tổng công ty thép việt nam
công ty gang thép thái nguyên
báo cáo tổng kết
thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ

Tên đề tài:

nghiên cứu ứng dụng, sản xuất gang luyện thép
với tỷ lệ quặng thiêu kết đạt 80% tại lò cao số 2,
Nhà máy gang thép Thái Nguyên
Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn quốc văn 6845
15/5/2008 Thái Nguyên, tháng 12 năm 2007 1

kết trong phối liệu lò cao.
- Sản xuất thử nghiệm 1.500 tấn gang luyện thép tại lò cao số 2 Nhà máy
Luyện gang - Công ty Gang thép Thái nguyên sử dụng 80% quặng thiêu kết trong
phối liệu lò cao.
- Kiểm tra đánh giá chất lợng của sản phẩm gang luyện thép lò cao khi thực
hiện sản xuất thí nghiệm.
- Phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế và triển khai sản xuất ở quy mô công
nghiệp.
Đến nay ban chủ nhiệm đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu trên
của đề tài và lập báo cáo tổng kết.
Đề nghị Tổng giám đốc Công ty Gang thép Thái nguyên tổ chức nghiệm thu
cấp Công ty và đề nghị Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công thơng tổ chức nghiệm
thu cấp Bộ kết quả nghiên cứu của đề tài này.
Giám đốc nhà máy

Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Quốc Văn

2

Danh sách các thành viên tham gia thực hiện đề tài
H v tờn

Hc v


-nt-
-nt-
-nt- 3
Mục lục

Trang
Báo cáo kết quả thực hiện đề tài NCKH cấp bộ 2
Danh sách các thành viên tham gia thực hiện đề tài . 3
Ký hiệu và vết tắt 5
Nội dung báo cáo 6
Phần I.Tổng quan 6
1.Cơ sở pháp lý của đề tài 6
2.Tính cấp thiết của đề tài 6
3.Đối tơng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 8
4.Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và nớc ngoài.9


G Trọng lợng gang tính theo lý thuyết của mẻ liệu
X Trọng lợng xỉ tính theo lý thuyết của mẻ liệu
X/G Lợng xỉ( tấn) trên một tấn gang.
Đ/V Lợng đá vôi tiêu hao (tấn) trên một tấn gang.
Q/G Lợng quặng tiêu hao ( tấn) trên một tấn gang.
K/G Lợng cốc luyện kim tiêu hao (tấn) trên một tấn gang.
QTK Quặng thiêu kết
MNT Quặng manhê tít
Qc Quặng cỡ
Bx Độ kiềm của xỉ lò cao.
Ca0/Si0
2
Độ kiềm xỉ của quặng thiêu kết
C
cđ
Hàm lợng các bon cố định trong than.
V Hàm lợng chất bốc trong than.
A Hàm lợng tro cuả than.
TFe Hàm lợng sắt tổng trong vật liệu.
W Hàm lợng ẩm trong vật liệu.
ĐVT Đơn vị tính: trọng lợng vật liệu.
NNL Nguyên nhiên liệu.
% [Si] Hàm lợng silic trong gang.
%(AL
2
0
3
) Hàm lợng ôxit nhôm trong xỉ lò cao
%( Mg0) Hàm lợng ôxit Ma nhê trong xỉ lò cao

cao số 2: 120m
3
nhà máy Luyện gang - Công ty Gang thép Thái nguyên
Nghiên cứu, ứng dụng sản xuất gang luyện thép với tỷ lệ quặng
thiêu kết đạt 80% tại lò cao số 2 nhà máy Luyện gang - Công ty Gang
thép Thái nguyên


2 Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
:
2.1 Tính cấp thiết:

Trong công nghệ sản xuất gang lò cao việc phấn đấu giảm tỷ lệ K/G
là một trong những yếu tố quyết định đến việc giảm giá thành gang. Giảm
tỷ lệ K/G còn mang tính chiến lợc vì lợng than mỡ để luyện cốc luyện
kim trên thế giới và nớc ta ngày càng cạn kiệt.
Các lò cao trên thế giới vận hành lò tân tiến đã đạt tỷ lệ K/G = 0,5ữ
0,55 T.cốc/ T.gang do áp dụng nhiều biện pháp cờng hóa nh: dùng quặng
thiêu kết + quặng vê viên > 90%; phun than; phun nhiên liệu lỏng; phun
khí thiên nhiên; dùng gió giầu 0xy

6
ở nhà máy Luyện gang với lò cao 100 m
3
ữ 120m
3
tỷ lệ K/G = 0,80ữ
0,85 Tcốc/T.gang tỷ lệ này còn cao so với thế giới nói chung và khu vực nói
riêng.
Tuy nhiên việc áp dụng giải pháp nào còn tùy thuộc vào khả năng,

2.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Sản xuất thành công gang luyện thép với tỷ lệ phối liệu đạt 80%
quặng thiêu kết tại lò cao số 2: 120m
3
- nhà máy Luyện gang - Công ty
Gang thép Thái nguyên và có thể áp dụng cho tất cả các lò cao luyện gang
với công nghệ tơng tự.
- Lò cao sản xuất ổn định.
- Sản phẩm gang luyện thép đạt tiêu chuẩn chất lợng.
- Đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (đặc biệt là chỉ tiêu K/G và
năng suất lò).
3. Đối tợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu:

3.1 Đối tợng
:
- Phòng kỹ thuật nhà máy Luyện gang biên lập phơng án Nghiên
cứu, ứng dụng sản xuất gang luyện thép với tỷ lệ quặng thiêu kết đạt 80%
tại lò cao số 2 trình Giám đốc nhà máy, Phòng kỹ thuật Công ty và Tổng
giám đốc Công ty Gang thép Thái nguyên phê duyệt.
- Căn cứ vào kế hoạch Phòng kỹ thuật nhà máy Luyện gang phối hợp
với các phòng chức năng, Phân xởng Thiêu kết, Lò cao, Trạm hóa
nghiệmsản xuất và hạch toán giá thành riêng 1500 tấn gang sản xuất từ
lò cao số 2 của đề tài.
3.2 Phạm vi áp dụng;

Đề tài nghiên cứu áp dụng trong công nghệ sản xuất gang luyện
thép ở lò cao số 2: 120m
3
nhà máy Luyện gang - Công ty Gang thép Thái

đến 60% quặng thiêu kết trong phối liệu (Dự án giai đoạn 1 ) và ứng dụng
một số biện pháp cờng hóa nh: dùng gió giầu 0xy kết hợp dùng ẩm,
dùng quặng thiêu kết tự trợ dung
Việc nghiên cứu, sử dụng > 60% quặng thiêu kết trong phối liệu lò
cao chúng ta cha làm do chất lợng nguyên, nhiên liệu cha ổn định về
thành phần hóa học, cỡ hạt và một số nguyên nhân khác. 9
Trớc đây nhà máy luyện gang chỉ có một băng thiêu kết 18m
2

quặng thiêu kết nóng, không sàng phân cấp cỡ hạt do vậy chất lợng quặng
thiêu kết cha đạt yêu cầu kỹ thuật, số lợng không đủ.
4.2 Tình hình nghiên cứu nớc ngoài:

Công nghệ luyện gang lò cao hiện nay với xu hớng tăng cờng các
biện pháp cờng hóa. Một trong những biện pháp cờng hóa quan trọng
nhất là tăng tỷ lệ liệu chín nhằm cải thiện độ thông thoáng cột liệu và hạn
chế đến mức thấp nhất việc đa trợ dung sống vào lò, giúp cho quá trình
vận hành ổn định, từ đó tạo ra năng suất, chất lợng và hiệu quả kinh tế.
Hiện nay hầu hết các nớc trên thế giới đều sử dụng quặng Chín
90% trong phối liệu lò cao ( Quặng thiêu kết hoặc vê viên) và ứng dụng các
biện pháp cờng hóa trong luyện gang lò cao nh:
- Phun than cám.
- Dùng gió giầu 0xy.
- Phun nhiên liệu lỏng.

dây chuyền thiêu kết 27m
2
và ở lò cao 120m
3
.
- Tính toán, dự trù nguyên, nhiên liệu theo thành phần nguyên nhiên
liệu, tiêu hao vật liệu thực tế của quặng thiêu kết và gang lỏng luyện thép
tháng 8 năm 2007.
- Thành phần hóa học của nguyên nhiên liệu sử dụng để tính toán
trong phơng án lấy nh thực tế sản xuất của tháng 8/2007.
- Tính toán giá thành theo định mức kế hoạch Công ty giao cho nhà
máy Luyện gang tháng 8 năm 2007.
- Khảo sát, tính toán cân bằng thành phần hóa học quặng thiêu kết,
dự kiến phơng án phối liệu ở lò cao 120 m
3
.
- Nghiên cứu, bổ xung và hoàn thiện quy trình công nghệ nấu luyện,
các biện pháp sử lý vận hành lò caovới tỷ lệ quặng thiêu kết trong phối
liệu đạt 80%.
- Tính tổng mức chi phí tiêu haovà giá thành của 1 tấn gang lò cao.
- Dự toán kinh phí thực hiện đề tài.
2/ Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu và hóa chất sử dụng cho
nghiên cứu:
2.1 Chuẩn bị về thiết bị, hóa chất
:
- Lò cao số 2 đi vào sản xuất từ tháng 11/2002, đến nay sản xuất
tơng đối ổn định. Tuy nhiên một số thiết bị nh: thiết bị đo lờng, hệ

11
thống cân nạp liệu, thiết bị đỉnh lòcần kiểm tra, bảo dỡng để đảm bảo

90%

12
* Quặng Manhêtit:Cỡ hạt 8ữ 45mm nhập phục vụ thí nghiệm
đảm bảo độ sạch không lẫn tạp chất( Si0
2
+AL
2
0
3
)

5%).
Số lợng : 600 tấn.
*Quặng thiêu kết phải đảm bảo thành phần hóa học nh sau:
%TFe 55% ; %Fe0 = 12 1.
Độ kiềm quặng thiêu kết Ca0/Si0
2
= 1,70 0,1.
Cỡ hạt 5ữ 50mm.
Số lợng : 2500 tấn
kết quả thí nghiệm
1.Tình hình sản xuất trớc khi thực hiện đề tài
Tháng 8/2007 lò cao số 2 sản xuất gang luyện thép từ ngày
01đến ngày31/8 (31 ngày)sản lợng 9737,810 tấn gang lỏng với
tỷ lệ 60% thiêu kết trong phối liệu.
- Tình hình nguyên, nhiên liệu và chế độ vận hành lò cao
trong tháng 8/2007.
Bảng 1 : Thành phần nguyên nhiên liệu sử dụng


cỡ
62,58 1,50 3,20
3
ĐV 0,92 51,5 4
ĐLM

31,5 17,10
5
QZ

91,24

6
Cốc
4% 14,96 0,86 1,20 83,26 328

Kg/cm
2
1,08 3
áp lực đỉnh lò

Kpa 0,26 4
Nhiệt độ gió

0
C 775 5
Nhiệt độ lò

GMữGD GM
1
ữGD
4

6
Chế độ nạp

(2PK +2PKK +PK +KPK)


Tấn/Tấn gang 0,500
12 Tiêu hao QTK

Tấn/Tấn gang 1,250
13 Tiêu hao đá vôi

Tấn/Tấn gang 0,04476
14 Tiêu hao đôlômi

Tấn/Tấn gang 0,15169
15 Tiêu hao quăc zit

Tấn/Tấn gang 0,01533

14
Hình 1: Đờng biểu diễn khí than C0
2

18
16
Giờ
Fla

Bảng 3:Thành phần khí than tổng hợp( %)

C0

C0
2 0
2 H
2CH
2N
2C0/C0

4
= 7,7357%
- Lợng xỉ hơi cao dẫn tới nhiệt độ gió nóng dùng cha ổn định và
hơi thấp nên nhiệt độ lò còn ba động.
- Các mắt gió hoạt động cha đều, áp lực và lu lợng gió còn ba
động lò thỉnh thoảng còn bị lệch Trởng ca phải xử lý liệu kép KKPP hoặc
giảm gió, tọa liệu.
5 4 3 2 1 1 2 3 4 5

9,6

12,4

13,6

11,8

9,8

10,8

12,2

13,2

11,4

9,8

9,8

tơng đối cân đối.
- Tỷ lệ C0/C0
2
= 2,149 (hoàn nguyên gián tiếp còn hạn chế).
- Chênh lệch khí than biên- tâm = - 0,40%.
Bảng 4: Bảng giá thành tháng 8 năm 2007 gang lỏng luyện thép Số
lợng: 9737, 810Tấn ở lò cao số 2
TT Hạng mục ĐVT Tiêu hao Đơn giá Giá thành

A
Nguyênvật liệu
Đồng/Tsp

3.069.126,24
I Vật liệu chính
Đồng/Tsp 1,750

958.383,34
1 Quặng cỡ

Tấn 0,500 411.760,670 205.880,80
2
Quặng thiêu kết Tấn 1,250 602.000,683 752.502,54
II Vật liệu phụ

Đồng/Tsp
45.908,48
III Nhiên liệu
Tổng

Đồng
3.424.466,00 16
* Ghi chú: - Chỉ tiêu K/G = 0,82704 T/TSp là cốc Công ty sản xuất.
- Cha quy đổi về cốc tiêu chuẩn A 13%.
2.
thực hiện đề tài
Tiến hành thí nghiệm trong 5 ngày từ ngày 01/9 đến ngày 05/9/2007
ở lò cao số 2 sản xuất đợc 1.728,000 tấn gang luyện thép cụ thể nh sau:
2.1 Thí nghiệm ngày 01/9/2007Bảng 5: Nguyên nhiên liệu sử dụng trong ngày

TT Tên
liệu
Thành phần hóa học ( % )
Fe0

Fe Si0
2
Ca0 Mg0 AL
2
0
3
W V A S C C.độ

( Kg)
Đá
vôi
( Kg)
Đôlômi
( Kg)
Quắc
zít
( Kg)
Cốc
( Kg)
Tỷ lệ
phối
liệu
20% 80%
1900ữ1950
0 150 10
650ữ670
Tiêu
hao
121.054

484.219 605.273 0 42.450 2.780 282.175

- Chế độ nạp liệu: ( 2PK +PKK + PK + KPK )
n
tuy nhiên khi
nạp đợc 15 mẻ liệu lò khá bí có sử lý(KP +KPK + PK + KPK )
4


2
= 1,98
Hình 2: Đờng biểu diễn khí than C0
2

18
16
14
12
10
8


(%)
0
2

(%)
H
2

(%)
CH
2

(%)
N
2

(%)
C0/C0
2

26,60

13,4

0,2

2,0

0,8


(%)
Fe0

(%)
CaS

(%)
Mg0

(%)
Ca0

(%)
Si0
2

(%)
Ca0

Si0
2

1

1,06 0,030 0,83 GM
1
26.750 15,38 1,50 1,08 2,37 7,66 40,09 28,94 1,29
2

0,040 0,74 GM

8
0,063 0,59 GM
1
26.950 7,47 40,45 30,98 1,30

9
0,065 0,57 GM
1
17.320 8,05 40,09 30,26 1,32

10
0,042 0,73 GM
1
20.300 116.890 7,68 40,83 31,02 1,31

11
1,12 0,052 0,38 GM
1
18.450 14,77 1,33 1,0 1,89 7,07 40,18 30,69 1,301

12
0,027 0,78 GM
1
21.900 7,67 40,84 30,84 1,31

13
0,023 0,89 GM
1
25.320 7,57 40,31 30,64 1,29


1

TK 12,82 57,65 4,70 8,76 2,60
2

Q.cỡ 63,30 1,43 1,47
3

ĐV 0,92 52,08
4

ĐLM 31,22 18,90
5

QZ 90,18
6

Côc 4,15 0,90 14,87 1,19 85,52 330
7

Acốc 41,80 8,25 1,75 22,75
Bảng 10: Tỷ lệ phối liệu

TT Quặng
cỡ( Kg)
Quặng
T.K(Kg)

Tiêu
hao

121.058

484.231

605.289

0

42.600

440

281.725 - Chế độ nạp liệu: ( 2PK +PKK + PK + KPK )
n
có xử lý (2PK +
2PKK+PK+KPK)
3

- Đờng liệu ổn định ở 1,0m.
- Tốc độ liệu bình quân = 12,96 mẻ/ giờ
- Chế độ gió: Q gió = 338 m
3
/ Ph.



16
14
12
10
8
6
4
2


13,2

0,2

2,0

1,0

57,0

2,01
B¶ng 12: Thµnh phÇn gang xØ MÎ
sè Mn
(%)
S
(%)
Si
(%)
M¸c
gang
Tgang
(Kg)
Tæng

0,80

GM
1

25.350

15,18

1,48

1,06

2,38

7,66

40,99

29,94

1,37

2

0,041

0,78

GM


29,66

1,34

4

0,050

0,72

GM
1

24.2807,86

43,1830,09

1.43

5

0,058


20.20015,38

0,96

0,98

2,01

7,57

42,0130,25

1.39

7

0,068

0,67

GM
1

30.120


1,41

9

0,068

0,61

GM
118.3207,47

40,3930,36

1,35

10

0,045

0,74


GM
119.47014,75

1,23

1,02

1,86

6,94

43,1829,69

145,

12

0,0228

0,73

21.220
7,67

42,3029,64

1,38

14

0,027

0,70

GM
124.220


7,86

41,7630,36

1,37
222.3 Thí nghiệm ngày 03/9/2007

Bảng 13: Nguyên liệu dùng trong ngày

TT Tên
liệu
Thành phần hóa học ( % )
Fe0

Fe Si0
2
Ca0 Mg0 AL
2
0
3


quặng
( Kg)
Đá
vôi
( Kg)
Đôlômi
( Kg)
Quắc
zít
( Kg)
Cốc
( Kg)
Tỷ lệ
phối
liệu
20% 80% 1900 0 150
5ữ 10 660ữ650
Tiêu
hao
121.776 487.104 608.880 0 42.000 1.585 285.879 - Chế độ nạp liệu: ( 2PK +PKK + PK + KPK )
n
.
- Đờng liệu ổn định 1,00 m
- Đờng cong C0
2
dải hình cánh chim cân đối, đều đặn.

2

18
16 14
12
10
8
6
4

20
2-H
2CH
2N
2C0/C0
2

26,2

13,2

0,2

2,0


Mn0

(%)
Fe0

(%)
CaS

(%)
Mg0

(%)
Ca0

(%)
Si0
2

(%)
Ca0

Si0
2

1

0,84

0,051


GM
1

271107,7638,50

29,82

1,29

3

0,048

0,36GM
1

249607,07



0,035

0,63GM
1

19770124350

7,2741,28

30,05

1,37

6

1,08

0,029

0,79
GM
1

200007,2743,18

30,32

1,42 8
0,053

0,80

GM
1

30,09

1,41

10

0,063

0,59GM
124970117480

7,4741,87

29,92

1,39



1,38

12

0,070

0,50GM
1121907,4741,43

30,09

1,36

13

0,070


213107,2541,57

32,28

1,37

15

0,058

0,46GM
113560105.110

8,05