Sürekli Döküm Tufalinin Karbotermik İndirgeme Reaksiyonunun İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, sürekli döküm tesisinde ortaya çıkmış olan tufalin doğrudan indirgeme reaksiyonu incelenmiştir. Doğrudan indirgeme işlemi, döner fırın ortamında karbotermik yöntemle melasın bağlayıcı olarak kullanılmasıyla elde edilen peletlerle gerçekleştirilmiştir. Süre, sıcaklık, indirgeyici miktarı ve indirgeyici türü olarak belirlenen parametrelerin indirgeme verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu bağlamda, reaksiyon sırasında farklı sürelerde alınan numuneler kimyasal analizlere ve X-ışını difraksiyonu (XRD) analizlerine tabii tutulmuştur. İndirgenmenin verimi, numunelerde yer alan metalik demirin toplam demire oranını ifade eden metalizasyon oranı hesaplanarak belirlenmiştir. Elde edilen doğrudan indirgenmiş peletlerin kimyasal özelliklerinin, endüstriyel standartlara uygun nitelikte olduğu belirlenmiştir. Farklı deneylere ait numunelere uygulanan kimyasal analizler göz önünde bulundurulduğunda, kullanılan indirgeyiciler olan metalurjik kok ve antrasitle elde edilen metalizasyon oranlarının sıcaklık ve indirgeyici miktarı artışından farklı düzeylerde etkilendiği belirlenmiştir. Numunelere uygulanan XRD analizlerinin demir oksitlerin kademeli olarak indirgenmelerini doğruladığı ve kimyasal analizlerden elde edilen sonuçlarla uyumlu oldukları saptanmıştır. İndirgenmiş peletlerin indüksiyon fırınında ergitilmesiyle elde edilen metalik külçelerin % 99 un üzerinde metalik demir içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir.

In this study, the direct reduction reaction of mill scale formed in continuous casting facilities is investigated. Direct reduction is carried out in a rotary kiln with pellets made by using molasses as binder. The effect of the reaction parameters, which are determined as time, temperature, amount of reductant and reductant type, on the reduction efficiency is investigated. In this sense, the samples obtained during the reaction on different periods of time are subjected to chemical analyses and X-ray diffraction (XRD) analyses. The efficiency of reduction is calculated as the metallization ratio, which is the ratio of metallic iron to total iron in the samples. It was established that the chemical properties of the reduced pellets conformed to industrial standards. Comparison of the chemical analyses of the samples obtained from different experiments suggested that the metallization ratios obtained with metallurgical coke and anthracite, which are the reductants utilized in the experiments, are affected differently by increases in temperature and amount of reductant. The XRD analyses performed on the samples confirm the gradual reduction of iron oxides and are consistent with the results from the chemical analyses. Melting the reduced pellets in an induction furnace made it possible to obtain metallic ingots with an iron content of above 99%.