Lò chuyển đổi BOF [Basic Oxygen Furnace] là một trong những công nghệ san xuat thep phổ biến nhất, giúp chuyển đổi gang lỏng thành thép bằng cách thổi oxy tinh khiết vào lò. Hoạt động của lò BOF được thiết kế để loại bỏ các tạp chất không mong muốn từ gang lỏng và sản xuất ra thép chất lượng cao với hiệu suất cao.
Chuẩn Bị Nguyên Liệu
Nguyên liệu đầu vào của lò BOF chủ yếu là gang lỏng và thép phế liệu. Gang lỏng được sản xuất từ lò cao, chứa hàm lượng carbon cao cùng với các tạp chất khác như silicon, mangan, phosphor và lưu huỳnh. Thép phế liệu được thêm vào để kiểm soát nhiệt độ trong quá trình thổi oxy. Ngoài ra, các chất trợ dung như đá vôi cũng được thêm vào để giúp loại bỏ các tạp chất phi kim loại.
Quá Trình Thổi Oxy
Quá trình thổi oxy là giai đoạn chính trong hoạt động của lò BOF. Lò BOF có dạng hình trụ và được lót bằng vật liệu chịu lửa để bảo vệ khỏi nhiệt độ cao. Oxy tinh khiết [thường là 99.5% tinh khiết] được thổi vào lò qua một vòi thổi đặt ở phần trên của lò với áp lực cao. Khi oxy tiếp xúc với gang lỏng, nó phản ứng với các nguyên tố như carbon, silicon và mangan để tạo ra oxit của chúng:
– Carbon phản ứng với oxy tạo ra CO và CO2.
– Silicon phản ứng tạo ra SiO2.
– Mangan phản ứng tạo ra MnO.
Các phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt, tạo ra nhiệt độ cao lên tới 1600-1700 độ C, đủ để làm tan chảy thép phế liệu và duy trì trạng thái lỏng của thép.
Loại Bỏ Tạp Chất
Các tạp chất như silicon, mangan, phosphor và lưu huỳnh được loại bỏ thông qua quá trình thổi oxy và phản ứng hóa học. Phosphor và lưu huỳnh đặc biệt quan trọng cần được loại bỏ vì chúng ảnh hưởng xấu đến tính chất cơ học của thép. Các oxit hình thành từ các tạp chất này kết hợp với chất trợ dung [như đá vôi] để tạo thành xỉ, một sản phẩm phụ nổi lên trên bề mặt của thép lỏng. Xỉ sau đó được tách ra khỏi thép lỏng và loại bỏ.
Điều Chỉnh Thành Phần Hóa Học
Sau quá trình thổi oxy, thành phần hóa học của thép lỏng được kiểm tra và điều chỉnh nếu cần thiết. Các hợp kim như crom, niken, molypden có thể được thêm vào để đạt được các đặc tính cơ học và hóa học mong muốn cho thép thành phẩm. Quá trình này đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thép dây cuộn, thép gân…
Rót Thép và Đúc Liên Tục
Khi thành phần hóa học của thép đã được điều chỉnh đúng, thép lỏng được rót ra khỏi lò BOF và chuyển đến khu vực đúc liên tục. Tại đây, thép lỏng được đổ vào khuôn để tạo thành các phôi thép. Các phôi thép sau đó được làm nguội và cắt thành các kích thước tiêu chuẩn để tiếp tục qua các quy trình gia công tiếp theo như cán nóng và cán nguội, tạo thành thép gân hoặc thép cuộn.
Lò chuyển đổi BOF là một công nghệ quan trọng trong sản xuất thép, cho phép chuyển đổi gang lỏng chứa nhiều tạp chất thành thép chất lượng cao thông qua quá trình thổi oxy. Với khả năng loại bỏ tạp chất hiệu quả và điều chỉnh thành phần hóa học chính xác, lò BOF đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm thép và tối ưu hóa hiệu suất sản xuất. Sự hoạt động hiệu quả của lò BOF không chỉ đảm bảo sản xuất ra thép có chất lượng cao mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu lượng khí thải và tối ưu hóa việc sử dụng nguyên liệu.