Hiện nay, đang có rất nhiều tranh cãi về việc lựa chọn công nghệ nào cho lò luyện thép. Trong thực tế, giữa lò cao liên động khép kín chế biến từ quặng sắt thành thép thành phẩm và công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục đều có những ưu, nhược điểm vừa ảnh hưởng đến môi trường, vừa liên quan đến sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm.
Sơ đồ: Quy trình sản xuất thép khép kín từ thượng nguồn
Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục. Ngành sản xuất thép của Việt Nam bắt đầu bằng 2 lò mactanh 50 tấn/mẻ tại Công ty Gang thép Thái Nguyên và 2 lò BOF 5 tấn/mẻ tại Nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng. Sau một số năm vận hành, Công ty đã chuyển sang lò điện hồ quang. Hiện tại, ngành Thép Việt Nam sử dụng 100% công nghệ lò điện. Điều này xuất phát từ điều kiện thiếu gang lỏng của nước ta. Gần đây nhiều nhà máy sản xuất phôi thép đã được xây dựng và đi vào hoạt động như Hoà Phát, Đình Vũ, Lương Tài, Vạn Lợi… Các lò điện sản xuất thép của Việt Nam hiện rất nhỏ, trừ Nhà máy Thép Phú Mỹ được trang bị lò điện hồ quang kiểu DANARC 70 tấn/mẻ mới được đưa vào vận hành. Các lò điện này đã áp dụng một số tiến bộ kỹ thuật như phun ô xy và than vào tạo xỉ bọt, dùng biến thế siêu cao công suất, sử dụng các loại vật liệu chịu lửa siêu bền, ra thép đáy lệch tâm…
Hiện nay, Việt Nam chỉ có Hòa Phát là doanh nghiệp duy nhất sử dụng công nghệ lò cao liên động khép kín từ quặng sắt đến thép thành phẩm, hay còn gọi là sản xuất thép từ thượng nguồn.
Có thể hiểu đơn giản quy trình sản xuất thép từ thượng nguồn qua 4 bước: Đầu tiên quặng sắt thô các loại sẽ được đưa vào nhà máy chế biến nguyên liệu để loại tạp chất, tăng hàm lượng sắt và viên thành dạng cục tròn; quặng sắt vê viên, than cốc (coke), vôi và phụ gia khác được đưa vào lò cao để nấu lỏng thành nước gang; gang lỏng từ lò cao sẽ được chuyển sang các lò tinh luyện của nhà máy luyện thép để cho ra phôi đảm bảo tiêu chuẩn; và cuối cùng, phôi vừa ra lò được chuyển ngay sang nhà máy cán để cho ra thép xây dựng thành phẩm, hoàn thành chu trình sản xuất khép kín.
Được đầu tư xây dựng trên diện tích 132 ha, Khu liên hợp Gang thép Hòa Phát tại Kinh Môn, Hải Dương bao gồm một tổ hợp khép kín từ nhà máy chế biến nguyên liệu, nhà máy sản xuất than coke và nhiệt điện, nhà máy luyện gang, nhà máy luyện thép đến nhà máy cán thép và nhiều khu phụ trợ khác. Hệ thống nhà máy trong khu liên hợp là một dây chuyền đồng bộ khép kín, sản phẩm của nhà máy này là nguyên liệu đầu vào của nhà máy kia. Dự án được xây dựng một cách đồng bộ nhằm tối ưu hóa chuỗi giá trị gia tăng trong các công đoạn của chu trình luyện kim, được đánh giá là đầu tư một cách bài bản, có tính đồng bộ, hiện đại và quy mô lớn nhất tại Việt Nam hiện nay.
Xét về công nghệ, ưu điểm của công nghệ lò thổi oxy (BOF) Hòa Phát đang sử dụng là khả năng tiêu thụ điện năng thấp hơn so với công nghệ đang được đa số doanh nghiệp ngành Thép Việt Nam sử dụng, lò điện (EAF). Ước tính, điện năng tiêu thụ trên mỗi tấn thép sản xuất từ công nghệ BOF thấp hơn từ 10 – 15% so với công nghệ EAF. Hoặc với đặc thù luyện gang công nghệ lò cao và công nghệ lò thổi oxy sẽ sinh ra một lượng lớn khí CO, toàn bộ khí CO này sẽ được thu hồi một cách triệt để tích trữ trong hai bồn chứa có dung tích 80.000m3 nhằm quay lại sử dụng làm nhiên liệu đốt thay vì sử dụng nhiên liệu LPG hay dầu FO cho các công đoạn sản xuất khác, chẳng hạn nung vôi làm phụ gia tạo xỉ, sản xuất quặng vê viên (pellet)… Một cải tiến khác là hầu hết các lò gia nhiệt phôi thường được đốt bằng dầu FO thì Hòa Phát lại sử dụng hệ thống 10 lò khí hóa than để sản xuất khí CO từ than anthracite làm nhiên liệu cung cấp cho các lò gia nhiệt của các nhà máy cán, tiết kiệm đến 50% chi phí nhiên liệu cho công đoạn cán thép.
Tuy nhiên, thế giới hiện đã chuyển sang khuyến khích phát triển năng lượng sạch, sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo với công nghệ tiên tiến và từ đó, xu hướng chuyển dịch ngành luyện thép từ quặng, luyện than cốc… sang các nước đang phát triển có công nghệ luyện thép và cách xử lý môi trường rất hiện đại. Nói cách khác, đã có những thay đổi trong nhận thức khi không còn tối ưu hóa công nghệ luyện thép từ quặng, luyện bằng than cốc.
Bên cạnh đó là luồng ý kiến cho rằng không cần phải bất chấp theo đuổi mọi công nghệ chỉ để sản xuất tất cả mọi thứ từ A – Z. Tư duy về một nền công nghiệp tự chủ, tích hợp từ nguồn như khai thác từ quặng rồi chế biến sâu thành sản phẩm đã không còn phù hợp. Trong bối cảnh thế giới chuyên môn hóa sản xuất cực kỳ cao, cắt chuỗi sản xuất thành các mắt xích nhỏ và mỗi quốc gia dựa trên lợi thế của mình để tham gia một phần trong chuỗi mắt xích đó, thì việc lựa chọn công nghệ luyện thép nào cũng không còn quá bức bách.
nguồn: Tapchicongthuong.vn