Trong phương pháp này viên DRI được ngâm trong dung dịch natri silicat (thủy tinh nước), sau đó các viên cho đi qua các cột làm khô trong đó khí nitơ nóng được sử dụng, tiếp đến thì qua các cột làm mát bằng cách sử dụng khí nitơ lạnh.
Những nhược điểm của quá trình này là natri silicat để bọc các viên là chất hòa tan trong nước, do đó khi DRI tiếp xúc với nước mưa, lớp natri được phủ ở firm sẽ hòa tan sau đó DRI sẽ lộ ra và tái oxi hóa một lần nữa, cũng như natri silicat dạng firm rắn nó cũng bị phá vỡ hay nứt dễ dàng trong quá trình sạc, vận chuyển và xả, natri silicat cũng có nhiệt độ nóng chảy cao nó tiêu thụ năng lượng trong quá trình tan chảy của DRI trong điện là lò nung thép làm, còn việc tiêu thụ điện cực than chì và lót của lò cao hơn so với chưa xử lý DRI [15].
1.5.2.Phương pháp đóng bánh (Germany- Nhật Bản)
Trong phương pháp này DRI viên sẽ xay thành dạng bột bởi các nhà máy cơ khí, sau đó trộn với nước, rỉ đường và vôi với phần trăm nhất định để tạo thành một công thức, sau đó loại bỏ nấm mốc đặc biệt từ công thức trên để đóng thành các bánh. Phương pháp này phụ thuộc vào việc giảm diện tích bề mặt của sắt tiếp xúc với bầu không khí. Các bề mặt của bánh sẽ bị ôxy hóa khi tiếp xúc với độ ẩm.Quá trình này phải đối mặt với nhiều vấn đề cơ khí đó là việc chi phí cao cho lớp lót, điện cực than chì và năng lượng điện so với DRI chưa được xử lý trong sản xuất thép[15].
1.5.3. Lưu trữ dưới không khí trơ (Đức)
Phương pháp này dựa vào việc lưu trữ DRI dưới không khí trơ bằng cách sử dụng các khí trơ như nitơ hoặc cacbon dioxide khi đó DRI sẽ được bảo vệ khi tiếp xúc với không khí. Phương pháp này cần đơn vị sản xuất khí liên tục.Đây phương pháp phù hợp với vận tải biển, trong đó cung cấp tàu với một khí đơn vị đẩy đến các nơi lưu trữ DRI liên tục. Ví dụ như tàu là chi phí cao so với khả năng lưu trữ của nó.
Có sáu nơi lưu trữ xây dựng tại công ty sắt và thép tại Basrah, Iraq với công suất
24
48.000 tấn DRI chi phí 55 triệu USD.Nhưng khi DRI xả từ các cửa hàng một lần nữa phơi bày cho reoxidation[15].
1.5.4. Phương pháp khuôn Feuor (USA)
Phương pháp này được giới thiệu tại hội nghị chuyên đề hoàn nguyên trực tiếp được tổ chức tại Hà Lan, năm 1983, do Ủy ban Kinh tế của Quốc thống nhất tổ chức,các khu vực Châu Âu. Điều này phụ thuộc vào bản vẽ DRI từ các lò phản ứng hoàn nguyên (giai đoạn cuối hoàn nguyên) tại gần 800 0C và nghiền nát thành bột sau đó đúc như phôi để giảm diện tích bề mặt của nó được tiếp xúc với không khí (mật độ của DRI đúc sản xuất là ~ 5g/cm3). Phương pháp này không thể được sử dụng cho các nhà máy đang làm việc.
Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, phải giữ tỷ lệ phần trăm của khí hydro đã biến đổi do tái oxi hoá khử của khuôn mẫu không được vượt quá 4% trong không khí trên các khuôn mẫu để tránh bùng nổ, do đó khuôn phải được vận chuyển với hệ thống thông gió tốt để tránh khí hydro tích lũy. Để có được một khuôn mẫu chống lại quá trình oxy hóa tốt, nó phải được sản xuất DRI dưới thông số kỹ thuật nhất định. Nhược điểm của phương pháp này là: khuôn mẫu tiêu thụ điện năng cao hơn so với DRI không xử lý trong thời gian nóng chảy của DRI, khuôn mẫu DRI không carbon (giai đoạn làm mát trong đó lớp phủ carbon trên DRI bị bỏ qua trong phương pháp này, liên tục cho DRI vào lò bằng dây vận chuyển sẽ không có lợi ích kinh tế trong sản xuất khuôn mẫu như trong trường hợp của lò nung gần các nhà máy sản xuất DRI [15].
1.5.5. Quá trình Jaleel (Iraq)
Sắt và hợp thép tại Basrah, Iraq được thiết kế để sản xuất 1.200.000 tấn/năm DRI hoặc sắt xốp theo công nghệ HYL, 800.000 tấn cho xuất khẩu bằng đường biển. Để đảm bảo việc vận chuyển vật liệu này, Bộ Công nghiệp và Khoáng sản Iraq yêu cầu tới các trung tâm nghiên cứu quốc tế, trong số này là các học viện chuyên ngành cho các ngành công nghiệp kỹ thuật (SIEI), Iraq. Sau một năm nghiên cứu một phương pháp hiệu quả xuất hiện gọi là quá trình bọc sáp bằng sáp địa phương.
25
Thử nghiệm cho thấy hiệu quả tốt cho vật liệu này, hai tấn DRI được bọc sáp, sau đó tan chảy trong lò điện hình cung trong sản xuất thép. Kết quả cho thấy tính chất cơ học tốt cho sản xuất thép. Một cuộc kiểm tra về vận chuyển đã được thực hiện bằng cách chuyển khoảng 25 tấn được bọc sáp DRI từ công ty sắt thép Ả Rập(vương quốc Saudi Arabia) tới Baghdad - Iraq cách nhau khoảng 1200 km trong xe mở dưới thời tiết mưa mà không cần bất kỳ sự gia tăng nhiệt độ DRI và không có sự thay đổi trong mức độ của DRI kim loại hóa (sắt tự do/ tổng số sắt) và không bị thành bột. Giá DRI phụ thuộc chủ yếu vào cả hai đặc điểm trên.Khi phần trăm bị thành bột vượt quá 2%, DRI trở nên không thể chấp nhận hoặc bán với giá tương đối thấp.Đây là phương pháp rẻvà hiệu quả nhất trong lĩnh vực này.Nó đã được đăng ký bằng sáng chế tại Mỹ, Anh, Mexico và Nhật Bản. Quá trình Jaleel có thể được tóm tắt bằng cách chuyển các DRI nóng từ bước cuối cùng (bước làm mát) vào bể sáp (110-1500C) và ngâm hoàn toàn dưới nước trong 3 giây. Các sáp sẽ đóng tất cả các lỗ của kim loại sắt ngăn chặn không khí và độ ẩm tiếp xúc với các bề mặt của các hạt[15].
Bảng 1.4.Thông số kỹ thuật của sáp mềm[15]
Thông số Giá trị
Thâm nhậpở 25oC 34
Hàm lượng dầu % 1.5
Điểm tan chảy oC 48
Tóm lại , các công nghệ này thực tế hiện nay đối với nước ta rất khó thực hiê ̣n vì liên quan tới cả kinh tế và kỹ thuâ ̣t. Cho nên phương pháp khả thi hơn cả là
dựa trên cơ sở các nguyên liê ̣u sẵn có trong nước.
49
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Viê ̣t
1. Tô Đăng Hải (2006), Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất Tập1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
2. Nguyễn Ngọc Linh (2007), Bằng độc quyền sáng chế Số 7386,“ Phương pháp sản xuất sắt xốp”,Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam.
3. Nguyễn Ngọc Linh (2007), Bằng độc quyền sáng chế Số 7387, “Phương pháp sản xuất thép từ sắt xốp”, Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam.
4. Bùi Văn Mưu (2006), Lý thuyết các quá trình luyện kim , Nhà xuất bản khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t, Hà nội.
5. Lê Minh Phương, Huỳnh Thuận Thảo, Nguyễn Chánh Tín (2009), Chất chống dính khuôn cho vật liệu composite, 2-9
6. Tô Xuân Thanh (2009), Cẩm nang công nghê ̣ - thiết bi ̣ lò cao luyê ̣n gang, 7. Đào Thị Kim Thoa (2014), Chất kết dính hữu cơ, 1-18
8. Nguyễn Quang Tuyển (2013), “Ảnh hưởng của đặc tính kỹ thuật đá vôi và nhiệt độ nung đến chất lượng vôi”, Tạp chí Thông tin KHCN-VICEM.
Tiếng Anh
9. Amit Chatterjee (2012): Sponge Iron Production by Direct Reduction of Iron Oxide. PHI Learning Private Limited, New Delhi.
10. Amitava Bandopadhyay, Amit Ganguly, K.N. Gupta, H.S. Ray (1996):
Investigations on the anomalous oxidation behaviour of high-carbon gas- based direct reduced iron (DRI), Thermochimica Acta 276; 199-207.
11. C.K. Gupta, D. Sathiyamoorthy(1999): Fluid Bed Technology in Materials Processing,CRC Press.
12. Dimitri Mignard, Colin Pritchard (2007) : A reviewof the sponge iron process for the storage and transmission of remotely generated marine energy, International Journal of Hydrogen Energy, 32, 5039 – 5049.