Sau vụ nổ bất ngờ, Trung Quốc tìm ra 'bí thuật 6 giây' là bước đột phá đẩy ngành luyện thép tăng tốc 3.600 lần

Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá lớn trong ngành thép, khi các nhà khoa học nước này phát triển thành công công nghệ luyện sắt siêu tốc, giúp nâng năng suất lên gấp 3.600 lần so với phương pháp truyền thống. Phát minh này không chỉ tăng cường khả năng tự chủ nguồn nguyên liệu mà còn mở đường cho ngành thép tiến gần hơn tới mục tiêu "phát thải carbon bằng 0".

Công nghệ mới, được đặt tên là "luyện gang nhanh", có thể hoàn thành toàn bộ quá trình luyện sắt trong khoảng 3-6 giây, so với 5-6 giờ khi sử dụng lò cao truyền thống. Đây là thành quả nghiên cứu kéo dài hơn một thập kỷ của nhóm kỹ sư đứng đầu bởi Giáo sư Zhang Wenhai, viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc.

Điểm mấu chốt của phương pháp này là việc phun bột quặng sắt nghiền mịn vào lò nung ở nhiệt độ cực cao, tạo ra một "phản ứng hóa học gây nổ". Những giọt sắt lỏng đỏ rực sau đó rơi xuống đáy lò và được thu thập để sản xuất thép trực tiếp. Theo bài báo đăng trên tạp chí Nonferrous Metals, dòng sắt lỏng thu được không chỉ có độ tinh khiết cao mà còn sẵn sàng để đúc hoặc sản xuất thép ngay lập tức, không cần qua các công đoạn trung gian phức tạp.

Công nghệ luyện gang nhanh của Trung Quốc được đánh giá là một giải pháp toàn diện cho các thách thức lớn của ngành thép hiện nay. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả với quặng sắt có năng suất thấp hoặc trung bình – nguồn tài nguyên phong phú tại Trung Quốc nhưng từ lâu bị đánh giá là không tối ưu để sản xuất thép.

Nhờ công nghệ mới, Trung Quốc có thể giảm sự phụ thuộc vào nguồn quặng chất lượng cao nhập khẩu từ Úc, Brazil và châu Phi. Đây là một bước tiến lớn, không chỉ giảm chi phí sản xuất mà còn tăng cường sự tự chủ trong chuỗi cung ứng nguyên liệu chiến lược.

Công nghệ mới của Trung Quốc được đặt tên là "luyện gang nhanh" Ảnh minh họa

>> Trung Quốc tăng mạnh nhập khẩu dầu thô tháng 11, tác động gì đến thị trường năng lượng khu vực?

Đặc biệt, phương pháp này không cần sử dụng than cốc – một nguyên liệu quan trọng trong luyện thép truyền thống – qua đó giảm hơn 1/3 năng lượng tiêu thụ. Điều này cho phép ngành thép Trung Quốc đạt được mục tiêu phát thải carbon dioxide gần bằng 0, phù hợp với các cam kết quốc tế về môi trường và phát triển bền vững.

Một trong những thách thức lớn nhất mà nhóm nghiên cứu phải vượt qua là phát triển vòi phun quặng sắt – bộ phận quyết định hiệu quả và tốc độ của quá trình luyện sắt. Để đảm bảo hạt quặng sắt được phân tán đều trong môi trường nhiệt độ cao, nhóm đã thiết kế thành công vòi phun xoáy đặc biệt, có khả năng phun 450 tấn hạt quặng mỗi giờ.

Với ba vòi phun hoạt động đồng thời, một lò phản ứng có thể sản xuất tới 7,11 triệu tấn sắt mỗi năm – tương đương năng suất của cả một nhà máy thép lớn. Đáng chú ý, công nghệ này đã được thử nghiệm thành công và đưa vào ứng dụng thương mại, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành luyện kim.

Trung Quốc hiện là quốc gia sản xuất thép lớn nhất thế giới, với năng lực vượt xa tổng sản lượng của phần còn lại của thế giới cộng lại. Tuy nhiên, việc phụ thuộc vào quy trình luyện thép truyền thống dựa trên than cốc đã trở thành rào cản lớn trong việc hiện thực hóa các mục tiêu khí hậu đầy tham vọng.

Công nghệ luyện gang nhanh không chỉ giúp Trung Quốc duy trì vị thế thống trị mà còn củng cố vị trí của nước này trong các lĩnh vực chiến lược như đường sắt cao tốc, đóng tàu và sản xuất ô tô.

Lịch sử ngành thép của Trung Quốc vốn đã nổi bật từ hàng ngàn năm trước. Vào thời nhà Tống (thế kỷ 11), sản lượng sắt của Trung Quốc đạt 150.000 tấn mỗi năm, vượt xa châu Âu mãi đến thế kỷ 18, khi Cách mạng Công nghiệp bắt đầu. Phát minh lần này tiếp tục khẳng định vai trò tiên phong của Trung Quốc trong lĩnh vực sản xuất thép.

Hành trình nghiên cứu của Giáo sư Zhang bắt đầu từ những năm 1970, khi ông phát triển công nghệ luyện kim nhanh áp dụng cho sản xuất đồng quy mô lớn. Công trình này giúp ông giành giải Nhất Giải thưởng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ Quốc gia năm 2000 và được bầu vào Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc vào năm 2003.

Trong thập kỷ qua, ông và các cộng sự đã dành nhiều công sức tinh chỉnh công nghệ luyện sắt để đạt hiệu quả cao nhất. Dù ý tưởng ban đầu xuất phát từ Mỹ, nhưng chính nhóm của ông Zhang đã phát triển và hoàn thiện công nghệ này, với bằng sáng chế được cấp từ năm 2013.

Theo thống kê, tỷ lệ thành công của các công nghệ mới sau giai đoạn thử nghiệm thí điểm tại Trung Quốc vượt mức 80%, tạo niềm tin lớn vào khả năng áp dụng rộng rãi công nghệ luyện gang nhanh.

Công nghệ này hứa hẹn không chỉ giúp Trung Quốc tiết kiệm chi phí sản xuất, giảm phụ thuộc vào nhập khẩu mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các thách thức về năng lượng và môi trường của ngành thép toàn cầu.

>> Ngành sản xuất Trung Quốc hồi phục: Thị trường hàng hóa toàn cầu biến động ra sao?