Doğrudan indirgenmiş demirin elektrik ark ocaklı tesislerde hurdaya alternatif hammadde kaynağı olarak kullanılması
Use of directly reduced iron as an alternative source of raw materials to scrap in electric arc furnace facilities
Yazar: MUSA ATAŞ
Danışman: PROF. DR. GÜREL ÇAM
İskenderun Teknik Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda tüm dünyada elektrik ark ocaklarında çelik üretiminde doğrudan indirgenmiş demir kaynaklarının hammadde olarak kullanımında artış söz konusudur. Bu artışın ana nedenleri hurda arzının sınırlı olması ve çelik üretimi sırasında hurda kullanımından kaynaklanan kısıtlamalardır. Doğrudan indirgenmiş demir (DİD) ve sıcak briketlenmiş demir (SBD) gibi doğrudan indirgenmiş cevher bazlı demir kaynaklarının kimyasal saflığı, bu ürünleri temiz çelik üretimi için çok değerli kılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, elektrik ark ocağı (EAO) ile çelik üretiminde hammadde olarak DİD ve SBD gibi cevher bazlı metalik ürünlerin kullanımının avantajlarını ortaya koymaktır. Ayrıca, cevher bazlı metallik hammadde kullanılarak yapılan çelik üretiminin temiz çelik üretimine ve üretim optimizasyonuna yönelik sağladığı faydalar da tartışılacaktır. 

Bu çalışmada, cevher bazlı metalik hammaddelerin elektrik ark ocağında (EAO) %100 kullanılması ile elde edilen ve % 100 hurda kullanılarak üretilen dökümler incelenmiştir. Farklı hammaddeler ile yapılan kütük çelik üretimlerindeki elektrik tüketimi, grafit elektrod tüketimi ve üretim hızı ortalamaları tespit edilmiştir. Bu bağlamda, cevher ie özellikle DID ile üretimde elekrik sarfiyatı hurda ile üretimin biraz üzerinde olsa da elektrot tüketiminin çok daha düşük ve üretim hızının çok daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Dolayısıyla, DİD kullanımı EAO'da çelik üretim maliyetini düşürücü etki sağlamıştır.  Ayrıca, DİD ve SBD ile üretilen çeliklerdeki Cu, S ve P oranlarının hurda ie üretilen çeliğe nazaran oldukça düşük olduğu görülmüştür. Dolayısıyla, cevher esaslı metalik hammaddeler kullanımının temiz çelik üretimine katkısı gösterilmiştir.

Abstract:
There has been a worldwide increase in the use of direct reduced iron products as raw materials for steel production by electrical arc furnaces in recent years. The limited supply of scrap and and the constraints resulting from the use of scrap during steel production are the main reasons for this increase. Chemical purity of ore-based metallic raw materials such as direct reduced iron (DRI) and hot briquetted iron (HBI) make these products very valuable for the production of clean steel. The purpose of this study is to investigate the advantages of the use of ore-based metallic products such as DRI and HBI as raw materials in steelmaking by electric arc furnace. Moreover, the benefit of clean steel production and production optimization by the use of ore-based metallic raw materials will also be discussed. 

In this study, heats produced by using 100% ore-based metallic raw materials in an electric arc furnace (EAF) and heats produced by using 100% scrap were investigated. The averages of electricity consumption, electrode consumption and production rate in billet steel production made with different raw materials were determined. In this context, although the electricity consumption in the production with ore-based raw materials, especially with DID, is slightly higher than the production with scrap, it has been determined that the electrode consumption is much lower, and the production speed is much higher. Therefore, the use of DID has had a reducing effect on the steel production cost in the EAF. In addition, it has been observed that the Cu, S and P ratios in the steels produced with DID and SBD are quite low compared to the steel produced with scrap. Therefore, the contribution of the use of ore-based metallic raw materials to clean steel production has been demonstrated.