- - 66 - -
Chæång 7- MÄÜT SÄÚ LOÌ CÄNG NGHIÃÛP
7.1. LOÌ CAO
7.1.1. CÁÚU TAÛO VAÌ NGUYÃN LYÏ LAÌM VIÃÛC
Lò cao là thiết bị lớn, phức tạp nhất để luyện gang. Cấu tạo lò được trình bày trên
hình 7.1. Phần trên cổ lò có các thiết bị cấp liệu (phểu nạp liệu, xe kíp chuyển liệu),
ống thoát khí. Lò được đặt trên móng bêtông chịu nhiệt. Thân và cổ lò xây trên một
vành đỡ lớn hình khuyên bằng thép dày, dưới có cột đỡ, chân cột có các bulong băt
liền vào nền bêtông. Bên ngoài lò được bọc vỏ kim loại dày 20 đến 25
mm ở phần trên,
còn phần dưới dày 35÷40 mm. Bên trong vỏ lò xây bằng gạch chịu lửa.Phần thân và
bụng lò xây bằng gạch samôt chât lượng cao, còn nồi lò, phần dưới đáy lò xây bằng
gạch cacbon.Phần trên giữa đáy xây bằng gạch cac nhôm chứa hơn 45% Al
2
O
5
để
giảm mạch nhiệt, tăng độ bền của đáy.Áp suất khí trong lò cao lên tới (0, 3÷0, 5).10
6
pa, nên lớp lót chịu lửa được bọc thép tấm dày20÷40 mm.Chiều dày lớp lót phần trên
thân lò khoảng 900÷1000 mm, còn phía dưới thân lò khoảng 1300÷1500 mm.Để tăng
độ bền lớp lót, tường lò được làm nguội bằng nước giữa vỏ lò và lớp lót.Phía trong cổ
lò lót thép tấm để chống va đập, bào mòn của quặng. Hình 7.1. Kết cấu lò cao
1-cổ lò; 2-thân lò; 3-bụng lò; 4-hông lò; 5-lỗ tháo xỉ; 6-lỗ tháo gang;7-nồi lò;8-mắt gió

2, 9
14, 5
7, 2
14
27, 8
3, 2
16, 3
8, 6
18
29, 4
3, 6
18, 2
9, 7
20
31, 2
3, 9
18, 7
11, 6
28
32, 2
4, 5
19, 5
14, 9
36

7.1.2. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT
Trong lò cao xảy ra đồng thời các quá trình khí động học, nhiệt học và hóa học.
Nguyên liệu chuyển động từ trên xuống với các quá trình: sấy, phân li, hoàn nguyên,
nóng chảy và tạo xỉ. Nhiệt độ khí thoát ra từ lớp liệu ở cổ lò khoảng 250 đến 400 oC,
còn ở nồi lò dạt tới 2000

o
C ).
Thông số chủ yếu về công tác nhiệt của lò là hiệu suất nhiệt, có giá trị 42÷45%.
Nếu sử dụng được cả lượng nhiệt của khí lò ( với lượng khí ra khỏi lò khoảng
1600÷1900 m
3
/tấn gang có nhiệt trị 3, 8÷4, 2 kJ/m
3
) thì hiệu suất nhiệt của lò đạt tới
80÷85%. Do đó, tính ưu việt cơ bản của lò cao là năng suất và hiệu suất nhiệt lớn, còn
nhược điểm cơ bản là yêu cầu đối với đặc tính của nguyên liệu và tiêu tốn nhiều than
cốc đắt tiền.
Tóm tắt nguyên lý luyện gang là:
Quặng sắt + than + trợ dung + gió nóng = gang + xỉ + khí + bụi lò.
Dây chuyền công nghệ sản xuất gang như sơ
đồ dưới đây

- - 69 - -

Hình 7.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ của lò cao.

7.2. LOÌ LUYÃÛN THEÏP
Phụ thuộc vào dạng năng lượng sử dụng, lò luyện thép được chia thành 3 nhóm:
lò thổi oxy, lò ngọn lửa( lò Mactanh) và lò điện. Ở đây ta chỉ xem xét lò thổi oxy, là
Bảng 7.2- Kích thước cơ bản của lò LD
Kích thước cơ bản lò thổi theo dung tích (T)
Các thông số
50 100 250
Tổng chiều cao, m
Đường kính vỏ lò, m
Đường kính cổ lò, m
Kích thước bể lò:
đường kính, m
chiều sâu, m
Thể tích riêng, m
3
/T
7, 9
5, 2
1, 6

3, 6
1, 1÷ 1, 2
1, 0
8, 7
5, 7
1, 7

4, 0
1, 5÷ 1, 6
0, 8
9, 7

Quay nghiêng lò, rót thép, sau đó là xỉ vào gáo chứa, đồng thời cho thêm các chất hợp
kim, chất khử oxy để tinh luyện thép theo thành phần mong muốn.
7.2.2. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT
Bản chất quá trình luyện thép là sự oxy hóa các tạp chất của kim loại bởi oxy của
quặng sắt, oxy được thổi vào bể kim loại lỏng với phản ứng quan trọng nhất: phản ứng
oxy hóa cacbon. Chính tốc độ oxy hóa cacbon sẽ quyết định tốc độ
quá trình luyện

- - 72 - -
thép trong lò LD. Khi thổi oxy vào bể lò sẽ xảy ra phản ứng sơ cấp đạt nhiệt độ
2200÷2500
0
C. Do nồng độ oxy và nhiệt độ cao nên phản ứng oxy hóa các tạp chất xảy
ra mãnh liệt:
2C + O
2
= 2 CO
C + FeO = Fe + CO
Si + O
2
= SiO
2

Si + 2FeO = SiO
2
+ 2 Fe
Mn + O

hàn hoặc tán rivê. Đường kính lò thường có giá trị không đổi suốt chiều dài lò. Cũng
có loại đường kính thu hẹp ở vùng phân tích với mục đích giảm khối lượng sắt thép và
gạch chịu lửa. Trong vỏ thép là lớp lót xây bằng gạch chịu lửa, đảm bảo chịu mài mòn,
nhiệt độ cao, ăn mòn hóa học, dao động nhiệt độ Theo chiều dài lò người ta dùng
nhiều loại v
ật liệu khác nhau. Để tiết kiệm, có thể dùng gạch cách nhiệt giữa vỏ lò và
gạch chịu lửa.
Theo kích thước người ta phân loại lò ngắn ( L/D < 32 ) và lò dài ( L/D > 32).

- - 73 - -
Theo cấu tạo, phân loại lò có thiết bị trao đổi nhiệt ( TBTĐN) bên trong và lò có
TBTĐN bên ngoài.
Theo phương pháp sản xuất ximăng, phân loại lò cho phương pháp ướt, phương
pháp khô.

Hình 7.5- Lò ống quay sản xuất ximăng theo phương pháp ướt.

Trên hình 7.5 trình bày loại lò quay phổ biến nhất theo phương pháp ướt. Thân lò
1với vành lò 2, đặt trên con lăn chịu lực 3 dưới một góc 3÷4
0
và quay với tốc độ 0, 5÷
1, 2
vòng /phút nhờ động cơ điện 4 qua hộp giảm tốc 5, bánh răng vành 6. Để hạn chế
sự dịch chuyển của lò dọc theo trục, trên mỗi bệ lò còn có con lăn chặn. Cơ cấu dẫn
động phụ 7 được sử dụng khi sửa chữa, trong giai đoạn khởi động và ngừng lò.
Nguyên liệu được đưa vào ống 8 bằng gầu hoặc phễu n
ạp liệu.

liệu lên tới 450÷500
o
C, các tạp chất hữu cơ trong liệu sẽ cháy và xảy ra phân hóa
caolinit kèm theo sự sinh hơi nước dính kết hóa học. Đoạn lò tiếp theo, vật liệu có
nhiệt độ 500÷750
o
C, gọi là vùng nung. Tiếp đến là vùng khử khí cacbonic (canxihóa),
xảy ra sự phân hủy cacbonat canxi và manhê bắt đầu ở nhiệt độ gần 700
o
C và kết thúc
khi hơn 900
o
C.
Sau giai đoạn phân hóa là giai đoạn tạo mới. Vùng đầu tiên trong giai đoạn này
nhiệt độ tăng lên 1300
o
C. Tiếp theo là vùng thiêu kết, nơi xảy ra sự nóng chảy các
khoáng chất tạo thành trước đó, nhiệt độ vật liệu tăng đến 1400÷1470
o
C. Ở trạng thái
hai pha của vật liệu sẽ tạo thành klinke, chủ yếu là alit ( C3S).
Ở phía đầu ra liệu vùng thiêu kết tiếp giáp với vùng làm nguội, nhiệt độ klinke
trước khi ra khỏi lò giảm xuống 1250÷1000
o
C. Quá trình làm nguội kết thúc trong
buồng làm mát, khi klinke ra khỏi đây, nhiệt độ của nó chỉ còn khoảng 50÷300
o
C.

7.4. LOÌ ÂIÃÛN

65
0, 61
7, 0
1, 5
1400

Hình 7.6- Lò điện hồ quang
1-buồng lò; 2-bể lò; 3-nóc lò;
4-điện cực; 5-hồ quang

- - 75 - - Lò dùng dòng điện 3 pha với 3 điện cực. Buồng làm việc của lò gồm không gian
lò và bể lò bán cầu, nóc tháo rời. Đáy lò được xây bằng gạch manhêdit, trên được đầm
hỗn hợp bột manhê, hắc ín. Tường và nóc xây bằng gạch manhêdit-crômit gắn vào
vòng thép, phía ngoài có vỏ lò bọc. Trên nóc có 3 lỗ để đặt điện cực graphit. Lò có 1
đến 2 cửa để bảo dưỡng, sửa chữa, nắp cửa được làm mát bằng nước. Ở
các lò lớn có
các thiết bị chất liệu và nóc tháo rời nhờ cơ cấu riêng. Thiết bị quay lò đảm bảo cho lò
có thể quay quanh trục đứng một góc 80
o
để thực hiện các quá trình rót gang, tháo xỉ,
sửa lò
Các điện cực dịch chuyển lên xuống nhờ cơ cấu nâng hạ. Ở thiết bị điện của lò
phải có bộ chỉnh lưu để tăng tính tự cảm, tránh nguy cơ ngắn mạch của điện cực. Do
có thiết bị điện tử để tạo sự xáo trộn kim loại lỏng nên vỏ lò c

Cuối giai đoạn chảy lỏng, chiều dài hồ quang tăng lên, lượng nhiệt bức xạ từ bề
mặt chảy lỏng tới nóc, tường lò tương đối lớn, vì thế cần giảm công suất máy biến áp
(20÷30 %) để bảo vệ nóc, tường lò.
Giai đoạn hoàn nguyên bắt đầu khi hàm lượng cacbon trong bể đạt trị số yêu cầu.
Xỉ oxit sắt được tháo ra, sau đó đưa vào lò lượng xỉ hoàn nguyên ( cho thêm b
ột cốc
vào xỉ)có hàm lượng canxi cao(>60 %) rồi tiếp tục giai đoạn tinh luyện : khử oxy, lưu
huỳnh đồng thời cho thêm vào bể lò các nguyên tố hợp kim Fero. Ở giai đoạn hoàn
nguyên tiến hành việc xáo trộn kim loại nhờ thiết bị điện tử, công suất điện giảm
30÷40 % so với định mức, chế độ điện ôn hòa.
Ưu điểm của lò điện hồ
quang là luyện được thép chất lượng cao, còn nhược
điểm : tiêu tốn nhiều năng lượng điện ( xấp xỉ 800 kW.h/T).
- - 77 - -
TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO

1.2.4. Nàng sút ca l 5
1.2.5. Cạc hiãûu sút ca l 5
1.2.6. Sút tiãu hao nhiãn liãûu tiãu chøn 6
Chỉång 2: CẠC CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC CA L CÄNG NGHIÃÛP 7
2.1. CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC BỈÏC XẢ 7
2.1.1. Chãú âäü bỉïc xả phán bäú âãưu 8
2.1.2. Chãú âäü bỉïc xả trỉûc tiãúp 9
2.1.3. Chãú âäü bỉïc xả giạn tiãú
p 9
2.2. CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC ÂÄÚI LỈU 11
2.2.1. Trao âäøi nhiãût âäúi lỉu trong cháút lng 11
2.2.2. Quạ trçnh lm ngüi váût trong khäng khê 14
2.2.3. Lénh vỉûc sỉí dủng 16
2.3. CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC THEO LÅÏP 16
2.3.1. Chãú âäü låïp chàût 17
2.3.2. Chãú âäü låïp säi 19
2.3.3. Chãú âäü låïp lå lỉỵng 23
Chỉång 3: THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU. 25
3.1. THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU RÀÕN 25
3.1.1. Sỉû chạy ca nhiãn liãûu ràõn 25

- - 79 - -
3.1.2. Cạc loải bưng âäút 26
3.1.3. Tênh toạn bưng âäút 29
3.2. THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU KHÊ 31
3.2.1. M âäút läưng äúng 32
3.2.2. M âäút tỉû hụt 34

- - 80 - -
Chỉång 6: TÊNH CÁN BÀỊNG NHIÃÛT V LỈÅÜNG TIÃU HAO
NHIÃN LIÃÛU
60
6.1. TÊNH CẠC KHONG CÁN BÀỊNG NHIÃÛT 60
6.1.1. Cạc khong nhiãût thu 60
6.1.2. Cạc khong nhiãût chi 61
6.2. LỈÅÜNG TIÃU HAO NHIÃN LIÃÛU V CẠC CHÈ TIÃU K
THÛT NHIÃÛT
63
6.2.1. Lỉåüng tiãu hao nhiãn liãûu 63
6.2.2. Sút tiãu hao nhiãn liãûu tiãu chøn 63
6.2.3. Hãû säú sỉí dủng nhiãn liãûu cọ êch 63
6.3. BNG CÁN BÀỊNG NHIÃÛT 64
Chỉång 7: MÄÜT SÄÚ L CÄNG NGHIÃÛP 66
7.1. L CAO 66
7.1.1. Cáúu tảo v ngun l lm viãûc 66
7.1.2. Chãú âäü nhiãût 67
7.2. L LUÛN THẸP 69
7.2.1. Cáúu tảo v ngun l lm viãûc 69
7.2.2. Chãú âäü nhiãût 71
7.3. L ÄÚNG QUAY 72
7.3.1. Cáúu tảo v ngun l lm viãûc 72
7.3.2. Chãú âäü nhiãût 73
7.4. L ÂIÃÛ
N 74
7.4.1. Cáúu tảo 74
7.4.2. Chãú âäü nhiãût 75
TI LIÃÛU THAM KHO 77