Ngành công nghiệp thép dây lớn nhất thế giới là ở Liên minh châu Âu, tiếp theo là Nhật Bản và Bắc Mỹ. Nó tạo ra khoảng 6 triệu tấn thép/năm. Bao gồm các sản phẩm dây điện khác nhau, giống như dây thép gai, lưới, hàng rào, lưới, móng tay vv, việc sản xuất của ngành đạt hơn 7 triệu tấn/năm. Ngành công nghiệp thép dây ở Châu Âu đặc trưng bởi một số lượng lớn các công ty có tầm cỡ trung bình, các công ty chuyên ngành với mức trung bình của 121 nhân viên và doanh thu hàng năm của ECU 13.700.000 mỗi công ty. Tuy nhiên, sản lượng của ngành công nghiệp bị chi phối bởi
một vài nhà sản xuất lớn. Ước tính có khoảng 5% trong những công ty chiếm khoảng 70% sản lượng của ngành (25% của các công ty cho 90%).
Hơn 10 năm qua, các công ty hoạt động độc lập ngày càng trở nên tích hợp theo chiều dọc. Dòng sản phẩm sau thép dây và việc sản xuất các thành phẩm thép dây đã cho thấy một mức độ cao của hội nhập, mà còn ở phần thượng nguồn đã có một số tích hợp giữa sản xuất thép thanh và các ngành công nghiệp sản xuất dây thép. Khoảng 6% ở châu Âu được sản xuất tích hợp chiếm khoảng 75% tổng sản lượng thép dây [CET]
Các nhà sản xuất lớn nhất là Đức với 32%, tiếp theo Ý (khoảng 22%), Anh, Benelux (chủ yếu là Bỉ), Pháp và Tây Ban Nha. Các nước thành viên là Thụy Điển, Áo, Hy Lạp và Bồ Đào Nha. Sự phân bố và kích cỡ của các nhà máy thuộc các nước thành viên được đưa ra trong Bảng A.1-11
Sản lượng (1000t)1 Sản phẩm (1000t)1 Số lượng nhà máy 2 Số lượng nhân viên 2 Austria 120 115 2 N/A. Benelux 619 246 20 325
Denmark N/A. N/A. N/A. N/A.
Finland N/A. N/A. N/A. N/A.
France 406 102 36 136
Germany 1908 89 85 125
Greece 140 60 2 N/A.
Ireland N/A. N/A. N/A. N/A.
Italy 1250 300 74 58 Portugal 82 30 2 N/A. Sweden 135 63 11 85 Spain 463 138 26 N/A. UK 735 105 25 110 Total 5858 1248 283 121
1 tham khảo năm 1996
2 tham khảo năm 1994
Bảng A.1-11: Ngành công nghiệp dây thép ở EU [CET] [Euro-Chiến lược]
BAT cho nhà máy dây thép
Các thao tác tẩy gỉ, đặc biệt là khi sử dụng acid đậm đặc hoặc ở dạng nóng, thường phát thải ra hơi acid. Kỹ thuật để giảm lượng khí thải phụ thuộc vào các acid được sử dụng và về cách tẩy được thực hiện (theo mẻ hoặc liên tục). Tẩy theo mẻ (không liên tục) để áp dụng cho thép dạng thanh, được mô tả dưới đây. Tẩy liên tục (hàng loạt) thường sử dụng kết hợp với các hoạt động khác như sơn nhúng nóng. Xem B.5.4.
• Tẩy HCl: theo dõi sát các thông số bể: nhiệt độ và nồng độ và hoạt động trong giới hạn nhất định tại Phần D / Chương D.6.1 “Mở rộng chế phẩm làm sạch bể”. Trường hợp hoạt động phù hợp với điều kiện được mô tả trong D.6.1 không khai thác, có thể và giữ sạch được xem là BAT
• Trong trường hợp tẩy bể với lượng khí thải nhiều, ví dụ: acid dạng nóng hoặc HCl đậm đặc: lắp đặt bộ phận chiết tách bên cạnh và có thể xử lý lượng khí thải cho cả hai dạng cài đặt mới và hiện có. Mức BAT-liên kết cho HCl phát thải là 2 - 30 mg/Nm³.
Để giảm mức tiêu thụ acid, lượng chất thải có tính axit và nước thải, các kỹ thuật sau đây được coi là BAT:
• Từng đợt chế phẩm làm sạch theo kiểu giàn mưa (lắp đặt với công suất 15 000 tấn / năm. Với các ứng dụng quy mô nhỏ, việc đầu tư vào một đường ống thứ hai, bể và thiết bị điều khiển quá trình là không hợp lý.)
• Thu hồi các phần acid dư và tái sử dụng trong công đoạn tẩy gỉ
• Tái sinh bên ngoài các acid đã sử dụng (ở những nơi thu hồi acid đã sử dụng) được mô tả như là BAT cho cán nóng lạnh / (xem A.5.2 phần), là không khả thi cho các nhà máy tẩy thép dây. Các nhà máy này đòi hỏi phải có thông lượng tái sinh chất thải acid nhất định cho hoạt động kinh tế. Khối lượng của axit thải có sẵn trong một nhà máy thép đang ở xa dưới ngưỡng này cho hoạt động kinh tế).
• Tái chế acid dành làm nguyên liệu thô thứ cấp.
• Non-acid tẩy cặn, ví dụ như bắn nổ mìn, nếu yêu cầu chất lượng cho phép.
• Ngược dòng thác rửa [CET-BAT]
Để giảm phát thải bụi xà phòng không bền từ việc kéo khô, kèm theo máy kéo (và kết nối với một thiết bị lọc hoặc tương tự khi cần thiết), được coi là BAT cho tất cả các máy mới với tốc độ kéo ≥ 4 m/s.
Trong một số loại máy kéo thép dây mà tốc độ được giới hạn kéo (< 4 m/s), sự lây lan của bụi, chất bôi trơn bị hạn chế, thậm chí không có nắp đậy. Trong những trường hợp này, gia tăng giá trị môi trường của một hút khói, nắp che là rất hạn chế. Ví dụ về các loại máy kéo như vậy là mono-khối (máy chỉ với 1 khuôn kéo) và máy kéo đa dây được kết hợp với hoạt động khác.
Trang bị máy móc hiện có với một cái nắp che với hiệu quả chụp bụi chấp nhận được vẫn sẽ cho phép hoạt động hiệu quả và bảo trì của máy là không thể vì lý do kỹ thuật thiết kế.
Đối với chất bôi trơn kéo ướt, các biện pháp sau đây được coi là BAT:
• Xử lý chất bôi trơn để giảm hàm lượng dầu đã sử dụng có trong thành phần thải và / hoặc để giảm lượng chất thải, ví dụ: dùng hóa chất có tác dụng breaking, tách điện phân hoặc nhũ tương siêu lọc.
• Xử lý nước thải.
Không được sử dụng một lần hệ thống nước làm mát được xem là BAT. Điều tốt nhất các kỹ thuật sẵn có để giảm tiêu thụ nước làm mát là làm mát, khép kín chu trình nước cho việc kéo khô và kéo ướt.
Đốt cháy khí thanh lọc khí bảo vệ được coi là BAT cho tất cả các lô ủ lò, lò nhiệt luyện liên tục cho thép không gỉ và lò sử dụng trong dầu cứng và ủ.
Đối với ủ liên tục của thép chứa carbon và chì, các biện pháp sau đây được coi là BAT:
• Biện pháp vệ sinh tốt, như được mô tả trong chương A.4.3.7 cho bể chứa chì với mức phát thải của Pb 5 mg </Nm³, CO <100 mg/Nm³ và TOC <50 mg/Nm³
• Lưu trữ riêng biệt chất thải có chứa Pb, bảo vệ khỏi mưa và gió
• Tái chế chất thải có chứa Pb ở ngành công nghiệp kim loại đen
• Vận hành bể làm nguội theo vòng lặp khép kín.
Đối với bể làm nguội trong dây chuyền sử dụng dầu-cứng, sơ tán hơi sương dầu và loại bỏ các sương dầu, khi thích hợp, được coi là BAT.
PHẦN C: THAM KHẢO CÔNG NGHỆ LUYỆN GANG THÉP
(Trong ngành luyện gang thép) 1. Công nghệ hiện tại
Hơn 60% sản lượng thép hiện nay được luyện theo quy trình Lò cao (BF)/BOS trong khi 30-35% được luyện từ Lò hồ quang điện (EAF) với liệu lò là cả thép phế và các kim loại khác như sắt hoàn nguyên trực tiếp (DIR). Cả hai công nghệ đã được hiểu rõ và được vận hành tốt – với một số thay đổi chủ yếu đối với quy trình cơ bản – trong một vài thập kỷ. Kích thước các bộ phận được gia tăng và những cải tiến thứ yếu được giới thiệu nhằm cải thiện hiệu suất và giảm chi phí.
Quy trình Lò BF/BOS là phổ biến nhất đối với việc sản xuất sản phẩm thép kích thước lớn và các bộ phận lò BF đơn lẻ - với đường kính đáy lên tới 15m - hiện nay có khả năng cho ra gần 4 triệu tấn/năm sản phẩm gang lỏng.
1.1. Quy trình Lò BF/BOS
Quy trình BOS là quy trình hiện đại chủ yếu đối với việc luyện các loại thép kích thước lớn. Riêng đối với các sản phẩm thép đặc biệt (chẳng hạn như thép không rỉ), tất cả các sản phẩm dẹt ở Vương quốc Anh, và các sản phẩm dài với kích cỡ lớn hơn một chút đều được cán từ thép làm theo quy trình BOS. Thành phần quan trọng trong quy trình BOS là Lò chuyển , tuy nhiên trước khi quy trình này có thể bắt đầu, cần có một Lò cao để nạp gang lỏng. • Lò Cao
Nguyên liệu thô cung cấp cho việc luyện gang lỏng là quặng sắt, than cốc và phụ gia (để hỗ trợ các phản ứng hoá học) - chủ yếu là đá vôi. Quặng sắt và than được sử dụng hầu hết được nhập khẩu (chủ yếu từ Mỹ, Canada, Braxin, Úc và vùng Scandinavi), bởi vì hầu hết các nước sản xuất thép đều không có đủ nguồn cung cấp than cốc và quặng nội địa chất lượng tốt.
Than và quặng nhập theo đường biển trong các tàu lớn và được dỡ tải tại các cảng nước sâu gần với 4 công đoạn luyện kim cần sử dụng nó. Quặng sắt nhập với các dạng: quặng cục nguyên khai, quặng mịn và vê viên - quặng mịn được chế biến kết dính với nhau tạo thành các cục quặng sắt cứng. Than và quặng được vận chuyển bởi băng tải hoặc đường sắt tới kho bãi và được bảo
quản và pha trộn cẩn thận.
Than trộn đầu tiên được đốt trong lò cốc để tạo thành cốc. Qúa trình này được biết đến như là quá trình cacbon hoá. Khí sinh ra trong quá trình cacbon hoá được thu hồi và sử dụng làm nhiên liệu cho các xưởng sản xuất khác. Các sản phẩm phụ khác (chẳng hạn như nhựa đường và benzole) đều được thu hồi sử dụng cho việc tinh chế khác và để bán. Khi được cacbon hoá, cok được đẩy ra ngoài lò và được làm nguội.
Quặng tinh đầu tiên được trộn với cok và các chất gây cháy và được nung trong ở xưởng thiêu kết. Đây là một băng tải chạy liên tục trong đó cok được nung chảy. Nhiệt độ cao đã làm nóng chảy hoà các mẩu quặng và các chất trợ dung với nhau tạo thành một tảng dạng tổ ong gọi là sản phẩm thiêu kết. Sử dụng sản phẩm thiêu kết này trong lò cao giúp cho quá trình luyện gang có hiệu quả hơn.
Quặng cục và quặng vê viên, cốc, sản phẩm thiêu kết có thể làm nóng chảy hơn nữa được đưa tới đỉnh của lò cao trên một băng tải hoặc trong một thùng kim loại và sau đó được nạp vào trong lò. Không khí nóng (9000C …) được thổi xuống đáy lò qua các ống gọi là tuyeres. Ôxy trong không khí được đốt cháy với cốc để tạo thành khí CO, và quá trình này sinh ra một lượng nhiệt lớn. Dầu hoặc than thường xuyên được đưa vào cùng với không khí, các chất có thể làm cho cốc được sử dụng ít hơn (do giá cao).
Khí CO thổi qua lò cao và tách ôxy khỏi quặng sắt, tạo thành gang. Nhiệt trong lò làm nóng chảy gang và kết quả là gang lỏng được đưa ra trong một khoảng thời gian nhất định bằng cách mở một lỗ trong đáy của lò và cho gang lỏng chảy ra. Các chất phụ gia kết hợp với các tạp chất của cốc và quặng tạo thành xỉ lỏng nổi lên trên gang và cũng được đẩy ra (tháo) theo một khoảng thời gian nhất định. Gang lỏng chảy vào trong các thùng. Các thùng có cấu tạo đặc biệt chạy trên ray vận chuyển gang vẫn đang ở dạng lỏng đi tới lò luyện thép.
Quá trình được mô tả trên đây diễn ra liên tục trong 10 năm hoặc hơn. Nếu lò bị làm nguội, điều đó có thể gây nên sự hư hại cho các lớp gạch chịu lửa của lò do chúng bị co lại khi nguội. Kết Cuối cùng lớp gạch chịu lửa sẽ bị mòn đi, và lúc này qua trình sản xuất dừng lại và lò sẽ được lót lại lớp gạch chịu lửa, để sẵn sàng cho chu kỳ tiếp theo.
Gang được luyện bởi lò cao có hàm lượng cacbon từ 4 đến 4,5% cũng như một lượng các tạp chất khác. Điều này làm cho gang tương đối giòn. Quá trình luyện thép tinh luyện gang, từ trong các chất khác nhau bằng cách giảm
hàm lượng cacbon trong gang, làm cho một sản phẩm bền và dễ chế tạo hơn. • Lò chuyển BOS
Quy trình BOS là quy trình hiện đại chủ yếu cho việc luyện thép quy mô lớn. Ở Anh Quốc, ngoài các sản phẩm thép đặc biệt (chẳng hạn như thép không rỉ), tất cả các sản phẩm dẹt và dài có kích thước lớn hơn một chút, đều được cán từ thép làm trong quy trình BOS.
Thùng lò BOS đầu tiên được nghiêng để nạp liệu. Thép phế đầu tiên được nạp vào thùng, sau đó là gang lỏng từ lò cao. Một vòi phun làm nguội bằng nước được hạ thấp trong thùng để phun ôxy nguyên chất vào với áp suất cao. Khí ôxy, qua quá trình ôxy hoá, kết hợp với cacbon, và với các nguyên tố không mong muốn khác, tách chúng ra khỏi kim loại, còn lại thép. Phụ gia từ đá vôi (tham gia vào quá trình phản ứng hoá học) được nạp vào, và chúng kết hợp với các tạp chất tạo ra xỉ. Khí chủ yếu được hình thành là phụ phẩm của quá trình ôxy hoá đó là CO, khí này có thể dùng làm nhiên liệu cho các mục đích khác trong nhà máy.
Sự cân bằng giữa khối lượng kim loại lỏng và phế liệu được nạp vào trong lò chuyển được duy trì như một phương pháp nhằm kiểm soát nhiệt độ và bảo đảm cho ra loại thép có thông số kỹ thuật đúng theo yêu cầu. Sau khi lấy một mẫu thử nghiệm đem kiểm tra thấy hàm lượng hoá học có trong thép đạt tiêu chuẩn, thùng lò lại được nghiêng đi để cho thép lỏng chảy ra ngoài. Đây là quá trình ra thép. Thép được cho ra thùng, tiếp tục được tinh luyện. Trong quá trình tháo thép, lượng nhỏ kim loại khác và phụ gia thường được bổ sung nhằm kiểm soát được quá trình ôxy hoá và đáp ứng được các yêu cầu về chủng loại thép của khách hàng.
Ở công đoạn cuối cùng thùng lò được lật úp xuống đổ xỉ ra một xe thùng. Xỉ đôi khi được tái sử dụng làm vật liệu làm đường. Thùng lò BOS hiện đại thường cho 350 tấn thép một lần và toàn bộ quá trình này sẽ mất khoảng 40 phút.
1.2. Quy trình lò EAF
• Lò hồ quang điện
Quy trình của Lò hồ quang điện (EAF) với lò chuyển là một trong 2 quy trình luyện thép hiện đại. Các lò EAF thường được sử dụng để luyện các loại thép chất lượng cao đặc biệt (thép hợp kim) và thép thông thường (không hợp kim) – các sản phẩm thép dài nhẹ hơn như vậy thường được sử dụng làm bê tông dự ứng lực.
Không như quy trình thổi ôxy, lò EAF không sử dụng gang lỏng. Nó được nạp với nguyên liệu “nguội”. Thường là thép phế (những thứ bằng thép đã hết tuổi thọ sử dụng). Tuy nhiên có thể sử dụng các dạng nguyên liệu thô khác làm từ quặng sắt. Nó bao gồm quặng hoàn nguyên trực tiếp (DIR) và cacbua sắt, cũng như gang thỏi từ lò cao và đã làm nguội, thay vì nạp trực tiếp vào lò chuyển.
Thép phế (hoặc nguyên liệu sắt khác) đầu tiên được cho vào lò EAF từ một cần trục phía trên. Sau đó một nắp được đưa vào vị trí phía trên lò. Nắp này có các điện cực hạ vào trong lò. Một dòng điện được chạy qua điện cực và tạo ra hồ quang. Nhiệt được sinh ra bởi tia hồ quang này làm nóng chảy thép phế. Dòng điện cần cho quy trình này đủ để cung cấp cho một thì trấn với dân số 100.000 người.
Trong quá trình luyện, các các kim loại khác (hợp kim sắt) được cho thêm vào thép nhằm đáp ứng đúng thành phần hoá học theo yêu cầu. Cũng như với quy trình ôxy tiêu chuẩn, ôxy được thổi vào trong lò làm sạch thép, vôi và khoáng chất fluorit được nạp vào để kết hợp với các tạp chất khác tạo thành xỉ.
Sau khi lấy mẫu được mang đi để kiểm tra thành phần hoá học của thép, lò sẽ được nghiêng để cho xỉ ra, xỉ nổi ở trên bề mặt của thép lỏng được đổ hết ra. Sau đó lò được nghiêng theo hướng khác và thép lỏng được đổ vào (đưa ra) một máng, ở đây thép hoặc được tinh luyện tiếp hay được chuyển tới bộ phận đúc. Đặc trưng của lò hồ quang điện là cho được 150 tấn mỗi một lần nung và tiêu tốn thời gian là khoảng 90 phút.
Các loại thép có chất lượng đặc biệt. Thép có chất lượng đặc biệt với chủng