Farklı kireç besleme yöntemlerinin elektrik ark ocağında enerji ve süreye etkisinin incelenmesi
An experimental observation on the effects of different lime feeding methods to time and energy in electric arc furnace
Yazar: SERGEN ALİ KAT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDOĞAN KANCA
İskenderun Teknik Üniversitesi / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Dünyada ve ülkemizde önemli bir çelik üretim ve geri dönüşüm yöntemi olarak bilinen Elektrik Ark Ocakları, yüksek elektrik enerjisi sarfiyatı ile çalışmaktadır. Geçmişten günümüze dek üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve üretkenliğin arttırılması anlamında birçok yenilik yapıldığı bilinmektedir. Yapılan çalışmaların çoğunluğu ana sarfiyat giderini; yani elektrik enerjisi tüketimini azaltmak yönünde olmuştur. Bu bağlamda; hurda ön ısıtma sistemlerinin geliştirilmesi, karbon ve oksijen (oksi-brulör) enjeksiyon sistemlerinin kurulması, Elektrik Ark Ocaklarında (EAO) mobilizasyon sistemlerinin (sensörlerin kullanımı) tasarlanması gibi çalışmaların yapıldığı bilinmektedir.
EAO'nda şarj ve besleme tipleri incelendiğinde, fırın girdilerinden cüruf yapıcı kirecin fırına beslenme tipinin; enerji sarfiyatı açısından etkili olabileceği görülmüştür. Bu nedenle, bu çalışmada farklı kireç besleme yöntemlerinin Elektrik Ark Ocağı'nda enerji ve süreye etkisi araştırılmıştır. Yöntem olarak; Kireç, 3 döküm için hurda sepetiyle, 3 döküm için de konveyör sistemle ocak kapağından beslenerek; üretim süreçleri tamamlanıp dökümler devrilmiştir.
Aynı kalitede hurda, oksijen, doğalgaz, karbon ve kireç kullanılarak yapılan deneylerde; kireç farklı miktarlarda olmak üzere her iki yöntemle de ocağa beslenerek, izabe sürecinde alınan prova sonuçlarına göre gerektiğinde ilaveler yapılmış ve üretim süreçleri tamamlanmıştır. Üretim değerleri karşılaştırıldığında, kapaktan kireç besleme yönteminde enerjinin 31,1 kWh/t ve enerjili sürenin 0,64 dakika düşük olduğu görülmüştür. İşletme kapasitesi 1.000.000 ton/yıl olan bir firmada 31.100.000 kWh/yıl enerji tasarrufu sağlanması mümkündür.

Abstract:
Electric Arc Furnaces which is known important recycling method in our country and all over the world, operate with high electrical energy consumption. From past to present it is known that is made a great variety of innovation studies to improve reproductivity and to reduce costs. Most of investigation studies are focused on reducing the main consumption cost, in other words the electrical energy consumption. In this context, it is known that is made different studies like improving scrap preheating systems, setting up carbon and oxygen (oxy-burner) injection systems, designing mobilization systems (using sensors) in Electric Arc Furnaces.
When analyzing charge and feeding systems of Electric Arc furnace it was seen that the feeding types of the lime which is one of the inputs of the furnece can be effective on the electric energy consumption. For this reason in this study, it is investigated that the effects of different lime feeding methods on energy and time in the electric arc furnace. For this purpose, the lime was feeded into the eletcric arc furnace three casting in a scrap basket and three casting with a conveyor system on the furnace roof.
In experiments in which were used same quality of scrap, oxygen, natural gas, carbon and lime different quantity of lime was feeded in two methods and for taking of samples in smelting process lime was added to the eletric arc furnace and production processes were completed. When production values are compared it seen that energy consumption is less than 31,1 kWh/t and power on time is less than 0,64 min. in the lime feeding system from roof. In a factory which has 1.000.000 tones/year production capacity it can be possible to provide 31.100.000 kWh energy saving for a year.