Sıvı ham demirden bakırın giderilmesi

Abstract

Demir çelik üretiminde Elektrik Ark Fırınları (EAF)' nin payı giderek artmaktadır. Bunun sonucu olarak demir çelik hurdası gereksiniminde büyük artış görülmektedir. Kaliteli ve temiz çeliğe yönelik talepler sonucunda hur danın kimyasal bileşimine sınırlama getirilmiştir. Demir çelik üretiminde, hurdadan gelen bazı element ler özellikle de bakır, çelik üretim şartlarında giderile- meyip çelik içerisinde hurdanın dönüşümü sonucu birikerek tehlikeli boyutlara ulaşmışlardır. Bakır gösterdiği etki bakımından bu elementlerin en önemlisidir. Bakırın oksi jene olan ilgisi demirden daha düşüktür. Bu nedenle oksi- dan çelik üretim şartlarında giderilemez ve zamanla biri kerek çeliğin sıcak işlemi esnasında problem yaratır. Bu sebebten ötürü bakırı gidermek için, bakırın demirden daha yüksek bir sülfürleşme eğilimi gösterme özelliğinden yarar lanılmıştır. Deneysel çalışmalarda sıvı ham demir numunelerine kükürt içeren reaktanlar ilave edilerek bakırın giderilme koşulları incelenmiştir. Deneylerde değişkenler reaktan miktarı ve reaktandaki maddelerin oranları, sıcaklık ve süre olarak seçilmiştir. Sıvı ham demirden bakırı gider mek amacıyla yapılan deneylerde Na2S, FeS, NazS0,, Na2C03 maddeleri % 5-50 arası reaktan miktarları ve değişen ka rışım oranlarında kullanılarak bu reaktanların bakır gi derme etkileri incelenmiştir. Deneylerde farklı bakır içeriğine sahip üç grup numune kullanılmıştır. Sıcaklı ğın etkisinin incelendiği deneylerde 1250,1300 ve 1350 C sıcaklıklar seçilmiştir. Sürenin etkisini incelemek için deneyler 1-20 dakika arası reaksiyon sürelerinde gerçek leştirilmiştir. Sonuç olarak reaktan miktarı arttıkça sıvı metalin bakır içeriğinin düştüğü gözlenmiştir. Bu düşüş başlangıçta hızlı olup reaktan miktarının artması ile bakır giderimi giderek yavaşlamaktadır. En iyi bakır giderimi % 70 Na"S ve % 30 FeS karışım oranı ve % 50 reak tan miktarı ile T350DC'de ve 10 dakikalık reaksiyon süre sinde % B5 olarak elde edilmiştir. Sıvı metalin bakır içeriği % 1.74'den % 0.27'ye düşürülmüştür. Bunun yanı sıra sıvı ham demirin başlangıç bakır içeriği arttıkça bakır giderme veriminin arttığı görülmüştür. Reaksiyon kinetik açıdan çok uygun geliştiğinden sıcaklığın bakır gidermeye kayda değer ölçüde bir etkisi olmadığı gözlen miştir. Ayrıca sürenin etkisi incelendiğinde, bakırın cürufa transferinin ilk Uç dakika içinde tamamlandığı, sü renin bu değerin üzerine uzatılmasının bakır giderimini etkilemediği görülmüştür.

Die Hauptrohstoffe der Eisen-Stahl-Herstellung sind Eisenerz und Eisen-StahlschrQtt. Die Produktian erfolgt ausgehend von Eisenerz in GroBhütten und ausgehend van Schrott in kleineren Stahl-Anlagen. Ab 1960 aind in der Eisen-Stahl-Herstellung aus primaren Rohstoffen wichtige Entuicklungeh aufgetreten. Aber in den letzten Gahren hat die Produktian aus Schrott zugenommen, weil die Resourcen an brauchbarem Eisenerz mehr und mehr erschöpf ujerden; und umgekehrt, die Menge an verwentbarem Schrott standig groHer tuird. Mit Anstieg der Schrottmenge entstehen neue Probleme, die von der chemisnhen Zusammensetzung herrühren. Das uichtigste dieser Probleme ist die von Kupfer verursachte Rotbrüchigkeit, die wahrend des LJalzens und Giesens von Stahl auftritt. Obuohl Kupfer in einigen Stahlen als Legirungselement l/eruendung findet, wird es bei der Stahlherstellung meistens als Uerunreinigungselement betrachtet. Es ist nicht zu vermeiden, das Kupfer bei der Stahlherstellung in den StoffluB eingebracht wird. Und in den Stahlher- stellungsbedingungen nicht entfernen kann, als Begleitelement im Stahl bis zum Produkt verbleibt. Bis Getzt gibt es kein Frischverfahren zur Entfernung des Kupfers. Zur Zeit wird eine Elnschrankung des Kupfer- gehaltes durch sorgfaltige Schrottsortierung gemacht. In der zuganglichen Literatür sind zuei mögliche Gründe für die Kupfer-Rotbriichigkeit angegeben uorden: 1- Infolge selektiver Dxidation des Eisens und Zunderbildung souie uegen der beschrankten Löslichkeit von Kupfer im Eisen stellt die an der Metal-Zundergrenze vorliegende Phase fast reines Kupfer dar. Wenn das Walzen oder Schmieden bei Temperaturen oberhalb des S chmelzpunktes von Kupfer erfolgt, uird das flüssige Kupfer entlang der Austeitkorngrenzen eindiffundieren, was deren Bruch zur Folge hat. Das AusmaB der RiBbildung hangt von der Menge an oxidiertem Eisen und vom Kupfergehalt im Stahl ab.