Bài thuyết trình Kỹ thuật xử lý chất thải rắn: Quy trình công nghệ và các công đoạn tái chế sắt thép phế liệu

Ạ Ọ

Đ I H C BÁCH KHOA TP.HCM

Ậ Ử

Ả Ắ

K THU T X LÝ CH T TH I R N

Ệ

Ế Ệ

Ế Ắ

Ạ

Ấ Ỹ QUY TRÌNH CÔNG NGH VÀ CÁC CÔNG ĐO N TÁI CH S T THÉP PH LI U

ƯƠ

GVHD: D

Ị NG TH THÀNH

Ộ

N I DUNG CHÍNH

ả ế Tái ch rác th i

ề ắ

ổ

T ng quan v s t thép

ế ệ

ệ

ế ắ Công ngh tái ch s t thép ph li u

ế ị

ệ

Thi

t b và công ngh đúc khuôn

ế ị ệ ắ ệ Thi t b trong công ngh luy n s t thép

Ả Ế I. TÁI CH RÁC TH I

ộ

ố

1. M t s khái

ng đ

ử ụ ế c bi ệ

ườ ề ả

ế ả

ụ ni m:ệ Tái ch (Rycycle), Tái s d ng (Reuse) và Khôi ph c ạ ượ t đ n là 3Rs; các ho t ố ư i u

ế (Recovery) th ộ đ ng này là n n t ng cho vi c gi m lãng phí và t hóa quá trình.

TÁI CHẾ

TÁI Ử Ụ S D NG KHÔI PH CỤ

Ả Ế I. TÁI CH RÁC TH I

ạ ộ

ủ

ữ

ợ

ế 2. L i ích c a nh ng ho t đ ng tái ch :

ế

ượ

ồ

ệ t ki m đ

c ngu n tài nguyên thiên nhiên .

ả ử

ẩ

ả Gi m đ

ượ ượ c l

ng rác c n ph i x lý.

ả

ế ế

ệ

ấ ừ

ả

t ki m năng ệ các nguyên li u thô

ộ ố ấ M t s ch t th i trong quá trình tái ch ti ơ ượ l ng h n các quá trình s n xu t t ban đ u.ầ

ế

ả

ườ

ượ

ộ Gi m tác đ ng đ n môi tr

ng do l

ả ng rác th i gây ra.

ượ

ồ ợ

ậ ừ ượ

ể Có th thu đ

c ngu n l

i nhu n t

ứ ỏ ng rác v t b .

ộ ự ượ

ệ

ạ

ộ

T o công ăn vi c làm cho m t l c l

ng lao đ ng.

Ả Ế I. TÁI CH RÁC TH I

ữ

ả

ạ ợ i l i

ế ấ ặ 3. Nh ng khó khăn g p ph i khi tái ch ch t th i r n.ắ Đ i v i nh ng quá trình tái ch h u h t đ u mang l

ố ớ ậ ữ ặ ệ ấ ế ầ ả nhu n th p h c không có hi u qu kinh t ế ề ế .

ữ ế ườ ấ ượ

ả ả ả ệ ấ ừ ữ ng không cao ng có ch t l nh ng nguyên li u tinh ban

ẩ Nh ng s n ph m tái ch th ẩ ằ b ng các s n ph m s n xu t t đ u.ầ

ị ườ ụ ẩ ườ ề ặ ả ng tiêu th các s n ph m này th ng g p nhi u khó

Th tr khan.

ạ ợ ấ c phân lo i càng chính xác càng có l i

ả ượ ả Ch t th i ph i đ cho quá trình tái ch .ế

ệ ế Quy trình công ngh tái ch .

Ề Ắ

Ổ

II. T NG QUAN V S T THÉP

ố ượ ế ắ ỏ ả S t chi m kho ng 5% kh i l ấ ng v Trái Đ t

ắ ẳ ạ ư Ở d ng ôxít s t khác nhau, ch ng h n nh

ạ ầ ớ ắ Ph n l n s t khoáng ch t ấ hematit, magnetit, taconit.

ắ ệ Ø Trong công nghi p, s t ch y u l y t hêmatit (Fe2O3) và t

ấ ả Ø Kho ng 1,1 t

ủ ế ấ ừ ừ ử ớ magnêtit (Fe3O4) b ng cách kh v i cacbon trong lò luy n kim ắ ượ ả c s n xu t trên th gi ị ườ ằ ặ t n qu ng s t đ ị ỷ ấ ớ ổ ả ế ớ ng vào kho ng 25 t ệ i vào ỷ

năm 2000, v i t ng tr giá trên th tr đôla Mỹ.

Ø Vi c khai thác qu ng s t di n ra trên 48 qu c gia, nh ng 5 nhà

ư ệ ễ ắ ặ ố

Trung Qu cố , Brasil, Úc, Nga và n ĐẤ

i. 1,1 t

ộ, ỷ ấ ế ớ t n ng qu ng khai thác trên th gi ệ ả ấ ể ả c s d ng đ s n xu t ra kho ng 572 tri u

ấ ả ấ ớ s n xu t l n nh t là ặ ượ ớ ế i 70% l chi m t ượ ử ụ ắ ặ qu ng s t này đ ấ ắ t n s t thô.

Ế Ệ Ế Ắ Ệ III. CÔNG NGH TÁI CH S T THÉP PH LI U

Ø Phân lo iạ : Nguyên li u s t thép ph li u đ

ế ệ ượ ư ế ừ c đ a đ n t các

ắ các bãi ph li u

ạ ệ ắ ượ ậ c t p trung ườ ở i công nhân c a các x ữ c nh ng ng

ấ ng s n xu t phân lo i ướ ủ ạ ằ ơ ế ệ , sau đó s t thép n i , chúng đ ưở ượ đ ủ th công b ng tay thành các lo i có kích th ả c khác nhau.

ữ

ế ệ ắ ấ

ừ ướ ỏ ơ

ậ ợ ể ư ề ạ Ø C t ắ : ắ ạ Ở ướ công đo n này nh ng lo i ph li u s t có kích th c ượ ư ớ ề ộ ớ i các 10 –12 cm); phôi; s t t m, đ l n (chi u r ng có t c đ a t ạ ừ ắ ạ 3 – 5 cm ), t o c nh h n (chi u r ng t máy c t t o kích th ệ đi u ki n thu n l ề ộ i đ đ a vào các lò nung.

Ø Lò nung: Nung luy n phôi: S t ph li u có kích th ể

ế ệ ắ ướ ợ c phù h p

ượ ư ệ ệ c đ a vào luy n đ đúc phôi. đ

Ế Ệ Ế Ắ Ệ III. CÔNG NGH TÁI CH S T THÉP PH LI U

Ø Nung cán: S t ph li u có kích th

ắ ắ

ợ ụ c gia công nhi

ể ộ ỉ

ướ

ả ượ c ng l n m t s t và

ự ả ệ ộ ớ ế ệ ướ ắ c phù h p và s t qua c t ượ ủ ệ ỳ ượ t trong lò nung tu theo m c đích mà đ đ c ể ả ấ ắ chín 100% đ rút s t bu c hay ch nung chín 30% đ s n xu t ạ ướ ủ ế c th i ch y u là n thép xây d ng. Trong công đo n này n ạ ắ ớ ả ướ ẩ làm mát s n ph m nên trong n c th i có l t đ l n. có nhi

Ø Cán: Thép sau nung và sau hàn ch p đ

ậ ượ ư ớ c đ a t i các máy cán

ầ ạ t o thành hình yêu c u.

Ø Mạ: Thép kích th

ướ ỏ (cid:0) c nh ( = 3 – 5 cm) sau khi đ ượ ủ ư c đ a đi

ạ ể m đ làm dây thép gai và đinh.

Ắ

Ệ

Ế

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ệ ồ

ệ

1. Luy n thép trong lò đi n h quang.

Ố

ằ

ị

ể

ệ ự ắ ử ỏ

ị

ắ

t b quay n p lò

ạ

ộ

ạ ệ ự

ệ ự t b nâng h đi n c c

1) Vòi phun oxy 2) Đi n c c grafit ụ 3) ng hút khói b i 4) N p lò ỏ 5) V lò b ng thép 6) C a thao tác ế ị t b d ch chuy n v lò 7) Thi ộ ẫ ậ ộ 9) B ph n d n đ ng quay lò ậ ế ự ộ 10) Đ t a b ph n d ch lò ế ị 11) Thi ậ ộ 13) B ph n quay khung lò 14) Qu t thông khí ậ ộ 15) B ph n làm ngu i đi n c c ế ị 16) Thi 17) Dây cáp đi nệ

Ắ

Ệ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

Ø Lò đi n h quang s d ng ngu n nhi

ệ ồ ọ ử ồ t là ng n l a h quang

ệ ạ ấ ồ ữ ử ụ ệ ự sinh ra gi a các đi n c c và kim lo i n u.

ạ ạ ố

ệ ự ượ ạ Ø Khi n u, đi n c c đ ạ c h xu ng ch m vào kim lo i gây ra ệ ự ắ

ệ ự ấ ị ặ ạ ả

ấ ệ ượ ng ng n m ch, sau đó nâng đi n c c lên cách m t kim hi n t ữ ộ ạ lo i m t kho ng cách nh t đ nh, gi a đi n c c và kim lo i phát ọ ử ồ sinh ng n l a h quang.

Ø Nhi

ọ ử ồ ấ t

ệ ộ t đ ng n l a h quang r t cao và nhi ề ệ ậ ề ạ ấ ớ ủ ế truy n cho kim lo i r t l n vàch y u là truy n nhi ệ t t p trung nên nhi ệ ứ ạ t b c x .

ệ ạ ồ

Ø Theo m c đ nóng ch y c a kim lo i trong bu ng lò, đi n ữ kho ng cách gi a đi n c c và ị

ệ ự ả

ạ ổ ờ ổ ả ủ ứ ộ ể ữ ỉ ề ự ượ c đi u ch nh đ gi c c đ ồ ị kim lo i n đ nh, nh đó h quang cháy n đ nh.

Ắ

Ệ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ệ 2. Tinh luy n ngoài lò

ệ Ø Tinh luy n ngoài lò có ể ế ằ th ti n hành b ng ươ ph ng pháp chân không ổ ặ ỉ x ho c th i khí (xáo tr n).ộ

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

Ø Đ tinh luy n và kh khí, sau khi cho thép l ng vào lò, ti n hành

ệ ử ỏ

ồ ổ ỉ ỉ

ế ể ạ t o x hoàn nguyên, gây h quang chìm trong x và th i khí acgông vào lò.

ạ ạ

ụ ỏ ộ ồ

ự ạ ẫ ắ ị ố ế

ạ

ọ Ø Khi s c khí acgông vào lò, các b t khí t o ra s xáo tr n m nh ổ ủ ờ thép l ng làm tăng quá trình n i c a các h t l n r n, đ ng th i ờ ọ khí [H], [N] khu ch tán vào các b t khí và b cu n ra ngoài. Nh ể ự ử ỏ ự s xáo tr n m nh c a thép l ng s kh [S] cũng tăng đáng k . ự ư ạ nh giai đo n hoàn nguyên trong ng t

ệ ủ ộ ệ ươ Ø Quá trình tinh luy n t ồ lò đi n h quang.

Ắ

Ệ

Ế

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ệ ả ứ

ệ

3. Luy n thép trong lò đi n c m ng

ệ ả ứ

ố

ế ế

ả ứ

ộ ạ ấ ặ ắ Ø Lò đi n c m ng không có lõi s t ư ộ ệ (hình 5.1) làm vi c gi ng nh m t ộ ơ ấ bi n th không khí mà cu n s c p là ứ ấ các vòng c m ng và cu n th c p là ủ ớ l p m t ngoài c a kim lo i n u.

ệ ầ ố ạ

ẻ ệ

Ø Khi có dòng đi n t n s cao ch y qua cu n s c p, thì trong m li u kim ệ lo i sinh ra s c đi n đ ng c m ng:

ộ ơ ấ ạ ả ứ ứ ộ

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ồ

ầ

ạ

ệ

ề ộ ả ứ

ộ ớ

ồ ỡ

ườ ệ

ả ứ : g m có đ ng c xoay chi u, máy phát tăng t n ộ ề ụ ệ đi n, cu n c m ng. ơ ệ ộ ố

ượ

ố ng dùng đ ng c đi n không đ ng b v i rôto n i i 500V, s vòng quay c 300 vòng/phút, đ

ồ

ấ

ệ

ạ

ng dùng ba lo i: máy phát quay, máy phát đèn đi n ử

ạ

ầ

ấ

ệ

và máy phát phóng tia l a. Máy phát quay có t n s ả ỡ ÷10 kg. Máy phát đèn đi n t ườ

ệ ầ ố ∼100 ÷ 10.000 Hz, ườ ệ ng dùng ÷ 1 kw/kg li u. Lo i này th ệ ử và máy phát ng dùng cho các lò dung tích

ầ ố ∼200 ÷ 1.000kHz, th

ệ

ế

ệ

ồ

t di n ngang là hình tròn, ỹ

ệ

ậ

ả

ầ ả ứ

ả ư ượ

ướ

ệ a) M ng đi n lò c m ng đi n kích thích m t chi u t ộ ố s , máy ộ ơ ệ th Đ ng c đi n: ế ớ ệ ạ ắ ng n m ch (hi u đi n th t ệ ầ ố ở cung c p b i ngu n đi n t n s công nghi p. ườ Máy phát tăng t n: ầ th ử t công su t máy phát c n kho ng 0,3 cho lò thí nghi m dung tích c 8 ử phóng tia l a có t n s ệ ỏ nh trong công nghi p và thí nghi m. ố ộ ả ứ ườ ằ ng làm b ng ng đ ng có ti th Cu n c m ng: ồ ộ ẫ ế ạ ậ ệ ặ ầ ụ ữ ậ ch nh t ho c b u d c. V t li u ch t o là đ ng k thu t đi n có đ d n ệ ề ẫ ừ ả ướ ượ c tính toán sao cho v a đ m b o yêu c u v d n đi n cao, kích th c đ ộ ả ả ừ ệ đi n, v a ph i đ m b o l u l

c làm ngu i vòng c m ng

ng n

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ồ

ậ

g m n i lò, khung lò và thi

ỹ

ấ

ậ

ề

ỏ

ả

ẫ

ọ ộ ế ị t b nghiêng lò. B ph n quan tr ng ầ ế và k thu t. Ngoài các yêu c u ệ ầ

ử

ữ

ầ

ả ồ

ệ ầ

ấ ớ ả ả ễ ế ạ ằ

ả ứ ấ ượ c đ m b ng cát th ch anh, thành ph n: SiO2: 99

ộ ẩ

÷ 99,5%, ỉ ệ ộ

ộ ạ

tr n

ỡ ạ ỡ ạ ỡ ạ ộ ỹ

÷2 %.

ộ ề

ươ

ượ

ể

ấ

ố

ớ

ng đ i cao, v i lò dung tích 1,4 t n có th dùng đ

c 150

ượ ầ

ượ

ằ

ỗ

ợ c đ m b ng h n h p cát manhêdit hàm l

ng MgO ≥ 85%,

ấ

ướ

ủ

ộ ậ ồ b) B ph n lò: ồ nh t là n i lò, nó có ý nghĩa r t l n v kinh t ồ ể chung, n i lò c m ng còn ph i đ m b o yêu c u thành m ng, không d n đi n đ ớ ổ gi m b t t n th t đi n, d ch t o, s a ch a. ạ N i lò axit: Fe2O3: ≤ 0,5%, CaO: ≤ 0,25%, Al2O3: 0,2%, đ m: 0,5%. Đ h t và t l ư nh sau: ạ ÷ 6 mm : 25%. Th ch anh c h t 5 ạ ÷ 3 mm : 20%. Th ch anh c h t 2 ạ Th ch anh c h t 0,5 ÷ 1 mm : 30%. ạ Th ch anh b t : 25%. ậ Axit boric k thu t :1,7 ồ Đ b n n i lò axit t m .ẻ ơ đ ồ ≤4% N i lò baz : ặ SiO2, ≤ 0,1% CaO, ≤ 1% Al2O3, ≤ 2% Fe2O3. Ch t dính là axit boric, đ t sét ho c n

c th y tinh.

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ệ

ệ ỉ 4. Luy n thép trong lò đi n x

ỉ ệ

ể ộ ạ

ệ ạ i Ø Lò đi n x dùng đ luy n l ủ ằ nh m nâng cao đ s ch c a thép.

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ồ

ạ

ấ ạ

ỉ ỏ

Nguyên lý làm vi c: ệ ỉ Ø Sau khi n p ch t t o x vào lò, gây h quang, nhi ả

ệ

ế

ệ

ạ

ớ

ọ

ệ ủ t c a ệ ớ ỉ ạ ồ h quang làm nóng ch y x t o ra l p x l ng, khi đi n ắ ớ ỉ ỏ ự ế ồ c c ti p xúc v i x l ng h quang t t, dòng đi n ti p ở ớ ỉ ỏ ớ ạ ụ t c ch y qua l p x l ng có đi n tr l n làm phát sinh ệ ự ả t, ti p t c làm nóng ch y đi n c c kim lo i. nhi Ø Các gi

ế ụ t kim lo i l ng đi qua l p x s đ ậ

ố

ử ạ c kh t p ộ c làm ngu i nhanh ừ ướ d

ỉ ẽ ượ ượ ng t

ượ

ạ

ỏ

ạ ỏ ấ ch t và t p trung xu ng đáy. Do đ ướ ị ạ ế ừ đáy, kim lo i k t tinh đ nh h i lên trên t ấ ế ụ ị ẩ ờ ạ làm cho t p ch t ti p t c b đ y lên phía trên, nh đó ộ ạ c th i kim lo i có đ s ch cao. thu đ

Ắ

Ế

Ệ

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ằ

ạ

ệ 5. Luy n thép trong lò b ng ằ Ø Lò b ng làm ệ vi c theo ế ộ ch đ ho t ộ đ ng chu k . ỳ

Ắ

Ệ

Ế

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ờ

ấ ị

ạ ộ Nguyên t c ho t đ ng: Ø Sau m t th i gian nh t đ nh khi nhi

ở

t (3), (4)

ộ bên trái ngu i xu ng d ả ệ t bên ph i đã đ ề

ệ

ồ

ế

ắ ồ ệ ộ ộ t đ bu ng trao ứ ướ ố ệ ổ i m c đ i nhi ượ ổ ồ ị quy đ nh và bu ng trao đ i nhi c ả ủ ế nung nóng đ , ti n hành đ o chi u van (17) và (18) ố ể ẫ đ d n không khí và khí đ t vào bu ng luy n qua ả các kênh bên ph i, lúc này các kênh bên trái đóng vai ế ụ ặ ạ ẫ i chu trình cho đ n trò kênh d n khói. Ti p t c l p l ệ khi k t thúc n u luy n.

ệ

ề

ỉ

ấ ố

ệ ề ượ ự ộ

Ø Hi n nay đa s các lò mactanh công vi c đi u ch nh c t

ệ ế ộ ch đ nhi

đ ng hóa

t đ u đ

Ắ

Ệ

Ế

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

ệ

t b và công ngh đúc khuôn

ế ị 6. Thi a. Phân lo iạ

ỏ ươ ế ị t b chính khi đúc thép th i, theo ph ng pháp

ườ rót ng

ướ i (xi phông).

Khuôn đúc là thi i ta chia ra: + Khuôn đúc d + Khuôn đúc trên ấ ạ

ỏ ạ

ỏ ế ắ

ữ ậ ượ ặ ắ ướ i nh , ti ế ạ ừ c ch t o t ệ t di n gang đúc

ệ ầ ặ ị b. C u t o khuôn Khuôn đúc th i chia làm hai lo i khuôn đúc thép l ng và khuôn đúc ạ thép sôi. Khuôn đúc thép l ng có d ng trên to, d ngang là hình tròn,vuông ho c ch nh t đ ch u nhi t ho c gang c u.

Ắ

Ệ

Ế

Ị

IV. THI T B TRONG CÔNG NGH LUY N S T THÉP

Ø Khi đúc thép l ng, ắ ộ ớ

ườ khuôn đúc th ng có mũ gi

ọ ệ ấ ạ ệ t, c u t o t.

ượ ữ nhi ạ ộ

ụ ậ ộ ầ ướ c làm ngu i nhanh k t tinh i đ ế c, ph n trên ngu i ch m k t tinh sau có tác d ng bù co cho

ỏ ướ ế có d ng trên nh , d ệ t di n i to, ti

ươ ồ ỏ g m m t l p v hép b c ngoài, bên trong xây g ch cách nhi ế ạ ế Khi kim lo i k t tinh ph n d ướ ầ tr ầ ướ i. ph n d Ø Khuôn đúc th i thép sôi ng t ngang t ỏ ạ ự khuôn đúc thé.