Elektrik ark fırınında sıvı metale kromit cevherinden krom kazanımı

Abstract

Paslanmaz çeliklerin krom alaşım hammaddesi olan ferrokrom, kromit cevherlerinin bir redüktan yardımıyla elektrik ark fırınlarında, redükleyici ergitme ile üretilir. Günümüzde ferrokrom paslanmaz çelik üretiminin vazgeçilmez biridir. Son yıllarda paslanmaz çelik üretimine yönelik olarak, ferrokrom kullanmadan çeliğin içerisine cevherden krom kazanma fikri oldukça tartışılmaktadır ve bu konuda yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Bu fikri cazip kılan neden, ferrokrom kullanmadan kromit cevherinden krom kazanma ile çelik üretmenin daha ekonomik olmasıdır. Ferrokrom kullanmadan paslanmaz çelik üretimi, kromit cevherinden kromun demir karbon sıvı alaşımına cüruf redüksiyonu ile direkt ilave edilmesiyle yapılabilir. Kromit cevherinin redüksiyonu; elektrik ark fırınının grafit elektrotundan gelecek karbon, sıvı metal içerisindeki karbon veya kromit cevheriyle birlikte şarj edilecek karbon ile gerçekleşir. Bu çalışmada kromit redüksiyonu, sanayideki uygulamaya daha yakın olan elektrik ark fırınında, ağırlıklı olarak grafit elektrottan gelen karbon ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca flaks ilavesinin redüksiyona etkisi araştırılmıştır. Hurda çeliğin elekrtik ark fırınında ergitilmesiyle elde edilen sıvı metalin içerisine, birinci grup deneylerde herhangi bir flaks ilave edilmemiş kromit cevheri, ikinci grup deneylerde ise 50 gr flaks (CaF2) ilave edilmiş kromit cevherinden değişik miktarlarda şarj edilmiştir. Kromit cevheri miktarındaki değişimle birlikte sıvı metale geçen krom miktarının ve sıvı metalin karbon içeriğinin değişimi incelenmiştir. VII) Elektrik ark fırınında kromit cevherinin, flaks ilave edilerek ve flaks ilave edilmeden yapılan cüruf redüksiyonu deneylerinden aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. 1- İlave edilen kromit miktarlarının artmasıyla sıvı metale geçen krom miktarı artmaktadır. 2- İlave edilen kromit miktarlarının artmasıyla sıvı metalin karbon içeriği düşmektedir. 3- CaF2 flaksımn ilave edilmesi, sıvı metale geçen krom miktarını arttırmaktadır. 4- CaF2 flaksımn ilave edilmesi, sıvı metalin karbon içeriğinin, kromit miktarının artmasıyla düşüşünü azaltmaktadır. 5- Kromit cevherlerinden sıvı metale krom kazanma verimi CaFı flaksı İlavesi ile artmakla birlikte % 65-75 seviyelerinde kalmıştır. Endüstriyel boyutlardaki çalışmalarda bu verim artabilir. 6- Kromitin cüruf redüksiyonu ile elde edilen sıvı metalin Mn ve S içerikleri düşük değerlerdedir. 7- Elektrik ark fırınında kromitin cüruf redüksiyonu ile elde edilen ürün, karbon, krom ve diğer bileşenler açısından standart bir ürün değildir. Ancak krom içeriklerinin yüksek olması açısından ürün, paslanmaz çelik üretimi için sıvı halde hammadde özellikleri taşımaktadır.

Ferrochromium, which is a alloying material for stainless steel, is produced by smelting reduction of chromite ores in elecric arc furnace. In recent years alloying of stainless steel without using ferrochromium is discussed. Stainless steel productoin without using ferrochromium can be achieved by recovery of chromium from chromite ores in liquid metal by slag reduction. The reduction of ores occurs by the carbon, which comes from electric arc furnace graphite electrode, carbon in liquid metal or carbon in charge chromite ore. In this study, the reduction of ores is achieved by pilot scale D.C. electric arc furnace which is very close to the industrial application. The reduction of chromite ores is achieved by the carbon comes from graphite electrode also the effect of the flux (CaF2) addition is investigated. By the first group experiments chromite ores without flux addition are added in the liquid metal which is produced by smelting of scrap steel in electric arc furnace. In the second group experiments 50 gr CaF2 flux is added to the chromite ores before charging in to the liquid metal. Th effect of the increase in the amount of the chromite ores are investigated. Change in chromium and carbon contents of liquid metal are also determined. The results of the slag reduction of chromite ores with and without flux addition experiments are given below; 1. By the increase of the amount of chromite ores, chromium amount of liquid metal increases. 2. By the increase of the amount of chromite ores, the carbon content of liquit metals are decreases. 3. By the addition of CaFi flux, amount of recovered chromium in liquid metal increases. 4. By the addition of CaF2 flux, decrease of carbon content in liquid metal by higher chromite addition is reduced. 5. The chromium recovery efficiency increases to only 65-75% levels by flux addition. This can increase in industrial applications. 6. The Mn and S contents of liquid metal, which is produced by slag reduction of chromite ores are very low. 7. The product of this process is not a standard product because of its high carbon content. But because of high chromium content it can be used as a liquid raw material in stainless steel production.