ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA : CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

CHUYÊN NGÀNH : KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
MÔN: NẤU LUYỆN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
 LỚP: VL05KL 

TÊN ĐỀ TÀI:

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LÒ ĐIỆN HỒ
QUANG XOAY CHIỀU NẤU
THÉP BCT51 SẢN LƯỢNG 150
TẤN/MẺ .

Thầy hướng dẫn: Ths
Sinh viên thực hiện: PHẠM

NGUYỄN DUY THÔNG

THỊ MINH TRANG V0503047

Thành phố Hồ Chí Minh ngày tháng 12 năm 2008


Mục lục

Lời cảm ơn ..........................................................................................................- 5 ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY: .........................................................................................- 6 Lời mở đầu .........................................................................................................- 7 CHƯƠNG I: TÍNH TỐN THỂ NỒI LỊ VÀ THIẾT KẾ LỊ ...........................................- 8 I.TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC NỒI LỊ SẢN LƯỢNG 150 TẤN: ...........................- 8 1.Hình dạng nồi lị: .......................................................................................- 8 2.Các kích thước nồi lị : ...............................................................................- 9 3.Các kích thước của không gian nấu chảy: ....................................................- 9 II. THIẾT KẾ LÒ VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ: ..................................................... - 10 1.Xây lò hồ quang: ..................................................................................... - 11 2. Thiết bị lò: ............................................................................................. - 14 3.Thiết bị điện:........................................................................................... - 16 CHƯƠNG II. CHUẨN BỊ LỊ VÀ TÍNH TỐN PHỐI LIỆU NẤU THÉP .......................... - 18 I.CHUẦN BỊ LÒ: ............................................................................................. - 19 II.TÍNH TỐN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LỊ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 150 TẦN: 19 1.Tính tốn phối liệu chính: ......................................................................... - 20 2.Kiểm tra thành phần các nguyên tố khác: .................................................. - 20 III.TÍNH TỐN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ: ............................................................ - 21 1.Các chất tạo xỉ bazo: ............................................................................... - 21 2. Tính tốn khối lượng xỉ: .......................................................................... - 22 IV.CÔNG TÁC CHUẦN BỊ: ................................................................................ - 23 1. Kiểm tra thiết bị: .................................................................................... - 23 2. Chất liệu: ............................................................................................... - 23 CHƯƠNG III.CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TRONG LỊ HỒ QUANG BAZIT ............ - 24 I.GIAI ĐOẠN NẤU CHẢY: ................................................................................ - 24 1.Trình tự tiến hành: .................................................................................. - 24 2.Khử P: .................................................................................................... - 25 3.Biện pháp rút ngắn thời gian nấu chảy: ..................................................... - 26 II.GIAI ĐOẠN OXY HÓA:................................................................................. - 27 1.Nhiệm vụ cơ bản của giai đoạn này là: ...................................................... - 27 2.Thực hiện quá trình: ................................................................................ - 27 3.Oxy hóa P: .............................................................................................. - 28 III.GIAI ĐOẠN HỒN NGUN: ....................................................................... - 30 1.Nhiệm vụ: ............................................................................................... - 30 2.Thực hiện: .............................................................................................. - 30 3.Khử oxy: ................................................................................................. - 31 4.Khử lưu huỳnh: ....................................................................................... - 36 5.Hợp kim hóa thép: ................................................................................... - 38 CHƯƠNG IV.CHẾ ĐỘ ĐIỆN VÀ CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG LÒ .................................... - 39 I.CHẾ ĐỘ NHIỆT: ........................................................................................... - 39 II.CHẾ ĐỘ ĐIỆN: ........................................................................................... - 40 CHƯƠNG V.BIỆN PHÁP RÚT NGẮN THỜI GIAN NẤU LUYỆN VÀ TĂNG NĂNG SUẤT .. - 42 -

-2-

CHƯƠNG VI.NHỮNG SỰ CỐ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH NẤU LUYỆN. ................... - 43 KẾT LUẬN ......................................................................................................... - 44 -

-3-


-4-


Lời cảm ơn

Để thực hiện ĐỒ ÁN MÔN HỌC này , em phải tham khảo sách KĨ THUẬT LÒ
ĐIỆN LUYỆN THÉP (tác giả Trần Văn Dy) là chủ yếu nhưng quan trọng nhất là
được sự hướng dẫn của thầy qua các bài giảng trên lớp và sự giúp đỡ của các
bạn trong lớp cũng như trong nhóm cùng thực hiện.Em xin chân thành cảm ơn
thầy và các bạn!

-5-


ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY:
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………..
.

-6-



Lời mở đầu
Thép và gang là những vật liệu chủ yếu và chiếm sản lượng lớn trong sản xuất,
đời sống con người lâu nay.Hiện nay thế giới nói chung cũng như Việt Nam nói
riêng đang và đã phát triển đồng thời cải tiến ngành công nghiệp sản xuất thép,
gang.Do yêu cầu sản lượng rất lớn các sản phẩm sắt thép xây dựng chất lượng
tốt của ngành xây dựng đòi hỏi phải sản xuất thép ở lị có dung lượng lớn (50100 tấn),(100-400 tấn) hoặc hơn thế nữa.Vì vậy nấu thép trong các lị thổi
khơng khí, lị Besmer, lị Mactin,…khơng thể đáp ứng được sản xuất sản lượng
lớn, công nghệ nấu lạc hậu thời gian nấu quá dài (từ vài tiếng đến 1 ngày).
Phương pháp luyện thép trong lò hồ quang điện là 1 công nghệ mới và hiện
đại.Để luyện thép và hợp kim trong lò, người ta tận dụng điện năng biến thành
nhiệt năng dưới dạng hồ quang.Thường sử dụng lò điện hồ quang xoay chiều
(AC-EAF), lò hồ quang một chiều (DC-EAF) để sản xuất thép cacbon chất lượng,
thép hợp kim thấp,trung bình và cao với sản lượng lớn. Đặc điểm nổi bật của lò
hồ quang:
- Tập trung được lượng nhiệt lớn để nung chảy kim loại nhanh đặc biệt là
các kim loại khó chảy như vofram, molipden,…
- Lị có nhiệt độ cao >=1700° C nên tạo điều kiện hòa tan các nguyên tố
hợp kim nhiều trong thép, thỏa mãn đầy đủ các phản ứng luyện kim (oxy
hóa, khử), tăng tốc độ phản ứng hóa học, thúc đẩy các quá trình xảy ra
nhanh chóng và triệt để.
- Dễ dàng nâng nhiệt độ cho bể kim loại, điều chỉnh chính xác thành phần
hóa học của thép lỏng và xỉ.
- Đảm bảo cháy hao của các nguyên tố hợp kim rất thấp, giảm hàm lượng
phospho và lưu huỳnh rất thấp (P,S < 0,02%).
- Giá thành thép lị điện cịn cao vì tiêu tốn điện năng và điện cực lớn.
Vì vậy cần phải:
- Chọn và tính tốn hợp lý phế thép, đảm bảo ít phospho và lưu huỳnh, kích
thước liệu phải phù hợp với dung lượng lò và phương pháp chất liệu vào

lò đảm bảo vận hành lò tốt.
- Sử dụng và khống chế chế độ điện một cách tối ưu trong quá trình nấu
thép, đảm bảo thời gian nấu một mẻ thép thấp nhất, năng suất lò cao
nhất.
- Áp dụng triệt đề các biện pháp cường hóa trong giai đoạn nấu chảy, oxy
hóa và hồn ngun.
- Áp dụng các cơng nghệ mới như thổi oxy, nung liệu trước, tạo xỉ bọt,…
khử bỏ tạp chất và các khí có hại trong thép một cách triệt để.
Tuy nhiên, đồ án chỉ giới hạn trong tính tốn lị và phối liệu, thiết kế lị và cách
vận hành của một sinh viên nên chỉ là một bài sơ khai khơng chun sâu vào lị
hồ quang. Vì vậy sẽ có nhiều thiếu sót, khơng đầy đủ.Hi vọng có những sai sót
nào mong thầy và các bạn góp ý kiến đóng góp để bài làm hồn thiện hơn.
Tác
giả

-7-


Phạm Thị
Minh Trang

CHƯƠNG I: TÍNH TỐN THỂ NỒI LỊ VÀ THIẾT
KẾ LỊ
I.TÍNH TỐN CÁC KÍCH THƯỚC NỒI LỊ SẢN LƯỢNG
150 TẤN:
1.Hình dạng nồi lị:

Hình 1: Hình dạng và kích thước khơng gian lị hồ quang
Hình dạng tối ưu của lị là hình nón cụt và một phần đáy hình chỏm cầu, góc
nghiêng của phần cơn là 45° so với phương ngang tạo điều kiện thuận lợi cho

việc vá lò và giúp cho nồi lị giữ ngun được hình dạng trong quá trình nấu
luyện.Với hình dạng này thì bảo đảm cho kim loại nóng chảy nhanh vì kim loại
lỏng được tích lại trong phần chỏm cầu.
-8-


Thể tích kim loại lỏng trong nồi lị:
Vkl = V0 * gkl = 0,145 * 150 = 21,75 (m3)
Với V0 là thể tích riêng của kim loại lỏng ( thép có V0 = 0,145 m3/tấn)
Thể tích xỉ là:
Vxỉ = V0xỉ * gxỉ
Với V0xỉ là thể tích riêng của xỉ ( 0,33 m3/tấn)
Nếu dùng gang thì lượng xỉ phụ thuộc vào trọng lượng gang (gang : 15>20%/mẻ, xỉ: 9->10%).Để an toàn ta tính lượng xỉ lớn nhất vào giai đoạn oxy
hóa:
Vxỉ = 0,15 *Vkl = 0,15 * 21,75 = 3,26 (m3)
Vậy thể tích nồi lị là: V = Vkl + Vxỉ = 21,75 + 3,26 = 25,01 (m3)

2.Các kích thước nồi lò :
Chiều cao cửa chất liệu cao hơn mức kim loại lỏng từ 75-80mm; chiều sâu nồi lị
và đường kính của nó phải tương ứng. Khi thể tích nồi lị xác định, chiều sâu nồi
lị càng bé thì bề mặt kim loại tiếp xúc với xỉ càng lớn, đường kính khơng gian lị,
đường kính vỏ lị tăng do đó bề mặt tỏa nhiệt của lò tăng lên gây tiêu tốn nhiều
điện năng.
Ta xác định kích thước nồi lị trên cơ sở chọn 1 kích thước làm chuẩn là tổng
chiều sâu nồi lị.
- Đường kính nồi lị: D = 5 * H
- Chiều sâu phần chỏm cầu: h1 = 0,2 * H
- Chiều sâu phần hình nón: h2 = 0,8 * H
Vì vậy thể tích nồi lị bằng thể tích hình nón cụt + thể tích hình chỏm cầu:
V=


Πh2

(R2 + Rr + r2) + Πh1[

r2
+
2

]

h1 2

3
6
Với R = ½ D, r = ½ (D – 2h2) = 1,7H
Thế vào ta có V = 12,1H = 0,0968D3 (m3)
Vnồi lò = 12,1 * H3 => H = 1,27 (m) = 1270 mm
 Đường kính nồi lị: D = 5 * H = 5* 1270 = 6350 mm
 Chiều sâu phần chỏm cầu: h1 = 0,2 * H = 0,2 * 1270 = 254 mm
 Chiều sâu phần hình nón: h2 = 0,8 * H = 0,8 * 1270 = 1016 mm
 Bán kính nồi lò : R = D/2 = 6350/2 = 3175 mm
 Bán kính chỏm cầu : r = 1,7 * H = 1,7 * 1270 = 2 159 mm
 Đường kính chỏm cầu : d = D – 2 * h2 = 2 * r = 2 * 2159 = 4318 mm

3.Các kích thước của khơng gian nấu chảy:
Để xỉ không tiếp xúc làm hỏng lớp gạch xây của tường lò, chân tường lò phải
cao hơn mức cửa nạp liệu từ 100-200 mm ( ta chọn 100 mm).
Đường kính của không gian nấu chảy là:
Dkg = D + 2* 100 = 6350 + 200 = 6550 mm


-9-


Khi xác định chiều cao không gian nấu chảy H1 từ ngưỡng cửa liệu đến chân
nắp lò cần chú ý các điểm sau: H1 mà tăng thì tuổi thọ nắp lò tăng theo do xa
ngọn lửa hồ quang, đồng thời nấu luyện được liệu nhẹ, người ta thường cho nắp
lò xa bề mặt kim loại vì sẽ giảm được thời gian dừng lò để tu sửa và cải thiện
được một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Nhưng nếu tăng q thì mất nhiệt tăng.
Do đó thường chọn H 1 = ( 0,4 – 0,6) * D kg.
Đối với lò lớn ta chọn : H1 = 0,4 * Dkg = 0,4 * 6550 = 2620 mm

Chiều cao của nắp lò : h3 = 0,15 *( Dkg +
1000) = 0,15 * ( 6550 +1000) = 1132,5 mm
Chiều cao tính từ mặt kim loại đến nắp lò là : H2 = H1 + h3 = 2620 +
1132,5 = 3752,5 mm
Đường kính nắp lò: D1 = Dkg + 2*χ
Với χ là độ nghiêng tường lò 10% so với chiều cao:

χ = H1 -100 mm
10

= 252 mm
 D1 = 6550 + 2*252 = 7054 mm
Chiều dày của lớp lót lị 150T là 600mm.
Đường kính của vỏ lị là : DT = Dkg + 2*δ = 6550 + 2* 600 = 7750 mm
Vỏ lò dày 40mm nên đường kính ngồi của vỏ lị là: (với δvỏ lị =1/200 đường
kính vỏ lị)
DN = DT + 2*δvỏ lò = 7750 + 2*40 = 7830 mm
Chiều dày của đáy lò : δđáy lò = H = 1270 mm. Ta chọn δđáy lị =1000 mm.

Khi có đặt máy khấy trộn điện từ chiều dày lò giảm 10-15% để stato của máy
gần kim loại lỏng hơn làm gia tăng hiệu quả trộn.

II. THIẾT KẾ LÒ VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ:

- 10 -


1.Xây lị hồ quang:
Lị điện hồ quang gồm có vỏ
ngồi bằng thép chịu nhiệt, có độ
dày 10-25mm.Bên trong vỏ có
xây lớp lót vật liệu cản nhiệt và
gạch chịu lửa cao.Trên thân lị có
nắp đậy kín cố định hay dịch
chuyển được khi chất liệu vào lò
theo phương pháp trên xuống.
Nắp lò khơng có vỏ bọc bằng kim
loại, nhưng để đảm bảo độ cứng
và bền chắc ta làm một vành đai
9kim loại ơm kín chân vịm nắp.
a.Vật liệu xây lị hồ quang:
Độ bền của lớp lót ảnh hưởng đáng kể đến năng suất lò và chất lượng thép nấu
luyện. Các phần chủ yếu của lớp lót bao gồm đáy, tường và nắp lị.
u cầu của lớp lót:
- Chịu nhiệt độ rất lớn (gần 1700°C) nên vật liệu làm lớp lót phải có độ chịu
nhiệt cao(là nhiệt độ mà tại đó mẫu bắt đầu biến dạng do chính trong
lượng bản thân).
- Vật liệu cịn chịu ứng suất lớn nên phải có độ biến mềm dưới tác dụng tải
trọng cao.

- Có độ bền nén cao
- Chịu được sự thay đổi nhiệt độ thường xuyên, cần có độ ổn định nhiệt cao
tức là khả năng giữ nguyên vẹn hình dáng và độ bền cơ khi nhiệt độ thay
đổi đột ngột.
- Có độ ổn định về mặt hóa học vì nó hay bị mịn do tiếp xúc thường xuyên
với xỉ lỏng, kim loại lỏng và khí nóng.
- Khi xây lị cần chú ý chừa những mối giãn nở ở giữa các viên gạch vì có
sự co giãn của vật liệu chịu lửa khi bị nung nóng hay nguội đi.
- Độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp để giảm mất mát nhiệt và suất tiêu hao điện
năng.
Gạch đinat: là loại vật liệu chịu lửa axit, nguyên liệu chủ yếu là đá thạch anh và
hàm lượng SiO2 cao. Nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1650°C, độ chịu nóng 17101720°C. Thành phần hóa học :
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
Fe2O3
93,2-95%
2,4-3%
0,80%
1,10-2,0%
0,75-1,10%
Gạch có độ bền cơ cao nhưng đến 600°C thì độ ổn định nhiệt của gạch đinat
thấp nên nung chậm. Nó khơng tác dụng với xỉ axit nhưng bị xỉ bazo bào mòn
tường lò tạo silicat dễ nóng chảy.
Ứng dụng: làm nắp lị hồ quang axit.
Manhêzit :
- Bột Manhezit: là vật liệu chịu lửa có tính bazo, có được bằng cách nung
Manhezit tư nhiên. Thành phần hóa học:
- 11 -



MgO
CaO
SiO2
Al2O3 + Fe2O3
88-91,5%
≤3%
≤4%
3-5%
Thành phần hạt nhỏ mịn dùng để vá đáy lò, đầm đáy lò và tường lò hồ quang
bazo.
- Gạch Manhezit: sản xuất từ Manhezit bột đã thiêu.Thành phần hóa học:
MgO
CaO
FeO
Al2O3
MnO
SiO2
86%
2%
5%
1,5%
0,8%
4%
Tính chịu lửa từ 1790-1800°C, nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1500°C. Gạch chịu
được tác dụng của xỉ bazo nhưng bị xỉ axit bào mòn. Gạch manhezit hay bị nứt
vỡ khi nhiệt độ thay đổi thay đổi đột ngột, độ dẫn nhiệt lại cao nên không thể
xây tường lò và nắp lò.
Ứng dụng gạch manhezit: xây tường lò và đáy lò.

Crom-Manhezit : thành phần MgO (40-45%), Cr2O3 (20-30%) loại này chịu
được sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, dùng xây chân tường lò, chỗ tháo thép và
xỉ, có thể xây nắp lị vì tính chịu nhiệt cao.
Đơlơmit: cũng là loại vật liệu chịu lửa có tính bazơ, trong tự nhiên nó ở dạng
CaMg(CO2)2. Sau khi nung, thành phần đôlômit là:
CaO
MgO
Fe2O3
SiO2
52-58%
35-38%
3%
0,6-2,8%
Ứng dụng: xây tường,tu sửa đáy và chân tường.
Samốt :là loại vật liệu chịu lửa trung tính. Thành phần hóa học:
Al2O3
SiO2
Fe2O3
CaO
MgO
35%
62%
2%
0,7%
0,3%
Gạch có độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp, ổn định nhiệt độ cao, độ chịu lửa là 16701730°C.
Ứng dụng: xây máng rót thép, lớp lót thùng rót, làm vật liệu cách nhiệt cho đáy
và tường lị.
Ngồi các vật liệu trên, người ta còn dùng amiăng, gạch điamốt làm vật liệu cách
nhiệt và hắc ín, nhựa than, nhựa thủy tinh lỏng làm chất kết dính.

b.Xây lị hồ quang bazo:
Đáy lị: đáy lị ln phải tiếp xúc với kim loại lỏng
và xỉ lỏng. Do đó đáy lị cần phải đủ độ bền để
chống được va đập mạnh của quá trình chất liệu
rắn từ trên xuống, cách nhiệt tốt, chịu lửa cao,giữ
nhiệt tốt, chịu được q trình sơi thép lỏng, chống
tẩm thực của xỉ lỏng. Xây đáy lò- lò điện hồ quang
bazo cần xây đúng kỹ thuật và có độ dày phù hợp
với dung lượng lò.
Độ dày của đáy là 1000mm , được xây gồm 3 lớp:
lớp làm việc trên cùng được đầm chặt và thiêu kết
thành 1 khối duy nhất, lớp gạch đệm ở giữa và
dưới cùng là lớp cách nhiệt.
Vỏ thép đáy lị có đục những lỗ có đường kính 1025mm để thốt khí trong q trình thiêu kết. Trên
- 12 -


lớp vỏ này người ta đổ 1 lớp bột điatômit dày 50mm và đầm nhẹ, tiếp theo ta lát
gạch samốt nhẹ 1 lớp 65mm và thêm 1 lớp samốt dày 65mm, giữa các khe hở
các viên gạch được điền đầy bằng gạch. Sau đó xây lớp gạch manhêzit đầu tiên
dày 65mm lát vng góc với hướng cũ để lấp kín các khe hở. Tổng chiều dày của
lớp gạch manhêzit là 540mm (gồm 3 lớp 65mm + 3 lớp 115mm), khe hở giữa
các viên gạch được điền đầy bằng bột manhezit nhỏ mịn và giữa các lớp liền
nhau các viên gạch được xây lệch nhau 1 góc 45° để bít kín các khe hở. Trên
cùng là lớp bột manhezit đầm dày 300mm, chất dính của lớp bột này là nhựa
than, hắc ín nung tới 50-60°C, trước khi tạo lớp đầm đầu tiên nên nung nóng
gạch manhezit bằng củi.
Tường lị:
Sau khi xây xong đáy lị thì tiến hành xây tường lị, xây từ trong ra tâm lị và xây
từ chân tường phía dưới lên trên. Sát vỏ thép là lớp amiăng tấm dán lại bằng

thủy tinh lỏng, sau đó là lớp gạch samốt đặt sát các lớp này dày 20mm, tiếp
theo xây hoặc đầm lớp gạch dày 120mm. Để tăng độ bền vững của lớp cách
nhiệt này, ta hàn vào phía trong vỏ lị những thanh thép góc (30x30mm) đặt
thẳng đứng.
Lớp gạch chịu lửa phân bố như sau :
- Xây phần dưới tường bằng gạch crom-nanhezit có độ bền cơ học cao,chịu
lửa tốt vì phần này thường xuyên chịu tác động của kim loại lỏng và xỉ
lỏng.
- Xây phần trên bằng gạch manhezit vì ln chịu sự bức xạ nhiệt hồ quang.
Xây 2 lớp có độ dày tổng cộng 460mm , tường lị ln được vát 10% ở phần trên
tạo thuận lợi cho việc chất liệu, tránh được cháy mòn do tia hồ quang phát ra.
Tổng cộng độ dày của tường lò là 600-700mm.
Nắp lò: làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn, là nơi tập trung
lượng nhiệt quá lớn (>1700°C), khói bụi nóng nhiều. Do đó phải chọn loại gạch
vừa có độ chịu nhiệt cao vừa bền nhiệt, bền cơ học khơng bị vênh uốn
congtrong q trình nấu luyện hay thao tác nâng hạ quay nắp lò , đồng thời phải
tiến hành xây đúng kỹ thuật, chắc chắn.
Các bước xây nắp lò:
- Đặt vành nắp lò lên nền cát có độ vịm giống như độ cong của nắp lị.
- Xác định chính xác của 3 lỗ điện cực , các tâm của lỗ tạo thành 1 tam giác
đều ở chính giữa khung vành đai nắp lị.
- Xây 3 lỗ điện cực có đường kính 600-1000mm trước, xây gân nắp lị , xây
nắp lị từ ngồi vào trong cứ xây xong 3-4 viên gạch thì lót 1 tấm tơm dày
1-1,5mm, các viên gạch được xây dựng đứng và chèn chặt các viên gạch
xây có độ dày 400mm.
- Xây xong đem đi nung sấy cẩn thận.
Nắp lò được nâng lên và quay 1 góc 60°hay 120° để chất liệu vào lò. Gạch để
xây nắp lò là gạch manhezit-cromit (65-70% MgO , 8-18% Cr2O3). Nắp lị cịn có
2 lỗ nữa lỗ thổi và lỗ thốt khí.


- 13 -


2. Thiết bị lị:
a. Vỏ lị:
Vỏ lị phải có đủ độ bền chịu được trong lượng của kim loại và lớp lót, đồng thời
nó phải chịu được áp suất của lớp lót bị giãn nở khi nung nóng.
Vỏ lị thường được hàn bằng thép tấm với chiều dày 40mm cho dung tích lị lớn
150T có đường kính vỏ lị là 7750mm ( chiều dày vỏ lị =1/200 đường kính vỏ
lị).
Vỏ lị có dạng hình cơn-trụ, góc nghiêng của hình cơn là 6-23° và chiều cao của
đoạn hình cơn = 1/3-2/3 khoảng cách từ ngưỡng cửa lò đến chân nắp lò tạo
thuận lợi cho việc vá lò và tăng tuổi thọ của lị.
Ngồi ra, vỏ lị cịn có các gân tăng bền và có các vành đai để giữ ngun hình
dạng của vỏ lị. Vành đai phía trên làm thành dạng rãnh chứa cát để tạo độ khít
khi đậy nắp lị.
Vỏ đáy lị làm dạng hình chỏm cầu đảm bảo có độ bền tối đa và lớp lót có trọng
lượng nhỏ nhất, nó được làm bằng thép khơng có từ tính để có thể lắp đặt thiết
bị khấy trộn bằng điện từ.
b.Vịng ơm điện cực:
Các lỗ trống trên nắp lị đặt điện cực thường có đường kính lớn hơn đường kính
của điện cực từ 40-50mm tránh làm hư hỏng điện cực khi nung nóng. Nhưng
khí lị sẽ thốt ra qua chỗ này gây mất mát nhiệt, điện cực bị oxy hóa mạnh, mật
độ dòng điện tăng lên dẫn đến điện cực bị gãy.
Để tạo sự khít chặt giữa điện cực và nắp lị, ta sử dụng những vịng ơm điện
cực. Vịm ôm điện cực có nhiều loại như : đặt đứng trên nắp lò, ống xoắn ruột
gà, đối trọng...
c.Bộ phận cặp điện cực:
Bộ phận cặp điện cực dùng để dẫn điện đến điện cực và giữ điện cực ở một độ
cao nhất định. Bộ phận này bị nung nóng bởi khí nóng thốt ra từ khe hở ở điện

cực nên nó phải bền và mất mát nhiệt nhỏ nhất và phải giữ được điện cực không
bị rơi xuống trong khi nấu luyện.
Đầu cặp điện cực làm bằng thép, đồng thau hoặc đồng thanh.Phải cố gắng giảm
điện trở tiếp xúc giữa đầu cặp và điện cực nhằm giảm mất mát điện năng vì thế
nó được làm bằng thép khơng từ tính và được làm nguội bằng nước để giảm
được sự oxy hóa và giãn nở vì nhiệt, giữ được tiếp xúc chặt làm giảm điện trở
tiếp xúc.
d. Bộ phận cơ khí nâng hạ điện cực:
Mỗi điện cực phải có bộ phận nâng hạ riêng. Đối với lò lớn ta dùng thiết bị điều
chỉnh bằng thủy lực hay thiết bị bán dẫn tiristor silic điều chỉnh điện cực lên
xuống.
Bộ phận nâng hạ điện cực có 2 trụ lồng vào nhau được dùng nhiều nhất hiện
nay. Trụ ngoài rỗng ruột được gắn cố định vào vỏ lò, còn trụ trong được lồng
vào trong trụ ngồi. Trụ ngồi có gắn chặt 4 hoặc 8 puly bên trong có nhiệm vụ
dẫn động trụ trong lên xuống theo hướng nhất định. Trụ trong gắn chặt xà
ngang giữ điện cực, khi trụ trong di chuyển lên xuống thì kéo theo điện cực cũng
lên xuống theo.

- 14 -


Tốc độ nâng hạ điện cực phụ thuộc vào dung tích lị. Đối với lị lớn :
Vlên = 1,0-1,5 m/phút
Vxuống = 0,5-0,8 m/phút.
e. Bộ phận cơ khí nghiêng lị:
u cầu của bộ phận này là:
- Việc nghiêng lò phải êm, khơng va đập, có thể nghiêng 45° để rót kim loại
vào thùng rót và nghiêng 10-15° về phía cửa nạp liệ để tháo xỉ.
- Điều khiển tốc độ nghiêng một cách dễ dàng.
- Giảm bớt việc di chuyển thùng rót trong q trình rót.

- Đặt ở vị trí an tồn, khơng bị kim loại phun bắn.
- Khi tháo xỉ thì cơ cấu khơng bị xỉ phun bắn.
Dùng cho lị lớn ta sử dụng bộ phận nghiêng lò đặt dưới đáy: gồm 2 hay 4 vành
tựa, và được lăn trên giá đỡ nằm ngang, đầu máng rót được đưa ra phía trước
lò, 2 xy lanh thủy lực được bắt vào nền và các thanh truyền của nó thì được lắp
bản lề vào các thành tựa.

Ưu điểm:
-

Nghiêng lò vững chắc.
Nghiêng lò êm, đều và tự động hồn tồn.
Khơng ảnh hưởng đến khu vực làm việc của cơng nhân.
Quay được lị có dung lượng lớn, khi nghiêng khơng làm lệch trọng tâm
lị.

Nhược điểm:

Hay bị rơi xỉ, kim loại lỏng lên động cơ.
Thường xuyên bảo đảm sạch sẽ và khô ráo ở dưới khu vực đặt bộ phận
cơ khí nghiêng lị thì nó mới có thể hoạt động tốt.
- Trước khi lị chạy phải có người kiểm tra điện cẩn thận.
f. Bộ phận nạp liệu:
Để nạp liệu vào lị ở phía trên của lị ta dùng thùng nạp liệu. Đây là phương
pháp chủ yếu được dùng trong các lị hiện đại vì:
- Nạp liệu tốn ít thời gian nên lớp lót lị khơng bị nguội đi,giảm thời gian
nấu luyện ngắn, năng suất lò tăng.
- Khoảng không gian được sử dụng tốt hơn, sử dụng được 100% thể tích
lị.
Tùy theo phương pháp mở lị ta chiu các lị nạp liệu thành 3 loại:

- Nắp có thể nâng lên cách lị 250-300mm và có thể quay sang bên 1 góc
80-90° để mở buồng lị ra. Loại này được dùng rộng rãi nhất.
- Nắp lò được treo bằng dây xích vào 1 giá đỡ phía trên. Khi cần nạp liệu
thì nắp lị được nâng lên và giá đỡ sẽ mang nắp lị di chuyển về phía
máng rót.
- Nắp lò được treo trên giá đỡ, khi nạp liệu người ta nâng nắp lò lên và
thân lò di chuyển về phía cửa nạp liệu.
Ngồi các bộ phận cơ khí nói trên, lị hồ quang cịn có các bộ phận phụ khác như
cơ cấu nâng nắp lò, cơ cấu quay nắp lò, cơ cấu quay thân lò và bộ phận lọc sạch
khí lị…
-

- 15 -


3.Thiết bị điện:
Thiết bị điện của lò gồm mạch điện cường độ cao, các loại cầu dao,các thiết bị
điều chỉnh tự động điện cực, các dụng cụ đo điện, bảo vệ…
- Mạch điện cường độ cao là bộ phận quyết định giá trị và khả năng làm
việc của lò, ảnh hường đến q trình sản xuất. Nó bao gồm cầu dao cách
ly, cầu dao công suất cao thế (chịu ứng lực cao), máy biến áp lò, cuộn
cảm kháng, mạch ngắn và điện cực.
- Biến áp lò cung cấp nguồn điện chủ yếu cho lị, làm việc trong điều kiện
nóng và quá tải nên tăng cường làm nguội cho máy biến áp bằng dầu,
khơng khí hay hơi nước cưỡng bức. Cuộn dây sơ cấp của biến áp có nhiều
đầu dây tự do nên có thể thay đổi điện áp phù hợp với quá trình nấu
luyện thép.
- Cuộn cảm kháng điều chỉnh và ổn định nguồn hồ quang phát ra ban
đầu.Nó có thể nối ngoài máy biến áp hay nối cùng cuộn dây của máy biến
áp với cong suất 10,5-25% công suất máy biến áp lị. Sau khi hồ quang

ổn định thì cắt điện cuộn cảm kháng để tăng cơng suất lị.
- Mạch ngắn (mạch thứ cấp) gồm cuộn thứ cấp của biến áp, thanh đồng
dẫn điện, day cáp đồng mềm, ống đồng dẫn điện, kẹp điện cực, điện cực
grafic. Để đảm bảo tổn hao điện năng trên mạch ngắn ít nhất phải thiết
kế đường dây dẫn điện từ cuộn dây thứ cấp của biến áp đến điện cực
grafic ngắn nhất; bố trí các pha hợp lý,các chỗ nối, kẹp điện cực phải sít
chặt, chất lượng điện tốt, điện trở suất nhỏ nhất và đường kính điện cực
nhỏ nhất. Mạch ngắn thường được nối nhiều cặp dây gọi là nối kép làm
giảm tổn hao điện năng.
Điện cực: là bộ phận rất quan trọng, vừa đóng vai trị dẫn điện vừa là
nguồn điểm phóng điện tử tạo ra chùm hồ quang để cung cấp nhiệt năng cho
q trình nấu luyện thép.
So sánh tính chất vật lý của các điện cực
TT
Các tính chất
Điện cực than
Điện cực grafit
2
1
Điện trở suất (ρ),Ω mm /m
40-50
6-14
2
Nhiệt độ oxy hóa bề mặt, °C
450-500
>600
3
Hàm lượng tro trong điện cực, % 5-7
0,20-0,30
4

Trọng lượng riêng, g/cm3
- Thực
1,9-2,0
2,10-2,23
- Biểu kiến
1,50
1,70
5
Độ xốp, %
20-25
27-32
2
6
Độ bền nén, kg/cm
200-450
150-350
7
Độ dẫn nhiệt, kcal/m.h.°C
13
113
Trong quá trình nấu luyện thép, điện cực luôn luôn bị cháy hao. Mức độ cháy
hao phụ thuộc chế độ cung cấp điện, dung lượng lò và công nghệ nấu, đặt
biệt là thời gian nấu luyện, thời gian nấu luyện càng kéo dài thì cháy hao điện
cực càng lớn (cháy hao 1,2-2 kg/tấn).
Đường kính điện cực : d đc = 2*√(I2/∏*∆i) = 600mm
Chiều dài của điện cực là 5000mm.
- 16 -


- 17 -



- 18 -


CHƯƠNG II. CHUẨN BỊ LỊ VÀ TÍNH TỐN PHỐI
LIỆU NẤU THÉP
I.CHUẦN BỊ LỊ:
Trong q trình nấu luyện thì lớp lót của lò bị ăn mòn bởi xỉ lỏng và kim loại
lỏng ở nhiệt độ và hoạt tính cao, đáy lị bị phá hỏng khi nạp liệu cục lớn hay
bị quá nung do điện cực quá gần đáy. Vì vậy trước khi nấu luyện cần phải
làm sạch lò và vá lò cẩn thận.
Yêu cầu khi vá lò:
- Cạo sạch xỉ và thép còn đọng lại trong lò. Nếu xỉ trộn lẫn với vật liệu vá lò
sẽ giảm độ chịu lửa của đáy lị, đáy lị bị nóng làm giảm dung lượng lò,
giảm năng suất lò. Kim loại còn lại trong lò sẽ khó khống chế thành phần
của mẻ nấu kế tiếp, kim loại nóng chảy sẽ làm bong lớp lót, hàm lượng
manhezit trong xỉ sẽ tăng lên.
- Khi lị hở thì kim loại và xỉ đông rắn rất nhanh nên phải làm sạch lò càng
nhanh càng tốt, tranh thủ vá lò lúc nhiệt độ còn cao (700-900°C)
- Vá đúng chỗ, những nơi bị bào mịn sâu thì vừa vá vừa nện chặt. Lớp vá
không được dày quá, tối đa là 30mm.
- Sau khi vá xong, dùng sẻn san bằng lớp vá, làm cho đáy lị có hình dáng
như cũ.
Ngun vật liệu vá lò:
- Bột manhezit, chứa 90% MgO, cỡ hạt 0,8-1,5mm dùng để vá đáy lò và
chân tường ở chỗ hư hỏng nhỏ.
- Khi cần vá ở những chỗ hư hỏng lớn thì dùng hỗn hợp bột manhezit và 510% nhựa đường hay thủy tinh lỏng hoặc bột đôlômit trộn với nước thủy
tinh.
Dụng cụ vá lò:

Đối với lò lớn, ta dùng máy khí nén, đĩa quay để nén các vật liệu vá lò vào chỗ
cần vá. Lò được mở nắp, hạ bunke chứa vật liệu vá lò vào lòng lò, đáy bunke có
1 đĩa quay, vật liệu vá lị rơi xuống đĩa và được ném vào tường bên của lị.

II.TÍNH TỐN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ
QUANG DUNG LƯỢNG 150 TẦN:
Mác thép cần nấu là BCT51 với mẻ nấu 150 tấn.
Nguyên
C
Si
Mn
P
S
Cr,Ni,Cu
tố
BCT51
0,33
0,25
0,7
0,04
0,05
<0,3
Có nhiều phương án chọn nguyên liệu. Ở đây ta chọn nguyên liệu là thép BCT38
và gang. Ngoài ra nếu cần ta dùng fero silic, fero mangan và than cốc khi thiếu
Si, Mn, hay C.
Thành phần của nguyên liệu
Loại nguyên
Thành phần (%)

- 19 -



liệu
BCT38
Gang
FeSi75
FeMn75

C
0,18
3,2
7

Si
0,21
2
75
2

Mn
0,53
0,5
0,7
76

P
0,04
0,5
0,05
0,38


S
0,05
0,11
0,04
0,03

Cr,Ni,Cu
<0,3
-

1.Tính tốn phối liệu chính:
Gọi x là % của thép BCT38 trong mẻ liệu
y là % của gang trong mẻ liệu.
Ta tính lượng phối liệu dựa vào %C trong nguyên liệu và mác thép cần nấu.
%Ctính tốn = %Cmác thép + (0.3 ÷ 0.4) = 0,33 + 0,35 = 0,65
Ta có hệ phương trình:
x + y = 100
0,18x + 3,2y = 0,65*100
Giải phương trình ta được : x = 84,44% , y = 15,56%
Khối lượng mẻ liệu là 150 tấn.
Vậy khối lượng thép BCT38 là : mt = 84,44% * 150 = 126,66 (tấn)
Khối lượng gang là : m g = 15,56% * 150 = 23,34 (tấn)
Thành phần cháy hao các ngun tố:
Ngun liệu
Fe
Mn
Si
Cr
P

S
Ni
Cthan cốc
C

Thời kì nấu chảy
(%)
2 ÷ 5%
50%
50 ÷ 70%
5 ÷ 10%
50 ÷ 60%
50 ÷ 70%
15 ÷ 20%

Thời kì oxy hóa (%) Thời kì hồn ngun
(%)
5÷6%
10 ÷ 15%
80 ÷ 100%
10 ÷ 20%
10 ÷ 20%
2 ÷ 5%
30 ÷ 40%
15 ÷ 20%
50 ÷ 60%
30 ÷ 40%
1,5 ÷ 2%/giờ
5%


2.Kiểm tra thành phần các nguyên tố khác:
a. Si:
%Siliệu = (0,21*84,44 + 2*15,56)/100 = 0,49
- Thời kì nấu chảy : %Si = 0,49 – 0,49*60% = 0,196
- Thời kì oxy hóa: %Si = 0,196 – 0,196*80%= 0,0392 < %Simác thép = 0,25
Vậy lượng Si còn thiếu sẽ được bổ sung bằng fero silic ở giai đoạn oxy hóa.
%Sithiếu = 0,25 – 0,0392 = 0,21
%Sicần bổ sung = 0,21/20% = 1,05
Khối lượng fero silic bổ sung : (hiệu suất thu hồi là 70%)
Gfero silic = 1,05*150*100 / (75*70) = 3 tấn

- 20 -


b. Mn:
%Mnliệu = (0,53*84,44 + 0,5*15,56)/100 = 0,53
- Thời kì nấu chảy : %Mn = 0,53 – 0,53*50% = 0,26
- Thời kì oxy hóa : %Mn = 0,26 – 0,26*12,5% = 0,23 < %Mnmác = 0,7
%Mnthiếu = 0,7 – 0,23 = 0,47
%Mncần bổ sung = 0,47/(100% – 12,5%) = 0,54
Khối lượng fero mangan bổ sung : ( hiệu suất thu hồi là 95%)
Gfero mangan = 0,54*150*100 / (76*95) = 1,12 tấn
c.P:
%Pliệu = (0,04*126,66 + 0,5*23,34 + 0,05*3 + 0,38*1,12)*100/(100*154,12) =
0,11%
- Thời kì nấu chảy: %P = 0,11 – 0,11*55% = 0,0495
- Thời kì oxy hóa : %P = 0,0495 -0,0495*35% = 0,0322 < %Pmác = 0,04
Tuy nhiên cần tăng cường khử P ở giai đoạn hoàn nguyên để khử P triệt để.
d.S:
%Sliệu = ( 0,05*126,66 +0,11*23,34 + 0,04*3 + 0,03*1,12 )*100 /(100*154,12)

= 0,058
- Thời kì nấu chảy : %S = 0,058 – 0,058*60% = 0,023
- Thời kì oxy hóa : %S = 0,023 – 0,023*17,5% = 0,0203 < %Smác = 0,05
Nên khử S đạt yêu cầu.
%Cliệu = (0,18*126,66 + 3,2*23,34 + 7*1,12 ) /100 = 1,05
Thời kì nấu chảy : %C = 1,05*(100 – 17,5) /100 = 0,86
Trong giai đoạn oxy hóa %C là : %C < % Cmin – (0,03÷0,1) = 0,28 – 0,065 =
0,215
Để giảm lượng C tới mức yêu cầu mác thép ta cần thổi oxy (cháy hao 1,52%/giờ). Lượng dùng là 30 m3/tấn.
Vậy lượng oxy cần dùng là : 30*(150 + 3 + 1,12) = 4623,6 m3

III.TÍNH TỐN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ:
Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ, thời gian nấu và
chất lượng mẻ nấu là chế độ xỉ. Việc đảm bảo chế độ xỉ tối ưu bắt đầu bằng sự
thiết lập các giá trị tối ưu của các thông số cơ bản như độ bazo (B ),khối lượng
xỉ, độ sệt của xỉ , hoạt độ của xỉ,..và đồng thời phải đảm bảo mức khử P,S và
tạp chất tới mức tối thiểu.

1.Các chất tạo xỉ bazo:
Trong luyện thép người ta thường dùng các trợ dung tạo xỉ kiềm tính
như vơi và đá vôi (CaCO3, CaO), huỳnh thạch ( CaF2), đôlômit
(CaMg(CO3) ),..: chất tạo xỉ trung tính như samốt (Al2O3 và SiO2) và
1 lượng chất tạo xỉ tính axit (cát thạch anh) để điều chỉnh tính chất
xỉ.
Oxy hay quặng sắt (hay vảy Fe sinh ra trong cán, rèn) dùng để oxy
hóa các nguyên tố S, P, Si, Mn,..
- 21 -


Chất khử oxy là CaC2, fero silic, fero mangan, Si-Mn, Al, và 1 số

ngun tố đất hiếm.
2. Tính tốn khối lượng xỉ:
Thành phần bay hơi và vào xỉ của các nguyên tố:
Ngyên tố
Fe
Si
Mn
P
Ti
Cr
S

Bay hơi
90%
50%
20%
20%
-

Vào xỉ
10%
50%
80%
100%
100%
80%
100%

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn oxy hóa:
Nguyên tố

Fe
C
Si
Mn
P
S
Cr,Ni,Cu

Trong liệu
kim loại
(kg)
148102
1053
3000
1660
170
90
45

Vào xỉ (kg)

Bay hơi
(kg)

Còn lại trong liệu
Kg
%

27
545

1307
464
120,2
58,6
27,6

239
1308
116
6,9

147836
508
385
1080
49,8
31,4
10,5

95,92%
0,33
0,25
0,7
0,0322
0,0203
0,007

Khối lượng xỉ cần dùng trong mẻ nấu là: Gxỉ = 3,26 / 0,33 = 9,88 tấn
Lượng xỉ do liệu tạo ra: 27+545+1307+464+120,2+58,6+27,6 = 2549,4 kg
= 2,549 tấn

Lượng chất tạo xỉ cần thêm : 9,88 – 2,549 = 7,33 tấn
Xỉ bazo là xỉ tốt nhất để khử P. Vì vậy ở đây ta tạo xỉ bazo cho lị hồ quang bazo.

Thành phần xỉ:

Thành phần hóa học
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
FeO
P2O5
S
B = (CaO +

Xỉ bazo
30 ÷ 35%
40 ÷ 45%
10 ÷ 14%
5 ÷ 10%
2÷3%
0,1 ÷ 0,5%
0,6 ÷ 1%
3
- 22 -


MgO)/SiO2
Lượng CaO cần dùng : 0,45*9,88 = 4,44 tấn
Lượng MgO cần dùng là : 0,14*9,88 = 1,38 tấn

Lượng nhôm oxit cần dùng: 0,1*9,88 = 0,988 tấn
Lượng FeSi cần bổ sung:[ (0,35*28/60)*9,88 – 1,307]*100/75= 0,409 tấn
Lượng FeO trong xỉ là: 27*(56+16)/56 + 0,409*(100-75)/100 = 0,44 tấn >
0,03*9,88 tấn

IV.CÔNG TÁC CHUẦN BỊ:
1. Kiểm tra thiết bị:
-

Kiểm tra khả năng làm việc và an tồn thiết bị.
Đầm lị, xây máng rót, kiểm tra khn rót, đắp thùng rót ,…
Kiểm tra điện, cầu dao,….
Kiểm tra nồi lị.
Sấy lị và thùng rót.

2. Chất liệu:
Thời gian chất liệu và nấu chảy mẻ liệu thường chiếm 50-70% tổng thời gian nấu
luyện 1 mẻ thép, do vậy cần có giải pháp giảm thời gian chất liệu và phân bố
liệu sao cho có mật độ lớn nhất, liệu khó chảy nhất nằm ở sát tường lò.
Thao tác nạp liệu ảnh hưởng đến q trình nóng chảy liệu, cháy hao các nguyên
tố hợp kim và tuổi thọ của lò.Nguyên tắc khi chất liệu là :
- Tốc độ nạp nhanh đều.
- Liệu phải được xếp sít chặt và chất được nhiều nhất.
- Phân bố các cỡ liệu hợp lý trong lò, các liệu lớn và loại liệu khó chảy nên
đưa vào vùng nhiệt độ cao.
- Duy trì chúng được ổn định, bảo đảm an tồn khơng làm gãy điện cực
trong q trình nấu.
- Cố gắng nạp liệu 1÷2 lần, sử dụng nạp liệu trên xuống.
Khi mở nắp lò, nhiệt độ từ 1500°C giảm xuống cịn 800 ÷ 900°C. Nhiệt lượng
mất đi đó trong giai đoạn nấu chảy phải bổ sung bằng nguồn nhiệt hồ quang, do

đó tổn hao điện năng nhiều, kéo dài thời gian nấu chảy,năng suất lị khơng cao.
Nạp liệu khít chặt đảm bảo dẫn điện, nhiệt tốt, phối hợp chặt chẽ giữa các loại
liệu cục to, cục vừa và nhỏ một cách hợp lý.
Loại liệu
Khối lượng/cục liệu (kg)
% liệu trong mẻ liệu
Liệu loại nhỏ
<10kg
40%
Liệu loại trung bình
10÷25 kg
45%
Liệu cục to
25÷150 kg
15%
Q trình chất liệu có thể chia làm 2 đợt:
- Chất khoảng 60% liệu gồm thép, vôi, MgO, gỉ sắt.

- 23 -


Khi liệu đã chảy hết thì chất tiếp đợt 2 là số thép còn lại,gang và các chất
trợ dung tạo xỉ.
Trình tự chất liệu như sau:
- Trên đáy lị được chất 1 lớp vôi 1,5-2% trọng lượng liệu (2-3 tấn) rải đều
mặt đáy. Mục đích của lớp vơi này là giảm bớt sư va đập của liệu rơi từ
trên xuống và đồng thời tạo xỉ sớm để khử bớt P.
- Chất khoảng ¼ số liệu là loại cục nhỏ vào nấu luyện, sau đó dàn đều ra
lị, tiếp chất cục liệu vừa.
- Khi số liệu điền đầy ½ nồi lị thì chất liệu cục to vào chính giữa 3 điện

cực, trên cùng chất một lớp liệu cục nhỏ, rồi thông điện phóng hồ quang.
- Theo tình nóng đỏ liệu mà chất tiếp tục và tăng cơng suất lị, khi nhiệt độ
lị 1000°C thì chất hết liệu tiến hành nấu chảy liệu nhanh.
Chất liệu theo phương pháp trên xuống, ta dùng thùng chứa liệu có đáy tự động
đóng, mở. Liệu được chất vào thùng liệu, kích thước thùng liệu tùy vào dung
lượng lị, sau đó nâng và di chuyển nắp lị để tạo khoảng trống phía trên, mở
đáy thùng chất liệu để liệu rơi vào lị.
-

CHƯƠNG III.CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP
TRONG LÒ HỒ QUANG BAZIT
I.GIAI ĐOẠN NẤU CHẢY:
Giai đoạn này bắt đầu từ khi chất liệu xong đến khi liệu chảy lỏng hồn tồn.
Đây là phương pháp nấu lại, thép khơng bị bẩn nhiều bởi P,S, vì vậy giai đoạn
nấu chảy chiếm 70% tổng thời gian luyện một mẻ thép. Đây là giai đoạn quyết
định năng suất lò và suất tiêu hao điện năng.

1.Trình tự tiến hành:
Sau khi nạp liệu xong, điện cực được hạ xuống và thông điện vào. Hồ quang
phát ra có nhiệt độ rất cao (3000-4000°C) và làm chảy liệu. Q trình nung chảy
liệu có thể chia lam 4 thời kì:
a. Thời kì 1: phát hồ quang ban đầu, thời gian giữ 5-10 phút. Liệu cịn đang
nguội khơng thuận lợi với đặc tính phát xạ nhiệt của điện trở hồ quang,
hồ quang không ổn định, ảnh hưởng đến tường lị và nắp lị. Vì vậy thời kì
này sử dụng 25-30% cơng suất điện định mức, duy trì nguồn hồ quang ổn
định. Thời kì này nhiệt hồ quang chỉ có nhiệm vụ nung nóng tường, nắp lị
và một phần kim loại rắn.

- 24 -



b. Thời kì 2: sau 20 phút liệu dưới chân điện cực đã chảy tạo thành 3 hố có
đường kính lớn hơn đường kính điện cực 40%, tăng cơng suất điện 4050% công suất điện định mức, 3 điện cực được hạ dần xuống dưới, hồ
quang phát mạnh hơn, dài hơn, ngọn lửa hồ quang chìm trong khối liệu
rắn.
c. Thời kì 3: là thời kì quyết định, sau 30-40 phút tăng tối đa công suất
điện để rút ngắn thời gian nấu chảy, ngon lửa hồ quang hoàn toàn bị liệu
rắn xung quanh hố che kín, do đó bể kim loại lỏng trong lị tăng
nhanh.Trong thời kì này, hồ quang phát ra tiếng kêu êm, lửa và khói nâu
bốc nhiều lên đỉnh lị.
d. Thời kì 4:sau hơn 1 giờ liệu đã bị chảy gần 99%, còn lại những cục chưa
chảy quanh nồi lị, do đó phải hạ thấp cơng suất điện trong lị là 50%
cơng suất điện định mức, nâng 3 điện cực lên, đảo liệu chưa chảy ra giữa
lò bằng bộ phận cơ điện dịch chuyển lò. Hồ quang phát ra êm, lửa và khói
trắng nhưng ngọn lửa khơng dâng cao như ở
thời kì 3.
Trong giai đoạn này, nguồn nhiệt hồ quang phát ra
rất lớn (6000-7000°C) nên các nguyên tố trong vùng
hồ quang bay hơi mãnh liệt. Để hạn chế tổn thất do
bay hơi, chúng ta không chất các nguyên tố hợp kim
dưới 3 điện cực, tạo xỉ sớm.
Khi nóng chảy liệu, ta thổi oxy khi hồ quang tạm ổn
định, khi đó oxy sẽ cắt được những liệu lớn làm chúng chảy nhanh, đồng thời
oxy hóa Si, Mn, Cr,C, Fe…Tổn hao do oxy hóa silic là rất lớn, lị hồ quang thì
lượng Si có khi đạt 90-100%,C>0,3% tổn hao do oxy nhiều nhưng còn phụ
thuộc vào hàm lượng Si trong kim loại, tổn hao do oxy hóa sắt do chất lượng
thép phế do vậy cần quan tâm chất lượng nguyên liệu vào lò.
Dưới tác dụng mạnh của nhiệt hồ quang nóng chảy, lượng khí hút vào rất lớn,
các khí H2, N2 hòa tan vào kim loại lỏng với hàm lượng rất lớn. Giảm sự hấp phụ
khí vào kim loại lỏng cần tạo xỉ sớm và thổi oxy.

Tạo xỉ sớm có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát hồ quang ổn định, tăng
nhiệt độ kim loại, giảm sự bay hơi các nguyên tố và hấp phụ khí vào kim loại
lỏng, nhất là tạo điều kiện thuận lợi khử photpho. Ở giai đoạn này, xỉ được hình
thành do Si,Mn,Fe bị oxy hóa thành các oxyt vào xỉ. Thành phần xỉ này khơng
hợp với lị kiềm tính, dễ ăn mịn nồi lị và khơng có khả năng khử P. Vì vậy lượng
vơi lót ở lớp đáy lị khi chất liệu có vai trò tạo xỉ sớm, tăng độ bazo của xỉ đạt
2,2-2,7.
Thành phần xỉ ở thời kì này như sau: 3040%CaO,15-25%SiO2, 5-10%MgO, 210%MnO, 3-5%Al2O3, 1220%(FeO+Fe2O3), 0,7-1,2%P2O5, 0,10,2%S

2.Khử P:

- 25 -