Sắt xốp - xương sống của luyện thép :: Sponge Iron - A nerve for steelmaking

Category: Teaching Published: 25 January 2010
Hits: 12620

Một cái nhìn khái quát về công nghiệp sắt xốp Ấn Độ

Câu chuyện về sắt xốp, được gắn liền với công nghiệp Hoàn nguyên trực tiếp oxyt sắt (DRI), là chủ đề thú vị trong quá trình phát triển của Ấn Độ. Ba thập kỉ trước, công nghiệp DRI xuất hiện do đòi hỏi đột biến trong các nhà máy thép mini khi họ đang tìm kiếm nguồn nguyên liệu thô một cách ngẫu nhiên. Lý do là Ấn độ dồi dào về nguồn than, và cũng là nguồn nhiên liệu được sử dụng trong luyện thép được xem là có tầm quan trọng hàng đầu. Sản xuất sắt xốp bằng than trong giai đoạn sơ khai được cho là sự lựa chọn khả thi. Công nghiệp sắt xốp đã phát triển với tốc độ rất chậm cho đến giữa những năm 1980 do quá trình cấp phép hạn chế của chính phủ. Năm 1985 minh chứng cho năm lịch sử đối với nền công nghiệp nói chung và đặc biệt là trong công nghiệp thép.

Trong năm đó, sản xuất DRI được cấp phép và từ đây nền công nghiệp thép bắt đầu phát triển nhanh để đạt đến qui mô hiện nay. Sắt xốp DRI là sản phẩm kim loại chất lượng cao, nhận được từ quá trình hoàn nguyên trực tiếp quặng sắt, quặng viên ..., làm nguyên liệu đầu vào của lò điện hồ quang EAF, lò cao luyện gang (BF) cũng như công nghệ luyện gang và luyện thép khác. Sắt xốp đóng bánh nóng (HBI) là dạng xắt xốp có tỷ trọng cao hơn nhờ được nén ép. Có 4 nguồn kim loại cho luyện thép lò điện là: sắt thép phế, gang lỏng lò cao BF và từ quá trình công nghệ hoàn nguyên nấu chảy SR, sắt xốp DRI/HBI và sắt các bit. Theo cách truyền thống, thép phế được sử dụng chủ yếu làm liệu nạp cho luyện thép lò điện hồ quang EAF. Nhờ việc sử dụng ngày càng nhiều các hệ thống đúc liên tục (CC), việc sử dụng thép phế bị suy giảm một cách nhanh chóng.

Thậm chí ở nước đang phát triển như Ấn Độ, đúc liên tục được sử dụng rộng rãi đã cho phép duy trì tính cạnh tranh. Ngày nay, công nghiệp thép đang đối mặt với sự suy giảm chất lượng trong thép phế và nhu cầu thép phế đòi hỏi ngày càng lớn. Trái lại, cần phải nhấn mạnh là thép phế vẫn là nguồn nguyên liệu chính đối với luyện thép lò điện hồ quang EAF. Tại cùng một thời điểm, chất lượng thép phế vẫn duy trì tốt nhất ở quy mô ngày nay, và vật liệu hoàn nguyên sơ bộ sẽ thay thế dần dần thép phế trong sản xuất thép chất lượng cao.

Do đó, nguồn cung cấp sắt xốp được kỳ vọng tăng trưởng qui mô đến 50 triệu tấn/năm vào năm 2010 thay vì 30 triệu tấn/năm ngày hôm nay (tháng 6/2004). Gang lỏng và gang thỏi cũng được sử dụng với qui mô lớn hơn. Chattisgarh được phú cho là nơi có giàu nguồn than không coke hoá thích hợp cho sản xuất sắt xốp. Quặng sắt cũng dồi dào ở các bang lân cận của Orissa. Kết quả là nhiều nhà máy sản xuất sắt xốp (gần 30) đã được khởi động ở vùng này và nhiều dự án khác đang chờ cấp phép.

Tăng trưởng công nghiệp

Từ 1980, nền công nghiệp sắt xốp chuyển mình theo dạng phát triển hình chữ "U" và những người tham gia vào nền công nghiệp rất miễn cưỡng phân phối cho luyện thép triển vọng sáng lạn của công nghiệp thép ở Ấn Độ và các quốc gia láng giềng, Công Sponge Iron India Ltd. chấp nhận canh tranh về sản xuất sắt xốp. Nhà máy sản xuất sắt xốp đầu tiên ở đất nước này được xây dựng tại Paloncha, Andhra Pradesh với công suất 0,039 MTPA vào năm 1980. Giữa những năm 1980-1988, chỉ có 3 nhà máy được xây dựng là Orissa Sponge Iron Ltd. - công suất 0.1 MTPA, Ipitata Sponge Iron - công suất 0.09 MTPA và Sunflag Iron Steel Ltd. được xây dựng 1 số nhà máy để sản xuất sắt xốp cho nhu cầu nội bộ. Năm 198, nhà máy sắt xốp Bihar Sponge Iron Ltd. thương mại  đầu tiên có công suất 0,15 MTPA. Cuối những năm 1980, các nhà sản xuất nội địa được biểu dương nhờ sự khám phá trữ lượng về khí thiên nhiên, bắt đầu xây dựng các nhà máy sắt xốp sử dụng khí hoàn nguyên. Nhà máy đầu tiên xây dựng bởi Essar Steel Ltd., tại Hazira ở Gujarat vào năm 1990. Trong số 3 nhà sản xuất sắt xốp bằng khí, Essar Steel trở thành nhà máy sản xuất lớn nhất thế giới với công suất 1.76 MTPA (đến thời điểm này đã mở rộng đến 2,4 MTPA và một số nhà máy đang được mở rộng thêm). Ispat Industries Ltd. là công ty đầu tiên trên thế giới lắp đặt tổ hợp Megamod là tổ hợp lớn nhất thế giới có công suất 1,1 MTPA tai Dolvi, Maharash và là nhà máy đầu tiên trên thế giới lắp đặt công nghệ HYL-II từ HYLSA, Mehico. Do có nguồn than dồi dào, sản xuất sắt xốp được xem xét theo nhiều lựa chọn. Sau đó, một số nhà máy DRI được xây dựng ở các vùng đô thị và ngoại vi Toms a Harry. Các tổ hợp sản xuất gang xốp từ than đã phát triển nhanh ở 2 thập kỷ sau đó với công suất hiện thời là 4,5 MTPA. Ấn Độ, ngày nay, là nước sản xuất sắt xốp bằng than lớn nhất thế giới. Jindal Steel & Power Ltd. là nhà sản xuất sắp xốp bằng than lớn nhất ở châu Á và thứ nhì thế giới. Công suất sản xuất sắt xốp bằng than lớn nhất thế giới tại nhà máy Raigarh có sản lượng 650'000 TPA.

Định lượng các tổ hợp

Thật khó để đạt được một con số cụ thể mà chỉ ra được tổng số tổ hợp sắt xốp hiện có ở Ấn Độ, vì 60% trong số này đến từ các ngành công nghiệp quy mô nhỏ. Trong số này phần nhiều đến từ khu vực kinh tế tự phát. Có một số nguồn số liệu thống kê không được công bố chính thức. Do đó, đây chính là điểm mà không thể xác định được tổng số đơn vị sắt xốp sản xuất được của Ấn Độ.

Sản lượng

Năng lực sản xuất sắt xốp thực tế của ở Ấn Độ đã tăng từ 1,52 triệu tấn trong giai đoạn 1990-1991 đến hơn 7 triệu tấn trong giai đoạn 2002-03. Sắt xốp sản xuất bởi nhà sản xuất nhỏ giai đoạn giữa tháng 4 năm 2003 đến tháng 2 năm 2004 đứng ở mức 7.301 nghìn tấn so với 6.287 nghìn tấn trong cùng kỳ năm ngoái. Do đó, ngành công nghiệp này đã tăng trưởng xấp xỉ với tỷ lệ 30 phần trăm. Tổng thể tăng trưởng trong sản xuất giai đoạn 2002-03 đã tăng khoảng 22 phần trăm so với năm trước. Trong khi số tổ hợp sử dụng than cũng tăng ấn tượng lên tới 32 phần trăm trong các năm 2002-03, số đơn vị khí sử dụng cũng tăng khoảng 40 phần trăm. Trong khi sản lượng mà các nhà sản xuất nhỏ cũng đóng góp mức tăng khoảng 28,75 phần trăm. Tất cả những điểm nêu trên đã dẫn ra sự tăng trưởng đáng kể trong nhu cầu về sắt xốp ở trong nước của Ấn Độ.

Các mốc phát triển

Ấn Độ đã trở thành nhà sản xuất sắt xốp lớn nhất thế giới năm 2002, xác lập vị trí đứng đầu sau hai năm với sản lượng 6,53 triệu tấn. Theo một chuyên gia của ngành công nghiệp, một vài dự án thép đến từ các khu vực kinh tế khác với tổng công suất lắp đặt kết hợp khoảng 6 triệu tấn. Điều này sẽ làm tăng nhu cầu về thép phế liệu và sắt xốp. Nhìn chung ngành sản xuất thép dự kiến sẽ tăng trưởng hàng năm ở mức 10% trong tương lai. Nhu cầu nội địa của sắt xốp ước đạt mức 12,77 triệu tấn trong giai đoạn (2.004-05).

Ấn Độ đã một lần nữa nổi lên như là nhà sản xuất sắt xốp lớn nhất trên thế giới năm 2003 với một kỷ lục sản xuất 7,7 triệu tấn, đi đôi với một sự tăng trưởng đáng kể 17,5 %. Ấn Độ đã xác lập vị trí dẫn đầu này nhờ vào sản lượng vượt 0,8 triệu tấn so với Venezuela là nhà sản xuất lớn thứ hai thế giới với sản lượng 6.900.000 tấn và Mexico ở vị trí thứ ba với sản lượng 5.600.000 tấn. Mức sản lượng sắt xốp của thế giới đã tăng từ 45,10 triệu tấn vào năm 2.002 lên mức 49.450.000 tấn vào năm 2003 (tăng 9,64%). Áp lực về giá thép một phần cũng được hạ nhiệt trong tháng 4 năm 2004 chủ yếu đối với các sản phẩm thép tấm trên phạm vi toàn cầu bên cạnh đó giá cả của thép cuộn cán nóng cũng có được một sự suy giảm về giá. Tuy nhiên, giá các sản phẩm từ lâu đã xác lập một mức tăng chung trong tất cả các thị trường chủ yếu là do sự bùng nổ nhu cầu về thép trong ngành xây dựng.

Để đảm bảo đáp ứng đủ thép với giá phải chăng cho khu vực kinh tế quy mô nhỏ, hai cuộc họp đã được tổ chức vào tháng tư năm 2004 - một với khối các tổng công ty công nghiệp nhỏ (SSIC) và một với Uỷ ban điều phối để giải quyết vấn đề gặp phải của khối công nghiệp nhỏ với các đơn vị và xem xét các đề án để cung cấp đủ nguyên liệu cho khối này và các tập đoàn công nghiệp nhỏ. Các hiệp hội công nghiệp nhỏ đã được khuyến khích để thiết lập một cơ chế để trực tiếp sáp nhập vào MOUs lâu dài với các nhà sản xuất thép để họ có thể có được nguyên liệu sản xuất với giá cả phải chăng. Phân bổ được thực hiện cho SSICs đã được cải tiến đáng kể trong giai đoạn 2.004-05.

Các vấn đề đối mặt của công nghiệp sắt xốp

Ngành công nghiệp sắt xốp ở Ấn Độ đang đối mặt với những vấn đề to lớn trong đó có chi phí cơ bản đầu vào, đầu tư ban đầu đòi hỏi vồn lớn đó là nhân tố quan trong bậc nhất. Nhu cầu thị trương giảm sút khi kinh tế suy thoái những năm qua và trước mắt, tuy nhiên, kinh tế đã dần hồi phục hiện tại và nhu cầu thép phục vụ công nghiệp hứa hẹn tăng mạnh trong những tháng tới. Tuy nhiên, ngành công nghiệp thép cũng đứng trước nguy cơ tiếp tục kịch bản trong tương lai như nhập khẩu phế liệu thép - một thay thế cho sắt xốp – hai là tăng tỷ trọng thép. Chất lượng quặng sắt đòi hỏi cao hơn chất lượng quặng sắt hiện tại đang cung cấp cho các nhà sản xuất. Phẩm cấp quặng sắt trong đó có hơn 60% sắt lại thích hợp dung để xuất khẩu. Trong khi đó nhập khẩu lại yêu cầu hàm lượng tro thấp (dưới 12%) mà công nghệ phi kok bắt buộc phải được pha trộn với quặng có tro cao. Hơn nữa giá khí thiên nhiên ở Ấn Độ cao so với thị trường toàn cầu đang làm gia tăng chi phí sản xuất.

Phát điện

Việc phát điện thông qua các loại khí thải trong quá trình luyện thép với chi phí rất thấp là một trong những ưu điểm lớn nhất trong ngành công nghiệp sắt xốp mang lại. Việc này cung cấp năng lượng với chi phí thấp trên một đơn vị sản phẩm nhờ đó giúp tạo ra lợi nhuận nhiều hơn so với việc bán sắt xốp. Điều đó có nghĩa là năng lượng điện có thể trở thành sản phẩm đầu tiên tạo ra khi mà chúng ta sử dụng sắt xốp để luyện thép. Và như vậy khi giá điện cao, các đơn vị này có thể bán điện (bằng cách bù vào giá điện mà họ phải trả cho nhà nước) hoặc bán giá cạnh tranh cho các ngành công nghiệp nhỏ ở gần đó với giá thấp hơn và có thể kiếm được thu nhập từ việc bán điện.

Mặc dù trên toàn cầu quặng sắt là nguyên liệu chính cho lò cao (BF) và thép sản xuất ra thông qua lò cao hiện đang chiếm 57% tổng sản lượng thép thô trên thế giới. Việc sản xuất thông qua con đường EAF (lò hồ quang) cũng đã tăng đáng kể từ khoảng 26,6% trong năm 1998 lên khoảng 36% trong năm 2002. Hiện đang có xu hướng gia tăng trong giá thép phế liệu cần thiết cho sản xuất thép EAF và nguồn cung hạn hẹp của nó đã dẫn đến việc tìm kiếm thêm nguyên liệu thay thế. Các kỹ sư công nghệ thép đã tìm ra sắt xốp như là nguyên liệu phù hợp với chi phí của lò EAFs.

Triển vọng toàn cầu

Các ngành công nghiệp thép trên toàn cầu đang sử dụng khoảng 25% các nguồn nguyên liệu khác như sắt DRI / HBI, gang thương phẩm và gang lỏng để sản xuất thép chất lượng cao trong EAFs. DRI là bây giờ được công nhận như là một nguyên liệu có độ tinh khiết cao, chất lượng hàng đầu trên toàn thế giới. So với thép phế, việc sử dụng DRI / HBI bây giờ được xem như cung cấp nhiều lợi ích như thành phần đồng nhất, ít tạp chất và thân thiện với môi trường. Việc cung cấp toàn cầu của sắt xốp dự kiến sẽ đạt 55 triệu tấn vào năm 2010 so với khoảng 40 triệu tấn hiện nay, gang lỏng và gang thỏi cũng sẽ vẫn được sử dụng ở mức độ lớn. Đồng thời, các phế liệu chất lượng kém sẽ ít có triển vọng được sử dụng trong tương lai. Các nước đang phát triển cùng với Mexico, Venezuela, Ấn Độ và Iran cùng nhau sản xuất hơn 50% tổng sản lượng DRI trên thế giới. Ý nghĩa của nó để lưu ý rằng việc sản xuất toàn cầu của DRI từ 7,8 tấn vào năm 1981, đã lên đến 39,33 triệu tấn năm 2001 ghi nhận tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 20% trong thời kỳ này. Ấn Độ từ nhà sản xuất DRI lớn thứ ba của trên thế giới vào năm 1998, đã đi trước một bước để lấy vị trí thứ hai trong năm 1999, tụt xuống vị trí thứ ba một lần nữa trong năm 2000 nhưng lại bỏ qua tất cả các nước để đạt được vị trí dẫn đầu năm 2001.

Nguyên liệu

Các nguyên liệu chính được yêu cầu cho sản xuất sắt xốp được oxit sắt ở dạng sắt cục, bột, viên, than phi kok và trợ dung(đá vôi và đôlômit). Việc lựa chọn các oxit sắt cần tuân thủ những tiêu chí quy định đặc biệt là hàm lượng phospho để có thể khử bỏ dễ dàng. Sử dụng độ tinh khiết cao của quặng cục, bột viên với hàm lượng phospho thấp với giá kinh tế giúp giảm chi phí tăng hiệu quả khi sản xuất sắt xốp. Sản lượng DRI sơ cấp sản xuất đạt 6.287.000 tấn trong tháng tư 2002-03. Xa hơn nữa xét về thành phần hóa học của sắt xốp và để cho năng suất tối đa thì thành phần sắt kim loại nên chọn ở cấp độ cao nhất có thể với S và P thấp nhất có thể. Thành phần lý tưởng Si nên trong vòng 2 đến 3% để đảm bảo khối lượng xỉ thấp hơn, tiêu thụ ít năng lượng và để đạt được năng suất cao

Tương lai

Sắt xốp và ngành công nghiệp sản xuất thép luôn đi đôi với nhau. Do đó, sẽ rất khó khăn để thừa nhận tương lai của ngành công nghiệp sắt xốp mà không đi cùng với ngành sản xuất thép và ngược lại. Vì vậy, tương lai của DRI phụ thuộc vào nhu cầu thép kết hợp với sự sẵn có của thép phế liệu thay thế nó. Sản xuất vật liệu này giúp tiết kiệm rất nhiều tổn thất giúp tăng doanh thu giảm tiêu tốn ngoại tệ, tuy nhiên để phát triển được ngành này cần nhiều ngoại tệ, cần phát triển các công ty cung cấp nguyên liệu cũng như hình thành cơ sở cho hoạt động sản xuất trên quy mô lớn tiếp sau đó. Do đó, các nhà sản xuất đang vận động hành lang với các chính phủ những người có nghĩa vụ pháp lý và bảo vệ liên quan.

Bản gốc: http://www.steelworld.com/a%20nerve.htm . Biên dịch: Trương Xuân Tiệp và Nguyễn Hoàng Việt.

xahoihoctap.NET
Author: Social Learning Network
About: Teaching resource - the 1st Vietnamse Portal in Metallurgy and Materials Technology. Cổng thông tin về lĩnh vực luyện kim và kỹ thuật vật liệu. Lĩnh vực chủ chốt: gang trắng Cr cao, thiêu kết xung điện plasma, xử lý nhiệt, tự động hóa trong luyện kim, luyện kim phi coke, động học hoàn nguyên Oxit sắt.

Donate

Donate using PayPal
Amount: