Bazik oksijen fırını için külçe alüminyum besleme sistemi tasarımı ve optimizasyonu
Aluminum ingot feeding system design and optimization for basic oxygen furnace
Yazar: AHMET KAYRAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDOĞAN KANCA
İskenderun Teknik Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bazik oksijen fırını = Basic oxygen furnace

Özet:
Demir çelik ürünleri, dayanıklı tüketim malları, yapı malzemeleri ve otomotiv sanayinin temel girdisidir. Bu sebeple bir ülkenin demir çelik ürünlerini tüketim düzeyi, o ülkedeki refahın ve gelişmişliğin en temel göstergelerinden biri olarak kabul edilir. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde demir çelik tüketimi giderek artmakta ve tüketim hızını karşılayabilecek üretim kapasiteleri oluşturulmaktadır. Ancak çelik üretiminde kullanılan hammadde, flaks ve deoksidant fiyatları günden güne artmakta bu da çelik üretim maliyetini artırarak karlılığı düşürmektedir. Maliyeti artıran bu malzemelerin biri de deoksidasyon ve alaşımlama amaçlı kullanılan alüminyumdur.
Ergimiş metalden oksijeni alma metodu olan deoksidasyon, Bazik Oksijen Fırını (BOF) ile yapılan çelik üretimin son aşamasıdır. BOF ile çelik üretimi yapılan tesislerde deoksidasyon işlemi, yaklaşık 5 kg ağırlığındaki alüminyum külçelerin çalışanlar tarafından el ile atılması suretiyle gerçekleştirilmektedir. Bu şekilde yapılan besleme prosesinde personel kaynaklı kalite ve verim problemleri yaşanabilmektedir. Yapılan çalışmada daha önce tamamen manuel olarak gerçekleştirilen külçe alüminyum besleme işlemi otomatikleştirilmiştir. Bununla birlikte prosesin daha kontrollü ve kararlı bir hal alması sağlanarak kalite ve performans süreçlerinde önemli kazanımlar elde edilmiştir. Alüminyum besleme sistemi öncesi ve sonrası verilerden tablolar hazırlanıp, karşılaştırmaları yapılmıştır. Sonuç olarak, konvertörden sıvı çeliğin potaya boşaltılması sırasında alüminyum besleme sistemi kullanımının maliyet düşürücü bir uygulama olduğu gösterilmiştir. Bu maliyet düşürücü uygulama sayesinde tasarrufun yılda yaklaşık 91.176 $ olabileceği anlaşılmıştır.
Aynı zamanda yapılan çalışma sonucunda daha önce tamamen manuel olarak gerçekleştirilen ve birçok iş güvenliği riski taşıyan külçe alüminyum besleme işleminin otomatik besleme sistemi ile yapılması sonrası iş güvenliği noktasında ortaya çıkabilecek tehlikeler ortadan kaldırılmıştır.

Abstract:
Iron and steel products are the primary input of durable consumer goods, construction materials and automotive industry. Thence, elevation of iron and steel product consumption is the most important pointer of development and prosperity for a country. Developing countries as Turkey, iron and steel product consumption increases constantly and also production capacity can be formed to respond consumption. However, the prices of raw materials, fluxes and deoxidants which are used in steel making process, increase day by day due to steel making cost increases and the profitablility decreases. Also aluminium which is used for deoxidation and alloying, increases the cost.
Deoxidation is the method of removing oxygen from molten metal and it is the last part of the steel making process with Basic Oxyfen Furnace (BOF). Steel making process with BOF, aluminum ingots that have 5 kg nominal weight are feeding manually in a ladle. This situation can lead to some problems such as quality error and loss of efficiency. The problem was solved by designing automatic aluminum ingot feeding system. Hereby feeding system performance variables had improved considerably. In this studies the tables which are derived from using aluminium feeding system before and after datas are prepared and their comparison is made. Finally, this study showed us that aluminium deoxidation with aluminium ingot feeding system is useful application for cost saving. With using this feeding system in deoxidation process saving approximately  91.176 $ was achieved.
Meanwhile, automatic feeding system is rolled out instead of manual feeding system that has injury risk previously. Hereby risks caused by occupational health and safety aspects have been eliminated.