Kardemir A.Ş'de farklı toz cevherlerle üretilen sinterin kalitesinin incelenmesi
Investigation of sinter quality produced by different dust ores at Kardemir
Yazar: TUBA TİMUR
Danışman: PROF. DR. YAVUZ SUN
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Cevher = Ore ; Harmanlama = Blending ; Sinter = Sinter ; Yüksek fırın = Blast furnace

Özet:
Doğrudan yüksek fırına beslenemez kalitedeki düşük tenörlü demir cevherlerini            (< %50 Fe içerikli) yüksek fırında kullanılabilir hale getirebilmek için bu cevherler öncelikle zenginleştirme işlemine tabi tutulmaktadır. Toz cevherler sinterleştirilip yüksek fırınlara şarj edilir. Bu çalışmada farklı oranlarda, çeşitli toz demir cevherlerinin harmanlanması sonucu elde edilen sinter kalitesinin değerlendirilmesi yapılmıştır. Optimum harmanlama oranının bulunarak bunun yüksek fırınlardaki teorik yansımaları test edilmiştir. Ayrıca ithal cevherlerin tek başlarına işletme şartlarında sinter kalitesine etkisi ortaya konulmuştur. Harmanlama sahasından her bir harman için numuneler alınmıştır. Fiziksel (elek analizi) ve kimyasal (XRF) özellikleri belirlenmiştir. Hazırlanan harmanların sinterleşme süresi beklenmiş, oluşan sinterlerden numune alınarak fiziksel (elek analizi, tambur testi), kimyasal (XRF) ve metalürjik analizleri (RUL, RDI) yapılmıştır. Toz cevherlerle hazırlanan   harmanın elek analizi yapılarak karışımın 10 mm altında olması sağlanmıştır. Harmanlar, sinter fabrikasına gönderilmiş ve külçeleştirilmiştir. Element tayini için XRF analizleri yapılmıştır. Farklı ölçülerde eleklerle sinterlerin tane boyut analizleri gerçekleştirilmiştir. 1050 °C'de mix gazı (CO % 40, H2 % 2, N2 % 58) verilerek sinterlerin % 40 oranında redüklendiği andaki yüksek fırında meydana gelen redüklenme hızı, fırın içerisindeki yükseklik farkı ve basınç farkı Yük Altında İndirgenme (RUL) testi ile ölçülmüştür. 500 °C'de mix gazıyla (CO % 20, CO2 % 20,             H2 % 2, N2 % 58) indirgenmiş sinterlerin, Düşük Sıcaklıkta İndirgenme-Parçalanma Testi (RDI)  ile parçalanma indeksi tayin edilmiştir. Tesis içerisindeki nakliye sırasında sinterlerin ufalanma ve tozlanma indeksi tambur testi ile ölçülmüştür.
 
Çalışmada tek kaynak demir cevherlerinin sinterleştirilmesinin yanısıra ithal ve yerli birçok çeşit cevherle yapılan harmanlar kullanılmıştır. Her harmanda cevherlerin ağırlıkça yüzdesi farklıdır. Çalışmanın her aşamasında ortalama 100 ton harman karışımı bantlar vasıtasıyla taşınıp sinter makinesine şarj edilmiş ve sinterleşme süresi beklenmiştir. Oluşan sinterden numune alınarak gerekli tüm analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları incelenerek yüksek fırınlarda kullanılan sinter için en uygun karışımın en az %40 ithal cevher kullanılarak sağlanacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In order to make low grade iron ores (< 50% Fe content) of high quality which can be fed directly to blast furnace, these ores are first subjected to enrichment process. Powder ores are sintered and charged to blast furnaces. In this study, the sinter quality obtained by blending various powder iron ores in different ratios was evaluated. Optimum blending ratio was found and its theoretical effect on blast furnaces was tested. In addition, the effect of imported ores alone on sinter quality under operating conditions has been demonstrated. Samples were taken for each blend from the blending site. Physical (sieve analysis) and chemical (XRF) properties were determined. The sintering time of the prepared blends was waited and physical (sieve analysis, drum test), chemical (XRF) and metallurgical analyzes (RUL, RDI) were taken. The blend prepared with powder ores was analyzed by sieve analysis to ensure that the mixture was below 10 mm. The blends were sent to the sinter factory and agglomerated. XRF analysis was performed for element determination. Particle size analysis of sintered sieves with different sizes were performed. Mixing gas (CO 40%, H2 2%, N2 58%) was given at 1050 °C and the reduction rate of the blast furnace at 40% when the sinter was reduced by Reduction Under Load (RUL) test was measured by the difference in height and pressure difference in the furnace. The disintegration index of the reduced sintered with mix gas (CO 20%, CO2 20%, H2 2%, N2 58%) at 500 °C was determined by Reduction Disintegration Index (RDI) test. The crumbling and dusting index of the sinteres during transport in the plant was measured by drum test.
  
In addition to sintering of single source iron ores, blends made with many imported and domestic ore were used in the study. The percentage by weight of the ores is different in each harmony. At each stage of the study, an average of 100 tons of blend mixture was conveyed through the belts and charged to the sinter machine and the sintering time was expected. All necessary analyzes were made by taking samples from the sinter formed. Analysis results were examined and it was concluded that the most suitable mixture for the sinter used in blast furnaces would be provided by using at least 40% imported ore.