Soğukta sertleşen kompozit peletin yarı ergitme şartlarında indirgenmesinin araştırılması
Investigation of the reduction of cold bonded composite pellets under the semi-fusion conditions
Yazar: YUNUS EMRE BENKLİ
Danışman: PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Soğukta sertleşen kompozit peletlerin yarı ergitme şartlarında indirgenmesinin araştırılması konulu doktora çalışması kapsamında yerli cevher ve kömür kaynaklarımız kullanılarak soğukta sertleşebilen kompozit pelet üretimi yapmış ve elde edilen yaş peletlerin kurutma işleminden sonra fırında yarı ergitme şartlarında indirgenip, enerji tasarrufu sağlıyacak şekilde demir tanesi haline dönüştürülmesi amaçlanmıştır.Soğukta sertleşen kompozit pelet üretimi deneyleri sonucunda bağlayıcı olarak sodyum karboksi metil selüloz (CMC) kullanıldığı zaman, %2 CMC ile elde edilen peletlerde dayanım 353 N/pelet değerine ulaşmakta bu da soğukta sertleşen peletlerin kabul edilebilir seviyelerdeki dayanımları açısından yeterli olmaktadır.Diğer bağlayıcılar ile kıyaslandığında peletlerin kurutulması için diğer bağlayıcılarda kurutma işleminin gerekmesi, CMC'de ise bu işleme gerek duyulmaması ve pelet üretim şartlarının kolaylığı, %2 oranındaki CMC kullanımını daha avantajlı duruma getirmektedir.Soğukta sertleşen kompozit peletlerin yarı ergitme şartlarında indirgenerek, yüksek fırın pik tanesi ile benzer kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip demir tanesi üretiminin araştırıldığı deneylerde ise 1,1 baziklik oranındaki manyetit, CaO, kok ve %2 CMC kullanılarak oluşturulan kompozit peletlerde; 1330oC'de 8-24 dakikada direk redüklenmiş demir (DRI), 32-40 dakikada geçişli redüklenmiş demir (TDRI), 48 ve sonraki dakikalarda ise demir tanesi elde edilmiştir. 1360oC'de 8 dakikada DRI, 16 dakikada TDRI, 24 ve sonraki dakikalarda ise demir tanesi elde edilmiştir. 1390oC'de 8 dakikada TDRI, 16 ve sonraki dakikalarda ise demir tanesi elde edilmiştir. 1420oC sıcaklıkta ise 8 dakika ve sonrasında demir tanesi üretimi mümkün olmaktadır. Bu şartlar altında 1390oC'de 16 dakika fırında kalma süresinde %94,9 Fe ve %3,6 C içeren 420 HV mikrosertliğinde ve 6,981 g/cm3 görünür yoğunlukta yüksek fırın pik demirine, fiziksel ve kimyasal özellikler bakımından benzer özellikler gösteren, beyaz dökme demir yapısında demir tanesi üretimi, daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştiği için enerji tasarrufu açısından ekonomik olarak üretilebilmektedir.

Abstract:
In this study, the reduction of cold bonded composite pellets is investigated under the semi-fusion conditions. In this context the aim is to achieve energy savings by producing cold bonded composite pellets using native domestic sources of ore and coal, after the dehydration process of green pellets, transforming these pellets into iron nuggets by reduction in furnace under semi fusion conditions.The experimental results of producing cold bonded composite pellets show that using CMC as a binder, the durability of cold bonded pellets is in acceptable levels; using %2 CMC results in the durability of 353 N/pellet.Using %2 of CMC is very advantegous compared to the other binders considering that the other binders needs a thermal process unlike CMC, and the conditions of pellet production are relatively simpler.In the experiments iron nugget was achieved, with physical and chemical properties similar to blast furnace pig iron, by reduction of cold bonded composite pellets which was investigated under semi-fusion conditions: The experimental results obtained in composite pellets of 1,1 basic ratio of magnetite, CaO, coke, and %2 CMC are as follows;At 1330oC direct reducted of iron in minutes 8-24 , translate direct reduction iron in minutes 32-40, and iron nugget in minutes 48 and later. At 1360oC DRI in minute 8, TDRI in minute 16, and iron nugget in minutes 24 and later. At 1390oC is produced TDRI in minute 8, and ferrous grain in minutes 16 and later. At 1420oC iron nugget in minutes 8 and later is possible. Under these circumstances, at 1390oC and with 16 minutes of furnace duration, the production of iron nugget with a structure of white cast iron which has similar physical and chemical properties with blast furnace pig iron containing %94,9 Fe and %3,6 C with a microhardnes of 420 HV and a apparent density of 6,981 g/cm3 seems possible and economical in terms of energy saving, dye to lower temperatures.