Tạo ra phương pháp sản xuất siêu nhanh 'hạ gục' các lò cao truyền thống, Trung Quốc khiến ngành thép thế giới dậy sóng
Với khả năng ứng dụng rộng rãi và hiệu quả cao, phương pháp mới hứa hẹn thay đổi cục diện ngành thép toàn cầu, đồng thời giảm sự phụ thuộc của Trung Quốc vào nguồn quặng nhập khẩu.
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa công bố một phương pháp sản xuất sắt mới không chỉ nhanh hơn và rẻ hơn mà còn thân thiện hơn với môi trường.
Sau hơn một thập kỷ nghiên cứu chuyên sâu, công nghệ sản xuất sắt này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa ngành công nghiệp thép toàn cầu.
Theo các kỹ sư tham gia dự án, phương pháp này sử dụng bột quặng sắt nghiền mịn, được phun vào lò nung ở nhiệt độ cực cao, nhằm tạo ra một "phản ứng hóa học bùng nổ".
Những giọt sắt lỏng kế đó rơi xuống và tụ lại ở đáy lò, tạo thành dòng sắt tinh khiết cao có thể sử dụng trực tiếp để đúc hoặc sản xuất thép chỉ trong một bước duy nhất.
Được gọi là công nghệ sản xuất sắt nhanh (flash ironmaking), phương pháp này có thể hoàn thành quy trình sản xuất sắt trong vòng chỉ 3-6 giây, nhanh hơn nhiều so với 5-6 giờ của các lò cao truyền thống.
Điều này đồng nghĩa với việc tốc độ sản xuất sắt tăng hơn 3.600 lần so với phương pháp truyền thống.
Đây là thông tin do nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo sư Zhang Wenhai, thuộc Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, công bố trong tạp chí khoa học Nonferrous Metals vào tháng 11.
Công nghệ mới cũng hoạt động đặc biệt hiệu quả với quặng sắt có hàm lượng thấp hoặc trung bình, loại tài nguyên dồi dào ở Trung Quốc.
Hiện nay, nhiều phương pháp sản xuất sắt truyền thống phụ thuộc nặng nề vào quặng có hàm lượng cao, khiến Trung Quốc phải chi tiêu lớn để nhập khẩu từ Australia, Brazil và châu Phi.
Giáo sư Zhang và các đồng nghiệp ước tính rằng công nghệ mới sẽ cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của ngành thép Trung Quốc lên hơn 1/3. Ngoài ra, việc loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng than đá sẽ giúp ngành này tiến gần hơn tới mục tiêu phát thải gần như bằng không.
Thách thức và đột phá kỹ thuật
Một trong những thách thức lớn nhất trong việc ứng dụng công nghệ này là phát triển đầu phun quặng (ore-spraying lance). Quặng sắt cần được phân tán đều trong không gian lò nhiệt độ cao với diện tích bề mặt riêng lớn để kích hoạt phản ứng bùng nổ.
Vì vậy, nhóm của ông Zhang đã phát triển thành công đầu phun xoáy (vortex lance) có khả năng phân phối đồng đều vượt trội, giúp phun 450 tấn quặng sắt mỗi giờ.
Một lò phản ứng được trang bị 3 đầu phun này có thể sản xuất tới 7,11 triệu tấn sắt mỗi năm. Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ đầu phun đã được đưa vào sản xuất thương mại.
Được biết giáo sư Zhang bắt đầu nghiên cứu công nghệ luyện kim nhanh từ những năm 1970, khi ông áp dụng thành công vào sản xuất đồng quy mô lớn. Công trình này đã mang về cho ông nhiều giải thưởng và giúp ông được bầu vào Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc năm 2003.
Ngày nay, tiêu thụ đồng của Trung Quốc chiếm gần 60% sản lượng toàn cầu, minh chứng cho ảnh hưởng sâu rộng của vị giáo sư đối với ngành công nghiệp luyện kim.
Theo SCMP
