Alternatif akımla çalışan bir elektrik ark ocağında curuf refrakter etkileşiminin incelenmesi
Investigation of slag refractory interaction in an electric arc furnace operating with alternative current
Yazar: ALİ GÜLER
Danışman: PROF. DR. NİLGÜN KUŞKONMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Metal ergitme tesislerinde refrakter sarfiyatı önemli bir maliyet kalemidir ve tüm firmalar bu rakamları iyileştirme amaçlarındadır. Demir-Çelik tesislerinde ülkemizde özellikle ark ocaklı tesisler ile çelik üretimi yapılmakta ve fırın çalışma astarı refrakterleri, oluşan bazik oksitleyici cüruf nedeniyle, bazik karakterli MgO-C tuğlalar ile örülmektedir. Elektrik ark ocaklarında kullanılan MgO-C tuğlalar, çelik cürufları ile etkileşime girerek uzun vadede aşınırlar. Bu performansın takibi, kullanım süresince karşılaşılabilecek proses kaynaklı sorunlarla beraber cüruf karakteristiğinin de etkisiyle oldukça zorlaşmaktadır. Son yıllarda tuğladaki MgO kaybının, ark ocağında kullanılan oksijen enjektesi sonrası tuğlada gerçekleşen karbon kaybının devamında, cüruftaki FeO yüzdesinin değerine bağlı olarak MgO doygunluğunun değişmesi sebebiyle gerçekleştiği üzerine önemli çalışmalar yapılmaktadır. Bu nedenle curuftaki MgO doygunluğunun sağlanması için, tuğladan malzeme kaybının önlenmesi amacıyla, sisteme dışarıdan manyezit kaynaklı malzemelerin beslenmesi yapılmaktadır. Bunların başında dolomitik kireç ve kalsine manyezit gibi malzemeler kullanılmasının yansıra MgO kaynaklı atık tuğlaların değerlendirilmesi gibi çalışmalar da vardır. Yapılan literatür taramalarında, belirli miktarda FeO içeren ark ocağı cürufuna farklı oranlarda kalsine manyezit ilave edip, laboratuvar koşullarında 1500 oC'de indüksiyon fırınında bekletme yapılmış ve MgO-C tuğlaların aşınma oranlarını incelenmiştir. Bu çalışmada Eti Krom tesisleri bünyesinde yan ürün olarak çıkan ECD (Etikrom Cüruf Düzenleyici), Kaptan Demir Çelik tesislerinde 120 ton kapasiteli bir elektrik ark ocağında hammadde olarak tamamen hurda kullanılarak ve inşaat demiri kaliteleri üretiminde denenmiş ve cüruftaki MgO yüzdesine etkisi incelenmiştir. Ayrıca bahsi geçen tesis içinde yapılan bir revizyon yatırımından sonra, bünyesinde Al2O3 barındıran tuğlanın beklenmedik bir şekilde aşınması incelenerek kalıcı çözümler sunulmaya çalışılacaktır.

Abstract:
Refractory consumption is an important cost item in metal melting facilities and all companies aim to improve these figures. Steel is produced in mini-mill plants in our country especially with electrical arc furnaces, and furnace refractory linings are laid with basic character MgO-C bricks due to the basic oxidizing slag formed. MgO-C bricks used in electric arc furnaces interact with steel slag and be corroded in the long term. Monitoring this performance becomes very difficult due to the effect of slag characteristics as well as process-related problems that may be encountered during use. In recent years, important studies have been carried out on the fact that the MgO loss in the brick occurs due to the change in MgO saturation depending on the value of the FeO percentage in the slag, as a result of the carbon loss in the brick after the oxygen injection used in the arc furnace. For this reason, in order to ensure MgO saturation in the slag and to prevent material loss from the brick, magnesite-sourced materials are fed into the system from outside. In addition to the use of materials such as dolomitic lime and calcined magnesite, there are also studies such as the evaluation of MgO-based waste bricks. In literature reviews, different amounts of calcined magnesite were added to arc furnace slag containing a certain amount of FeO, kept in an induction furnace at 1500 oC under laboratory conditions, and the erosion rates of MgO-C bricks were examined. In this study, for the purpose of comparing the ECD (Etikrom Slag Regulator), which is produced as a by-product within Eti Krom facilities, the rebar qualities were used in an electrical arc furnace, which has a capacity of 120 tones of liquid steel at Kaptan Demir Çelik facilities, using entirely scrap as raw material. It was tested in production and its effect on the MgO percentage in the slag was examined.