Máy thổi khí cho ngành thép & luyện kim: sục khí, khử khí chân không và thổi khí lò luyện

Trong sản xuất thép, khí và chân không tham gia ở nhiều công đoạn. Có thể chia thành hai nhóm ứng dụng cho máy thổi khí: nhóm tạo chân không (luyện kim thứ cấp, khử khí cho thép) và nhóm vận chuyển – nén khí quá trình (dây chuyền hoàn nguyên, xử lý khí lò). Mỗi nhóm có yêu cầu kỹ thuật riêng nhưng đều cần thiết bị nén khô, không nhiễm dầu vào dòng khí.

Điểm chung của cả ba: thiết bị phải chịu vận hành liên tục nhiều năm và không để dầu lọt vào dòng khí công nghệ — yếu tố quyết định chất lượng thép thành phẩm.

Khi luyện thép chất lượng cao, các khí hòa tan như argon, carbon monoxide (CO), oxy và carbon dioxide (CO₂) cần được tách ra vì chúng ảnh hưởng xấu đến cơ tính. Đặc biệt, hydro hòa tan gây giòn thép — hút bớt hydro dưới chân không giúp giảm hiện tượng này và nâng độ tinh khiết. Đây là lý do luyện kim thứ cấp (secondary metallurgy) gắn liền với hệ thống chân không.

Theo tài liệu Aerzen, các quy trình tiêu biểu gồm: RH (Ruhrstahl-Heraeus) — hút một phần thép lỏng vào bình qua hai ống và thổi argon để khử cacbon, khử khí; RH-OB — bản nâng cấp bổ sung oxy cho thép chất lượng cao hơn; cùng VD (Vacuum Degassing) và VOD (Vacuum Oxygen Decarburisation). Máy thổi khí dạng nén khô đảm nhận việc hút an toàn các khí có hại này trong điều kiện chân không.

Hệ thống chân không kiểu này áp dụng cho cả nhà máy thép mới, dự án hiện đại hóa thay thế bơm hơi (steam ejector) cũ, lẫn các mini mill / micro mill luyện từ thép phế. Lưu lượng hút của các blower lớn nằm trong dải khoảng 10.000–97.000 m³/h, còn dòng động cơ kín (canned motor) phục vụ lưu lượng nhỏ hơn — con số mang tính minh họa, tùy model và điều kiện vận hành.

Ngoài chân không, nhà máy thép còn cần nén và vận chuyển khí quá trình. Trong dây chuyền hoàn nguyên trực tiếp quặng sắt (DRI – Direct Reduction of Iron), blower khí quá trình đảm nhận việc nén khí công nghệ, khí làm mát và khí làm kín. Các dòng khí lò như khí than cốc (coke oven gas) hay khí lò cao cũng được xử lý bằng blower khí quá trình chuyên dụng.

Yêu cầu then chốt ở đây là kết cấu kín khí và không dầu: dầu bôi trơn phải được cách ly hoàn toàn khỏi buồng nén để khí công nghệ không bị nhiễm bẩn. Aerzen dùng giải pháp phớt cơ khí ngâm dầu kết hợp gioăng labyrinth có thể xả sạch, tách vĩnh viễn khoang dầu khỏi khoang khí. Dải làm việc của dòng khí quá trình GQ trải rộng về lưu lượng và áp suất chênh lệch (tùy model), phục vụ vận hành liên tục dài hạn.

Máy thổi khí (blower) tạo áp thấp ≤1 bar với lưu lượng lớn, khác máy nén khí áp cao. Có ba công nghệ chính, lựa chọn tùy lưu lượng, áp suất chênh lệch và bài toán tiết kiệm điện:

Với nhóm khí quá trình và chân không trong luyện kim, kết cấu kín khí và khả năng nén khô là tiêu chí ưu tiên. Với nhóm sục khí phụ trợ (ví dụ xử lý nước thải nhà máy), bài toán nghiêng về hiệu suất năng lượng — nơi blower trục vít và hệ điều khiển phát huy lợi thế. Riêng nhu cầu khí nén áp cao oil-free, Aerzen còn có dòng máy nén khí trục vít không dầu đạt ISO 8573-1 Class 0.

Khí nén và sục khí là nhóm tiêu thụ điện lớn trong nhà máy. Tối ưu điều khiển thường là phần tiết kiệm chính, đặc biệt với các cụm nhiều máy thổi khí chạy song song. Aerzen cung cấp ba lớp điều khiển:

Với ứng dụng sục khí (aeration) phụ trợ, AERsmart điều phối nhiều máy thổi khí theo nhu cầu oxy hòa tan (DO), tránh chạy thừa công suất. Mức tiết kiệm cụ thể tùy cấu hình hệ thống và biên dạng tải của từng nhà máy.