Trang chủ / Công trình nghiên cứu / Hiệu quả của việc sử dụng quặng cầu viên cho sản xuất gang lò cao ở Việt Nam
Tin Mới Nhất
Hiệu quả của việc sử dụng quặng cầu viên cho sản xuất gang lò cao ở Việt Nam
18/02/2019
The effect of using spherical iron ore pellets for production of cast iron in Vietnam blast furnace
TS NGHIÊM GIA Hội KHKT Đúc-Luyện kim Việt Nam Email: nghiemgia53@gmail.com Số liệu về quặng sắt các tỉnh miền núi phía Bắc cho thấy trữ lượng quặng sắt manhetit các tỉnh Yên Bái, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang...khá lớn. Tuy hàm lượng sắt thấp (29÷33 %Fe) nhưng quặng thuộc nhóm quăczit-sắt manhetit nên có thể nghiền mịn và tuyển từ tạo ra tinh quặng sắt có cấp hạt mịn (> 60 %Fe và 0,047 mm). Sản phẩm tinh quặng này rất phù hợp để sản xuất quặng cầu viên làm nguyên liệu cho sản xuất gang theo công nghệ lò cao. Thông tin dưới đây nhằm làm rõ việc sử dụng quặng cầu viên là giải pháp tốt nhất để sử dụng hiệu quả nguồn quặng sắt nghèo ở các tỉnh miền núi phía Bắc cho nhu cầu sản xuất gang lò cao ở Việt Nam. 1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI SỬ DỤNG QUẶNG CẦU VIÊN Các tài liệu đánh giá công nghệ sản xuất gang thép của thế giới và Việt Nam [3, 4] cho thấy, xu thế sử dụng nguyên liệu chín (quặng thiêu kết và quặng cầu viên) cho sản xuất gang theo công nghệ lò cao (gang lò cao) rất phổ biến và có hiệu quả bởi các lý do sau đây: - Trên thế giới lượng tinh quặng sắt hạt mịn (0,047 mm) phát sinh nhiều trong quá trình khai thác và tuyển quặng sắt. Để sử dụng hiệu quả nguồn tinh quặng này “Công nghệ sản xuất quặng cầu viên” đã được nghiên cứu và đến nay được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước. Các nhà luyện kim thế giới nhận định “Thế kỷ 21 là kỷ nguyên sử dụng nguyên liệu chín để sản xuất gang lò cao ở nhiều nước phát triển trên thế giới”, như số liệu nêu trong bảng 1. Bảng 1. Sử dụng quặng cầu viên cho sản xuất gang lò cao ở các nước Âu-Mỹ (Nguồn VSA, VNSTEEL)| Các nước Âu-Mỹ | Tỷ lệ phối liệu, % | Chỉ tiêu tiêu hao | ||||
| Quặng thiêu kết | Quặng cầu viên | Quặng cục sống | Hệ số lò, t/m3 | Tiêu hao liệu, kg/t | Hàm lượng Fe, % | |
| Thuỵ Điển | 97,2 | 2,3 | 0,5 | 3 | 457 | 66 |
| Mỹ | 85÷80 | 15÷20 | ||||
| Đức | 60,3 | 28,5 | 11,2 | 2,11 | 466,2 | 60 |
| Hà Lan | 50,7 | 46,9 | 2,4 | |||
| Phần Lan | 75 | 25 | 2,9 | 439 | 62,5 | |
| Bỉ | 85 | 13 | 2 | |||
| IBF (Anh) | 62 | 7 | 31 | 2,32 | 470 | 59,5 |
| Nguyên liệu đầu vào | Phân loại quặng | Cỡ hạt 0,047 mm, % | Thành phần hoá học, % | |||||||||
| Fe | SiO2 | Al2O3 | S | P | Zn | Cr+Mn | Cu+Pb | Ti+V | Na+K+As+Sn | |||
| Tinh quặng sắt manhetit | Loại I | ≥ 80,0 | ≥ 62 | ≤ 5,5 | ≤ 1,0 | ≤ 0,8 | ≤ 0,1 | ≤ 0,08 | ≤ 1,0 | ≤ 0,15 | ≤ 0,80 | ≤ 0,10 |
| Loại II | ≥ 70,0 | ≥ 60 | ≤ 6,5 | ≤ 1,5 | ≤ 0,8 | ≤ 0,12 | ≤ 0,08 | ≤ 1,0 | ≤ 0,2 | ≤ 0,80 | ≤ 0,10 | |
| Loại lò nung | Nhận xét ưu và nhược điểm | Năng lực sản xuất | Chi phí đầu tư | Phí quản lý | Tiêu hao năng lượng | Chất lượng sản phẩm |
| Lò đứng | Ưu điểm: Kết cấu lò đơn giản, dễ bảo quản sửa chữa, không cần vật liệu đặc thù, nhiệt năng cao. Nhược điểm: Khi tăng nhiệt độ khó khăn; khi hiệu suất nhiệt thiêu đốt quặng cầu viên thấp thì sản lượng cũng thấp. | Lò đơn 2.000 tấn/ngày thích hợp với công suất trung bình hoặc nhỏ | Thấp | Thấp | Cao | Bình thường |
| Lò nung băng tải | Ưu điểm: Thao tác đơn giản, xử lý sự cố nhanh, có thể sử dụng được các loại quặng khác nhau so với phương pháp nung dạng lò đứng. Nhược điểm: Chất lượng quặng cầu viên không đồng đều, chu trình hoạt động tương đối phức tạp. | Sản lượng 6.500 tấn/ngày, phù hợp với công suất trung bình. | Trung | Cao | Trung bình | Tốt |
| Lò nung băng tải xích và chuyển hồi | Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, có thể sử dụng loại quặng cầu viên có chất lượng trung bình Nhược điểm: Khi thao tác lò chuyển hồi sẽ phát sinh hiện tượng “kết cuộn”. | Sản lượng 1.2000 tấn/ngày phù hợp công suất lớn. | Cao | Trung bình | Thấp | Tốt |
Hình 1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất quặng cầu viên.[/caption]
Việc chuẩn bị nguyên liệu và phối liệu nhằm tạo sự ổn định thành phần hóa học cho quặng cầu viên. Trộn đều nguyên liệu tạo thuận lợi cho quá trình vê viên (tạo cầu viên tươi). Chất trợ dung cho vê viên quặng là bentonit, vôi sống, đolomit... phải được nghiền mịn để phối trộn với tinh quặng sắt cỡ hạt 0,047 mm (chiếm > 70 %) để vê viên. Hỗn hợp nguyên liệu sẽ được trộn đều nước (với độ ẩm thích hợp) trong máy trộn, sau chuyển qua máy vê viên tạo thành viên quặng sống với kích thước phù hợp và qua sàng để loại bỏ các viên hạt nhỏ. Viên quặng sống đạt tiêu chuẩn được chuyển lên thiết bị sấy và nung đốt để sấy khô, ủ nhiệt và đốt nóng ở nhiệt độ cao, sau đó được làm mát dưới 150 oC.
Dùng sang sàng để loại bỏ các viên quặng nhỏ hơn 5 mm. Sản phẩm quặng cầu viên đạt tiêu chuẩn (có tính năng luyện kim và độ bền tốt) sau khi được làm nguội ở nhiệt độ bình thường sẽ được lưu kho đưa về nơi tiêu thụ. Sản phẩm quặng cầu viên dùng cho luyện gang lò cao và lò điện nêu trong hình 2.
[caption id="attachment_2147" align="aligncenter" width="626"]
Hình 2. Sản phẩm quặng cầu viên[/caption]
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Từ kết quả khảo sát số liệu các DN khai thác và truyển quặng sắt ở tỉnh Yên Bái, Phú Thọ, Hà Giang và 3 doanh nghiệp sản xuất quặng cầu viên tại tỉnh Hải Dương, Hà Giang và Yên Bái nhóm chuyên gia VNSTEEL đã đánh giá như sau:
- Dự án quặng cầu viên được triển khai sẽ đáp ứng nhu cầu cấp bách do thiếu quặng manhetit của các DN trong ngành thép Việt Nam hiện nay, trong đó VTM và TISCO là hai đơn vị thuộc VNSTEEL đang rất cần quặng sắt manhetit cho sản xuất gang lò cao.
- Sản phẩm quặng cầu viên chắc chắn đã có nơi tiêu thụ ổn định và lâu dài với số lượng khá lớn, trước mắt nhu cầu của VTM và TISCO là hơn 1 triệu tấn/năm và sau năm 2018. Riêng dự án thép FORMOSA khi hoạt động ổn định sẽ cần tới trên 2 triệu tấn/năm.
- Việc cấm xuất khẩu quặng sắt đã được nhà nước quản lý chặt chẽ hơn. Vì thế sau khi “Dự án sản xuất quặng cầu viên” vào hoạt động chắc chắn sẽ thu hút được nguồn tinh quặng sắt từ các doanh nghiệp trên tỉnh Yên Bái, Phú Thọ và Hà Giang, tạo công ăn việc làm cho hàng trăm lao động của DN tại các địa phương có mỏ quặng sắt.
Tuy nhiên, để tránh rủi ro khi quyết định đầu tư “Dự án sản xuất quặng cầu viên” các DN cần phải xem xét các yếu tố bất lợi của dự án như (giá quặng sắt và quặng cầu viên giảm; chi phí cấp quyền khai thác, chi phí bảo vệ môi trường phát sinh tăng...) và phải tiến hành cập nhật số liệu, tính toán lựa chọn công suất thiết bị, tính toán hiệu quả kinh tế của dự án (IRR, NPV) một cách đầy đủ và toàn diện.
Từ các phân tích nêu trên, việc đầu tư xây dựng “Dự án sản xuất quặng cầu viên” không chỉ có ý nghĩa quan trọng đối với các DN của Tổng công ty Thép Việt Nam, mà còn có ý nghĩa đối với hoạt động khoáng sản của Việt Nam, vì dự án này được triển khai sẽ sử dụng hiệu quả nguồn quặng sắt nghèo ở các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam mà lâu nay chúng ta chưa chú ý tới.
TÀI LIỆU TRÍCH DẪN
- “Quy hoạch thăm dò và khai thác quặng sắt Việt Nam đến năm 2020, có xét đến năm 2030”, Quyết định số 2185/QĐ-TTg ngày 05/12/2014 của Thủ tướng Chính phủ
- TS Nghiêm Gia, ThS Nguyễn Quang Dũng v.v.; “Chiến lược thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng sắt của TCT Thép Việt Nam-CTCP giai đoạn 2015-2030” (gọi tắt là Chiến lược quặng sắt), Hà Nội, 2015
- Bản tin Hiệp Hội Thép Việt Nam - VSA, các số năm 2018
- Báo cáo nghiên cứu thị trường và năng lực sản xuất quặng cầu viên ở Việt Nam của Cty Tang Shan Jin shida Technology & Trade Co., Ltd. Hà Nội, 2015