Nghiên cứu công nghệ chế tạo mắt gió bằng đồng cho lò cao 550m3

Lò cao là một thiết bị sản xuất gang từ quặng sắt. Sản phẩm Gang lò cao là nguyên liệu chủ yếu và không thể thiếu được cho quá trình tiếp theo của sản xuất luyện kim đen.

Hiện nước ta có hàng chục lò cao đã và đang được đưa vào sử dụng với tổng công suất hàng triệu tấn/năm. Việc chế tạo các phụ tùng thay thế cho hệ thống lò cao luyện gang này là một trong những nhiệm vụ quan trọng và cần thiết để tiến tới mục tiêu nội địa hóa các thiết bị này. Trong đó bộ mắt gió của lò cao là một bộ chi tiết quan trọng trong hệ thống cung cấp gió của lò cao, nó là bộ chi tiết nằm ở vị trí cuối cùng trong hệ thống cấp gió cho lò cao, được lắp trên tường lò và có một phần nằm nhô vào trong tường của nồi lò, đây là nơi xảy ra các phản ứng mãnh liệt nhất.

Với mục tiêu xác lập công nghệ hợp lý để chế tạo mắt gió cho lò cao 550m3, nhóm nghiên cứu do KS. Dư Công Thanh, Viện Luyện kim đen, Tổng Công ty Thép Việt Nam đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo mắt gió bằng đồng cho lò cao 550m3” với thời gian thực hiện từ tháng 12/2014 đến tháng 01/2014.

Các nội dung nghiên cứu bao gồm:
+ Nghiên cứu tổng quan về lò cao, hệ thống cấp khí cho lò cao, điều kiện làm việc của các mắt gió và các yêu cầu kỹ thuật về công nghệ chế tạo mắt gió bằng đồng cho lò cao 550m3 để xác định được quy trình công nghệ chế tạo mắt gió cho lò cao 550m3, quy trình có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất trong nước.
+ Nghiên cứu thực nghiệm, chế tạo thành công 05 chi tiết bộ nhỏ mắt gió của lò cao 550m3, đạt yêu cầu sản xuất đề ra.

Trong quá trình chạy thử nghiệm, đánh giá của đơn vị dùng thử của 5 bộ mắt gió của đề tài chế tạo cho thấy sản phẩm của đề tài đã đạt chuẩn về kích thước, dung sai; bề mặt đạt yêu cầu như bản vẽ; quá trình chạy thử ổn định; các bộ mắt gió đạt yêu cầu đề ra. Các bộ nhỏ mắt lò cao 550m3 có chất lượng tương đường với nhập ngoại của Trung Quốc.

Từ các kết quả thực nghiệm chế tạo 05 bộ nhỏ mắt gió lò cao 550m3, nhóm nghiên cứu đã rút ra các kết luận như sau:

Về công nghệ đúc: Hoàn toàn có thể dùng các nguyên liệu sẵn có trong nước nhữ cát Vân Hải, cát Đà Nẵng... và đất sét caolinit hay illit (sét Trúc Thôn, sét Cổ Định,...) sẵn có trong nước để đúc các chi tiết mắt gió cho lò cao theo công nghệ khuôn khô cát-sét truyền thống. Sau khi triển khai công nghệ đúc theo phương án của các mẻ nấu cho thấy ở mẻ thứ 2 và thứ 6 (như bản vẽ bên dưới) phù hợp để đúc các chi tiết mắt gió cho lò cao. Tuy nhiên cần lưu ý tổng lượng kim loại lỏng của đậu ngót+hệ thống rót phải ≥50% lượng kim loại lỏng rót vào khuôn đúc. Khuôn đúc phải được sấy kỹ từ 8 đến 12 tiếng ở nhiệt độ 170 - 200 độ C. Nhiệt độ rót vào khuôn hợp lý nằm trong khoảng 1160 độ C đến 1180 độ C.

Về công nghệ nấu luyện: Hoàn toàn có thể sử dụng các phế liệu sẵn có trên thị trường như dây điện đồng đỏ phế thải, thiếc phế thải cho quá trình nấu luyện. Dùng nồi graphít trong lò tần số (trung tần) là loại thiết bị sẵn có ở nhiều cơ sở sản xuất trong nước. Chất phủ trong quá trình nấu luyện nên dùng than hoa, tro bếp, trấu là các nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm trên thị trường.

Về công nghệ gia công cơ khí sản phẩm: Do đồng đỏ có tính dẻo cao, độ cứng thấp nên khi phay, tiện, khoan cần chú ý để tránh làm sai hỏng sản phẩm.

Về công nghệ hàn nối sản phẩm: Do thực tế đồng là vật liệu rất khó hàn nên cần tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật hàn đồng. Đối với các chi tiết có chiều dày vùng hàn nối ≥12mm thì phải sử dụng đồng thời cả phương pháp hàn TIG và MIG mới có thể đảm bảo chất lượng mối hàn.

Về giá thành sản phẩm: nhóm nghiên cứu ước tính giá thành chế tạo cho một chi tiết bộ nhỏ mắt gió lò cao 550m2 (nặng khoảng 61kh) khoảng 40 triệu đồng/ sản phẩm. Hiện công ty TNHH Khoáng sản và Luyện kim Lào cai nhập sản phẩm này của Trung Quốc có giá từ 40 triệu đến 50 triệu đồng.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 11275) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

Nguồn: P.T.T (NASATI)