Hadde tufallerinden demir tanesi üretiminin incelenmesi
Investigation of production of iron nugget from mill scales
Yazar: İBRAHİM GÖKHAN GÜNDÜZ
Danışman: DOÇ. DR. MUHLİS NEZİHİ SARIDEDE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Esas olarak manyetitten oluşan hadde tufalleri, çeliğin sıcak haddelenmesi esnasında oluşmaktadır. Sahip olduğu yüksek demir içeriği ve düşük empürite sayesinde demir çelik endüstrisi için harika bir ikincil hammadde olarak değerlendirilebilir.Ülkemizde hadde tufalinin geri dönüşümü sadece yüksek fırınla demir ? çelik üretimi yapan entegre tesislerde, sinter harmanına katılarak gerçekleştirilmektedir. Çelik üretimin % 74,1 oranında elektrik ark ocaklı tesislerde gerçekleştirildiği ülkemizde bu tesislerden açığa çıkan yüksek miktarda tufal ne yazık ki değerlendirilememekte ve değerinden daha düşük bir bedelle ya ihraç edilmekte, ya da katma değersiz sektör dışı alanlarda kullanılmaktadır. Böylesine değerli bir hammaddenin geri dönüşümünün sağlanması elektrik ark ocaklı tesisler için ithal hurdaya alternatif bir hammadde kazanılmasını sağlayacaktır. Bu çalışmada hadde tufalinden demir tanesi üretmek amacıyla farklı sıcaklık ve sürelerde redüksiyon deneyleri yapılmıştır. Yapılan deneylerde farklı kömür çeşitlerinin,tufalin geri dönüşümünde kullanılabilirliğini incelemek amacıyla linyit, antrasit ve kok kömüründen hazırlanmış briketler kullanılmıştır. Metal ? curuf ayrımını kolaylaştırmak amacıyla, hazırlanan harmanlara katkı maddesi ilave edilmiştir.Yapılan deneyler sonucunda hadde tufalinden demir tanesi üretimine sıcaklığın, sürenin, kömür cinsinin, karbon miktarının, kullanılan katkı maddesinin ve oluşan curuf bileşiminin etkileri incelenmiştir. Demir tanesi oluşumunun mekanizması incelenerek açıklanmaya çalışılmıştır.XIIElde edilen sonuçlar her bir faktörün demir tanesi oluşumu üzerinde önemli etkileri olduğunu göstermektedir. Kullanılan kömür çeşidinin, her bir kömürün yanma özelliklerinin farklı olmasından ötürü büyük öneme sahip olduğu ve istenen kalitede demir tanesi üretimi için diğer parametrelerin kullanılan kömür cinsine bağlı olarak düzenlenmesi gerektiğini göstermektedir.Sıcaklık, kömürün yanmasını kolaylaştırması, redüksiyon reaksiyonlarını hızlandırması ve metalin ve curufun ergimiş faza geçip birbirinden ayrılması açısından büyük önem taşımaktadır.Yapılan deneylerde en olumlu sonuçların kok kömürü ile üretilen briketlerde sağlandığı, antrasit kömürünün yavaş yanmasından, linyit kömürünün ise hızlı yanmasından kaynaklanan olumsuzluklarının olduğu görülmüştür.Anahtar Kelimeler: hadde tufali, geri dönüşüm, yüksek sıcaklıkta redüksiyon, demir tanesi, kok, antrasit, linyit

Abstract:
Scale (iron oxide) which is mainly magnetite, is produced during the rolling of steel sheets in the steel making process. Mill scale is considered as a valuable secondary raw material in iron and steel production due to its high iron content and low impurities.The recycling of mill scale is only carried out in the blast furnace iron ? steel integrated plants by participating sinter blend in our country. 74.1% of the production was carried out by the electric arc furnace plants in our country. Unfortunately, high amounts of exposed scale is not sufficiently enough assessed. These scales either used in non-value-added sectors or exported at a low price. The recycling of valuable these raw materials will provide an alternative option against imported scrapping while using electric arc furnace plants. The different temperature and durations of reduction experiments were performed in this study in order to produce iron nugget from mill scale. Briquettes those are prepared from lignite, anthracite coal and coke is used in order to examine the availability of different coal types of recycling scales in the experiments. The additives are introduced into pre-prepared blends in order to facilitate the separation of metal ?slag. In the result of the series experiments, examined the effects of temperature, duration, types of coal, the quantity of carbon, the additive and the resulting slag of the formation of the iron nugget from mill scale is investigated. The mechanism of the iron nugget is examined and it is tried to be revealed.XIVObtained results demonstrate that each factor have significant impact on the formation of iron nugget. And also they demonstrate that the type of coal used has great importance because of each coal have different combustion characteristics and to product desired quality for the iron nugget, the other parameters must depend on type of coal.Temperature has quite significance for facilitate combustion of coal, acceleration of the reduction reactions, separation of the metal and slag after passing molten phase.In the result of the series experiments, the most positive results are provided from briquetted produced by coke, slow combustion of anthracite coal, high speed combustion of lignite coal were found to be negative.Keywords: mill scale, recycling, high temperature reduction, iron nugget, coke, anthracite, lignite