Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

Công ty sản xuất thép Cleveland-Cliffs, một trong năm nhà sản xuất thép hàng đầu tại Hoa Kỳ, sẽ thay thế lò cao hiện đang hoạt động tại cơ sở Middletown, Ohio bằng nhà máy DRI sản xuất hydro công suất 2,5 mtpa (tấn/năm) và hai lò nấu chảy sử dụng điện công suất 120 MW để cung cấp sắt nóng chảy cho cơ sở hạ tầng đang hoạt động tại cơ sở, bao gồm BOF, Caster, nhà máy cán nóng và nhiều cơ sở hoàn thiện sản phẩm khác. 

Cleveland-Cliffs sẽ thực hiện khử cacbon cho cơ sở Middletown Works tại Ohio bằng cách thay thế hệ lò cao bằng hệ thống điện khí hóa và nâng cấp hiệu suất. 

Các công nhân làm việc tại nhà máy Cleveland-Cilff Works. 

Cliffs đã được chọn để tham gia tranh giải thưởng lên đến 500 triệu đô la từ Bộ Năng lượng (DOE) để triển khai thay thế lò cao tại Middletown bằng nhà máy luyện gang trực tiếp (DRI) và hai lò nấu chảy điện. Công ty đang đàm phán với DOE về các điều khoản và điều kiện cụ thể của giải thưởng. Công ty tự tin sẽ nhận được sự chấp thuận cuối cùng và tiến hành dự án này. 

Sau khi nhận được giải thưởng, công ty sẽ thay thế lò cao hiện đang sử dụng tại cơ sở Middletown, Ohio bằng nhà máy DRI sản xuất hydro công suất 2,5 mtpa tấn/năm và hai lò nấu chảy điện có công suất 120 MW để cung cấp sắt nóng chảy cho cơ sở hạ tầng hiện đang hoạt động, bao gồm BOF, Caster, Nhà máy cán nóng và nhiều cơ sở hòn thiện sản phẩm khác. 

Middletown, nhà máy nằm ở phía tây nam Ohio, sẽ duy trì công suất sản xuất thép thô hiện tại khoảng 3 triệu tấn ròng/năm và sẽ không sử dụng than cốc để sản xuất sắt. 

Quá trình này không chỉ làm giảm cường độ phát thải cacbon mà còn củng cố vị thế của Middletown Works thành cơ sở sắt thép tích hợp phát thải khí nhà kính thấp nhất và tiên tiến nhất trên thế giới. Cơ sở này sẽ được cung cấp nhiên liệu bằng khí đốt tự nhiên, giúp giảm cường độ cacbon luyện gang hiện tại hơn 50%; hỗn hợp khí đốt tự nhiên và hydro sạch; hoặc hydro sạch, giúp giảm cường độ cacbon luyện gang hiện tợi hơn 90%.

Cơ sở mới dự kiến sẽ giảm chi phí sản xuất khoảng 150 đô la/ tấn thép lỏng được sản xuất, hoặc tiết kiệm 450 triệu đô hàng năm so với cấu hình hiện tại. Khoản tiết kiệm này không tính đến bất kỳ khoản phí bảo hiểm nào dự kiến sẽ phát sinh từ việc bán thép cacbon thấp, chẳng hạn như Cliffs H2 và Cliffs HMAX.

Dự án sẽ sử dụng các đơn vị khai thác quặng sắt và vê viên do Liên đoàn công nhân ngành thép Hoa Kỳ (USW) của Cleveland Cliffs đại diện. Theo dự đoán của công ty, nguồn nguyên liệu này sẽ trở nên khan hiếm với giá thành cao hơn trong suốt thập kỷ còn lại. 

Quá trình này sẽ cho phép Cleveland Cliff duy trì chất lượng thép sản xuất, giảm chi phí do mức độ sử dụng phế liệu tăng lên, qua đó duy trì vị thế của công ty trên thị trường ô tô. 

Cleveland-Cliffs đã thử nghiệm các chiến lược khử cacbon tại Middletown Works trong nhiều năm. Gần đây, họ đã thử nghiệm bơm hydro vào lò cao. 

“Cleveland-Cliffs luôn phát triển nhờ vào sự đổi mới, vì vậy thật hợp lý khi bước tiến quan trọng này được thực hiện ngay gần Trung tâm Nghiên cứu và Đổi mới Cliffs của chúng tôi ở Middletown”, Giám đốc điều hành kiêm Chủ tịch Lourenco Goncalves cho hay.

Thép sản xuất tại Middletown phục vụ cho thị trường ô tô, thiết bị gia dụng, HVAC, cống rãnh và phân phối. 

Hoàng Dương (Theo Energytech.com)