CaF2 Quá trình tính toán phối liệu mục tính toán phối liệu Trong thực nghiệm quy mô thí nghiệm mở rộng để xử lý hàm lượng P gang lỏng, qua thí nghiệm thăm dò thiết bị 50kg/mẻ thấy trình xử lý khử bỏ P không thiết phải chuẩn bị gang có hàm lượng Si thấp 78 Luận văn thạc sĩ 2014 Sau tính toán 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 lò 50kg/mẻ, với nhận định không cần xử dụng gang chuẩn bị hàm lượng Si thấp tiến hành tính toán 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 trình xử lý (mẻ thí nghiệm 7) - Phương pháp nhúng sâu hệ chất phản ứng vào lòng kim loại lỏng trình xử lý (mẻ thí nghiệm 8) Sau tiến hành thực nghiệm theo bước sơ đồ 3.6 thu kết sau: Bảng 3.14 Thành phần gang sau xử lý với phương pháp rải hệ phản ứng bề mặt Thành phần %C %Si %Mn %P %S Sản phẩm mẻ 3,56 0,053 0,361 0,062 < 0,05 Bảng 3.15 Thành phần gang sau xử lý với phương pháp nhúng sâu hệ phản ứng Thànhphần %C %Si %Mn %P %S Sản phẩm mẻ 3,44 0,046 0,315 0,023 < 0,05 Nhận xét: Kết thực nghiệm với hệ chất phản ứng CaO – FeO – CaF2 quy mô thiết bị lò 50kg/mẻ cho thấy - Với thiết bị này, đạt hiệu xử lý giảm hàm lượng P gang xuống mức 0,061% mà không thiết phải chuẩn bị gang có hàm lượng Si thấp - Trong 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 79 Luận văn thạc sĩ 2014 *) Mẻ thí nghiệm - Mẻ thí nghiệm sử dụng Soda (Na2CO3) – lò 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 lò xuất hoa lửa lúc C bị đốt cháy Xỉ thu sau kết thúc trình khử có màu ánh kim màu đen Ta có kết mẻ nấu sau phân tích Bảng 3.16 Thành phần gang sau xử lý Soda Thành phần %C %Si %Mn %P %S Sản phẩm mẻ 3,563 0,025 0,514 0,028