Yerli Demir Cevherlerinin Sünger Demir Üretimine Uygunluğunun Araştırılması

Abstract

Sünger demir, demir oksitli cevher veya peletlerin katı veya gaz redükleyici kullanarak ergime olmaksızın metalik demire redüklenmesi sonucu elde edilen üründür. Bu ürün yüksek metalizasyon derecesine sahip, belirli oranlarda oksit gang içeren, gözenekli yapıda olup, kararlı bir bileşime sahip olması ve bünyesinde iz elementlerini az bulundurması nedeni ile kaliteli hurdanın yerine alternatif hammadde olarak elektrik ark fırınlarında ve ayrıca bazik oksijen fırınlarında şarj malzemesi olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde çelik üretiminin % 71’i elektrik ark fırınları ile gerçekleştirilmektedir. Ülkemiz yurt içi hurda kaynakları yetersiz olduğundan, elektrik ark ocaklı çelik kuruluşlarımız için gerekli olan hurda büyük oranda ithalat yolu ile karşılanmaktadır. Bu nedenle özellikle yerli kaynaklarımızın kullanıldığı sünger demir üretimi ülkemiz için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, farklı tenörlere sahip yerli demir cevherlerinin linyit kömürü ile redüklenerek sünger demir üretimine uygunluğunun saptanması amacıyla; Cfix/Fetop oranı, sıcaklık ve zaman çalışma parametreleri olarak seçilmiş ve bu parametrelerin metalizasyona olan etkileri incelenmiştir. Redüksiyon deneyleri, laboratuar tipi yüksek sıcaklık fırınında gerçekleştirilmiştir. Belirli sıcaklık ve Cfix/Fetop oranında, değişik zaman aralıkları için yapılan deneylerde fırından alınan numuneler kimyasal analize tabi tutulmuştur. Kimyasal analizler sonucu numunelerin metalik ve toplam demir miktarlarından yararlanarak, metalizasyon oranları hesaplanmıştır. Çalışma parametrelerinin metalizasyon oranına etkileri, gerçekleştirilen deney şartları için, metalizasyon değişim eğrileri yapılarak saptanmış ve ülkemiz cevherlerinin sünger demir üretimine uygunluğu incelenmiştir.

Sponge iron is produced, below the melting point of the iron, by the reduction of iron oxide containing ores or pellets to the metallic iron. The reducing agents can be solid or gas. The characteristic properties of sponge iron are high metallization degree, porous structure, certain amounts of oxide gangue in the structure, stability in composition and very low impurity content. Because of these suitable properties, sponge iron is alternatively used instead of scrap in electric arc furnaces and basic oxygen furnaces. In terms of production processes 71 % of the total steel production of Türkiye is realized by electric arc furnaces. In the present work, three different domestic iron ores reduced with lignite coal to investigate their suitability for sponge iron production. In the experimental studies different operation parameters were selected being Cfix/Fetot ratio, temperature and time, respectively to determine their effects on metallization. A laboratory scale high temperature furnace was used to carry out the reduction experiments. In order to observe the effects of reduction time on the metallization of sponge iron, the experiments done for different time periods at a fixed temperature and Cfix/Fetot ratio. The samples were chemically analyzed and their metallic and total iron contents were determined. Accordingly, the metallization degrees were calculated. The effects of operation parameters were determined by drawing the variations of the metallization of the samples depending on the parameters, reduced in different conditions.