Dưới đây là bản dịch tiếng Anh của đoạn văn bản được cung cấp:
Cách than cốc dầu mỏ graphit hóa đạt được tỷ lệ hấp thụ tăng vọt từ 75% lên hơn 95%, cho phép “tận dụng tối đa nguồn tài nguyên”
Than cốc dầu mỏ graphit hóa đã đạt được bước đột phá trong việc nâng cao tỷ lệ hấp thụ từ 75% lên hơn 95% thông qua năm quy trình cốt lõi: lựa chọn nguyên liệu thô, xử lý graphit hóa ở nhiệt độ cao, kiểm soát kích thước hạt chính xác, tối ưu hóa quy trình và tái sử dụng tuần hoàn. Phương pháp “tận dụng tài nguyên toàn diện” này có thể được tóm tắt như sau:
1. Lựa chọn nguyên liệu thô: Kiểm soát tạp chất ngay từ nguồn gốc
- Nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh và tro thấp
Loại than cốc dầu mỏ chất lượng cao hoặc than cốc kim có hàm lượng lưu huỳnh <0,8% và hàm lượng tro <0,5% được lựa chọn. Nguyên liệu thô có hàm lượng lưu huỳnh thấp giúp ngăn ngừa sự hình thành khí sulfur dioxide ở nhiệt độ cao, giảm thiểu tổn thất carbon, trong khi hàm lượng tro thấp giúp giảm thiểu sự ảnh hưởng của tạp chất trong quá trình nấu chảy. - Xử lý sơ bộ nguyên liệu thô
Thông qua các quy trình nghiền, phân loại và tạo hình, các hạt lớn và tạp chất được loại bỏ để đảm bảo kích thước hạt đồng nhất, tạo nền tảng cho quá trình graphit hóa tiếp theo.
2. Xử lý graphit hóa ở nhiệt độ cao: Tái cấu trúc các nguyên tử cacbon
- Quá trình graphit hóa
Sử dụng lò Acheson hoặc lò graphit hóa nối tiếp bên trong, nguyên liệu thô được xử lý ở nhiệt độ trên 2.600°C. Quá trình này chuyển đổi các nguyên tử carbon từ cấu trúc hỗn loạn thành cấu trúc phiến mỏng có trật tự, gần giống với mạng tinh thể của graphit và tăng cường đáng kể khả năng phản ứng và độ hòa tan của carbon. - Loại bỏ lưu huỳnh
Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh được thải ra dưới dạng khí sulfur dioxide, làm giảm hàm lượng lưu huỳnh xuống còn 0,01%–0,05% và tránh gây ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền và độ dẻo dai của thép. - Tối ưu hóa độ xốp
Quá trình graphit hóa tạo ra cấu trúc xốp bên trong các hạt carbon, làm tăng độ xốp và cung cấp nhiều kênh hơn cho sự hòa tan carbon trong sắt nóng chảy, đẩy nhanh quá trình hấp thụ.
3. Kiểm soát kích thước hạt chính xác: Đáp ứng yêu cầu nóng chảy
- Phân loại kích thước hạt
Kích thước hạt được kiểm soát trong khoảng 0,5–20 mm tùy thuộc vào loại thiết bị nấu chảy (ví dụ: lò hồ quang điện hoặc lò cao) và yêu cầu của quy trình:- Lò điện (<1 tấn): 0,5–2,5 mm để ngăn ngừa quá trình oxy hóa do các hạt quá mịn.
- Lò điện (>3 tấn): Kích thước hạt 5–20 mm để tránh khó khăn trong việc hòa tan do các hạt quá thô.
- Phân bố kích thước hạt đồng đều
Các quy trình sàng lọc và tạo hình đảm bảo kích thước hạt đồng nhất, giảm thiểu sự dao động về tỷ lệ hấp thụ do sự khác biệt về kích thước gây ra.
4. Tối ưu hóa quy trình: Nâng cao hiệu quả hấp thụ
- Thời điểm và phương pháp cộng
- Phương pháp thêm từ đáy: Trong lò điện tần số trung bình, 70% chất tăng cacbon được đặt ở đáy lò và nén chặt, phần còn lại được thêm vào từng đợt trong quá trình để giảm thiểu tổn thất do oxy hóa.
- Thêm theo mẻ: Đối với phương pháp luyện kim bằng lò điện, chất tăng hàm lượng cacbon được thêm vào theo từng mẻ trong quá trình nạp liệu; đối với phương pháp luyện kim bằng lò cao, chúng được thêm vào đồng thời với nguyên liệu nạp vào lò để đảm bảo tiếp xúc hoàn toàn với sắt nóng chảy.
- Kiểm soát thông số nóng chảy
- Kiểm soát nhiệt độ: Duy trì nhiệt độ nóng chảy ở mức 1.500–1.550°C giúp thúc đẩy quá trình hòa tan cacbon.
- Giữ nhiệt và khuấy đều: Giữ trong 5-10 phút với khuấy vừa phải sẽ đẩy nhanh quá trình khuếch tán các hạt carbon và ngăn ngừa sự tiếp xúc với các tác nhân oxy hóa như gỉ sắt hoặc xỉ.
- Trình tự điều chỉnh thành phần
Việc thêm mangan trước, sau đó là cacbon, và cuối cùng là silic sẽ làm giảm tác dụng ức chế của silic và lưu huỳnh đối với quá trình hấp thụ cacbon, giúp ổn định tỷ lệ cacbon tương đương.
5. Sử dụng tuần hoàn và sản xuất xanh: Tối đa hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên
- Tái tạo điện cực phế thải
Các điện cực than chì đã qua sử dụng được tái chế thành các chất nâng cacbon với tỷ lệ thu hồi 85%, giúp giảm thiểu lãng phí tài nguyên. - Các giải pháp thay thế dựa trên sinh khối
Các thí nghiệm sử dụng than vỏ cọ thay thế cho than cốc dầu mỏ cho phép luyện kim trung hòa carbon và giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch. - Hệ thống điều khiển thông minh
Việc giám sát hàm lượng carbon trực tuyến thông qua phân tích quang phổ và hệ thống cấp liệu chính xác dựa trên IoT 5G (sai số <±0,5%) giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu việc bổ sung quá mức.
Kết quả kỹ thuật và tác động đến ngành công nghiệp
- Tỷ lệ hấp thụ được cải thiện: Nhờ các biện pháp này, tỷ lệ hấp thụ của chất tăng cacbon từ than cốc dầu mỏ đã tăng từ 75% (than cốc dầu mỏ nung truyền thống) lên hơn 95%, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả sử dụng cacbon.
- Nâng cao chất lượng sản phẩm: Đặc tính hàm lượng lưu huỳnh thấp (≤0,03%) và nitơ thấp (80–250 PPM) giúp ngăn ngừa hiệu quả các khuyết tật rỗ xốp khi đúc và cải thiện các tính chất cơ học (ví dụ: độ cứng, khả năng chống mài mòn).
- Lợi ích về môi trường và kinh tế: Lượng khí thải carbon trên mỗi tấn chất tăng cường carbon giảm 1,2 tấn, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh. Đồng thời, tỷ lệ hấp thụ cao hơn giúp giảm lượng chất tăng cường carbon tiêu thụ, từ đó giảm chi phí sản xuất.
Bằng cách thực hiện kiểm soát toàn diện từ đầu đến cuối, than cốc dầu mỏ graphit hóa đạt được “tận dụng tối đa nguồn tài nguyên”, cung cấp cho ngành luyện kim một giải pháp tạo carbon hiệu quả, ít phát thải và thúc đẩy ngành này hướng tới sự phát triển bền vững, chất lượng cao.
Bản dịch này đảm bảo tính chính xác về mặt kỹ thuật đồng thời dễ đọc đối với độc giả quốc tế trong lĩnh vực luyện kim và khoa học vật liệu. Hãy cho tôi biết nếu bạn muốn chỉnh sửa gì thêm!
Thời gian đăng bài: 31/03/2026