Trung Quốc vừa công bố một bước tiến mang tính cách mạng trong công nghệ luyện thép, hứa hẹn thay đổi hoàn toàn cách thức sản xuất thép trên toàn thế giới. Sau hơn 10 năm nghiên cứu, nhóm chuyên gia do Giáo sư Zhang Wenhai, thành viên Viện Hàn lâm Kỹ thuật Trung Quốc, dẫn đầu đã phát triển thành công công nghệ "luyện thép tức thời" (Flash Ironmaking). Phương pháp này không chỉ tăng năng suất sản xuất lên gấp 3.600 lần mà còn giúp giảm đáng kể tác động đến môi trường.

Công nghệ luyện thép tức thời: Nhanh, hiệu quả và thân thiện với môi trường

Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nonferrous Metals vào tháng 11/2024, quy trình luyện thép tức thời hoạt động bằng cách bơm bột quặng sắt vào lò nung ở nhiệt độ cực cao. Tại đây, phản ứng hóa học nhanh chóng diễn ra, tạo ra những giọt sắt nóng chảy, sáng rực. Quá trình này chỉ mất từ 3 đến 6 giây, so với 5-6 giờ của các lò cao truyền thống, đem lại tốc độ sản xuất sắt vượt trội.

Đặc biệt, phương pháp này phù hợp với quặng sắt có hàm lượng thấp, nguồn tài nguyên phổ biến tại Trung Quốc. Trước đây, nước này phải phụ thuộc nhiều vào quặng chất lượng cao nhập khẩu từ Úc, Brazil và châu Phi, điều này làm tăng chi phí và rủi ro chuỗi cung ứng. Công nghệ mới mở ra cơ hội khai thác hiệu quả các nguồn tài nguyên trong nước, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu.

Cải thiện hiệu quả năng lượng và giảm phát thải carbon

Không chỉ tối ưu hóa quy trình sản xuất, công nghệ luyện thép tức thời còn mang lại lợi ích môi trường vượt bậc. Bằng cách loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng than cốc – nguồn phát thải khí nhà kính chính trong luyện thép – công nghệ này giúp giảm đáng kể lượng khí CO₂. Nhóm nghiên cứu ước tính rằng, nếu được triển khai trên diện rộng, phương pháp này có thể tăng hiệu suất năng lượng ngành thép lên hơn 30% và tiến gần tới mục tiêu "không phát thải carbon".

Để hiện thực hóa quy trình, các nhà khoa học đã thiết kế loại vòi phun xoáy đặc biệt, cho phép bơm tới 450 tấn quặng sắt mỗi giờ. Một lò phản ứng được trang bị 3 vòi phun như vậy có thể sản xuất hơn 7 triệu tấn sắt mỗi năm, tương đương công suất của các nhà máy luyện thép lớn nhất hiện nay.

Thách thức và triển vọng

Dù ý tưởng ban đầu của quy trình luyện thép tức thời xuất phát từ Mỹ, nhưng Trung Quốc là quốc gia đầu tiên hoàn thiện và thương mại hóa công nghệ này. Sau khi nhận bằng sáng chế vào năm 2013, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Zhang đã dành hơn một thập kỷ để cải tiến, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong thực tiễn. Hiện tại, tỷ lệ thành công của công nghệ mới trong các thử nghiệm thí điểm đạt trên 80%.

Trung Quốc, với vị trí là quốc gia sản xuất thép lớn nhất thế giới, đã đối mặt với áp lực cắt giảm phát thải từ ngành công nghiệp thép vốn phụ thuộc nhiều vào năng lượng từ than đá. Đột phá mới này không chỉ giúp nước này duy trì sản lượng thép cao mà còn đáp ứng các mục tiêu phát triển bền vững.

Tương lai của ngành thép

Công nghệ luyện thép tức thời không chỉ là bước tiến của Trung Quốc mà còn mang lại triển vọng thay đổi cục diện ngành thép toàn cầu. Với năng suất vượt trội, chi phí thấp và ít tác động môi trường, phương pháp này được kỳ vọng sẽ trở thành tiêu chuẩn mới trong sản xuất thép, đặc biệt trong bối cảnh thế giới ngày càng quan tâm tới vấn đề giảm phát thải và phát triển bền vững.

Đột phá này không chỉ khẳng định vị thế dẫn đầu của Trung Quốc trong lĩnh vực thép mà còn mở ra một chương mới cho ngành công nghiệp nặng toàn cầu, nơi sản xuất hiệu quả song hành cùng bảo vệ môi trường.