SAKARYA ÜNİV RSİT Sİ/MTALURJİ V MALZM MÜHNİSLİĞİ MİR ...content.lms.sabis.sakarya.edu.tr/Uploads/48956/41772/demircelik_dersnotu.pdf · PROF.DR.KENAN YILDIZ | DEMİR ÇELİK

SAKARYA NVERSTES/METALURJ VE MALZEME MHENDSL

DEMR ELK METALURJS Prof.Dr.Kenan YILDIZ

UBAT 2013

PROF.DR.KENAN YILDIZ | DEMR ELK METALURJS 2

BLM 1 DEMR ELK RETMNN KISA TARHES

Demir-elik endstrisi, dnyann en nemli ve gelenek asndan en eski retim sektrdr. 3000 yl kadar nce

demir, insanln kltr ve medeniyetinde temel tekil etmekteydi ve cevherden demir elde etme almalar o

zaman bile gelitirilmiti. O zamandan bu yana, demir cevherini daha ekonomik olarak kullanlr hale getirmek

iin enerji kullanm ve eitli tekniklerin bir araya getirilmesi hedefi hep aynyd.

Demir ve eliin daha hacimli olarak retiminin balangc ok eski zamanlara kadar gitmektedir. Byk bir

ihtimalle demirin retimi, dnyann pek ok noktasnda (Bat Afrika, Gneydou Avrupa, Gney Hindistan, in)

1000 yldan daha nce e zamanl olarak kefedildi. Medeniyetler tarihi nem kazanabilmek iin, bu metali silah

veya alet haline dntrmeleri gerekiyordu. Bunun iin de ncelikle nasl elde edildiini ve ilenmesi

gerektiini bilmek zorundaydlar.

Tarihte demirin kullanmnn, bizim Demir a olarak adlandrdmz zamanlarda (M.. 8000) balad genel

olarak zerinde uzlalmtr. Bugnk bilgilere gre, demir retimi Anadoluda, bir ihtimal de Kafkaslarn

kuzeyinde balamtr. Almanyada yaplan aratrmalara gre, demir retiminin balama tarihi Edda,

Wielandsage ve Nibelungenlied gibi efsanevi hikayelere ve destanlara dayanmaktadr. Alman topraklarndaki

demirin tarihesi, eitli mzrak ve balta paralarnn bulunmasna dayanlarak M.. ilk bin yla kadar gittii

anlalmaktadr.

lk kullanlan demirin, dnyaya uzaydan den byk bir meteorun olduu ok aktr. ans, gzlem ve

yaratclk, yeterli miktarlarda redklenebilir cevherlerin olduu yerlerde demirin retim metotlarnn

gelimesine yol amtr. O zamanlar bolca bulunan aalar sayesinde bu cevherlerin mangal kmr ile birlikte

ergitilmesi de mmknd. Demir retiminin geliimi, farkl geliim dzeylerinde ama eitli blgelerde e

zamanl olarak meydana gelmitir. Metalin teknik zellikleri ve ekonomik nemi yznden, bilgi ve tecrbe

ou zaman gizli tutulduundan dolay, belirli retim yntemleri belli blgelerde kstl kalmtr. Ancak uzun

bir sre sonunda yaylmtr.

Demir retiminin geliimi, alar boyunca demir cevherinin farkl ocaklarda ergitilmesi temelinde aratrlabilir.

Tarihsel geliim, ksaca aadaki gibi sralanabilir:

Demir ocaklar (bloomery hearth)

Demir frnlar (bloomery furnaces)

Akkan ocaklar ve odun kmrl yksek frnlar (flowing furnaces and charcoal blast furnaces)

Kok kmrl yksek frnlar (coke blast furnaces)

Dorudan redksiyon tesisleri (direct reduction facilities)

zabe tesisleri (smelting reduction facilities)

Demirci ocaklar, kilden, ocak talarndan veya buzullarla tanm kayalardan yaplan alak kuyulard. Bu

ocaklarda temiz demir cevherleri odun kmryle redklenerek dvlebilir demir haline getirilirdi. Bu ilemde,

cevhere yapm olan gang, ergitilerek kartlrd. lk zamanlarda frnlar doal hava akmyla iletilirdi (ekil

1.1). Daha sonralar elle veya ayakla altrlan krkler yardmyla gerekli hava saland (ekil 1.2). Elde

edilen rn dvlebilir demir, cevher ve kmrden oluan curuf idi. Bu ham demirler, kk paralara ayrlarak

elle dvlp, kullanlabilen aletler haline dntrldler. Bu yntemde Orta aa kadar ok az bir deiiklik

olmutur.

ekil 1.1. 2500 yl nce

Almanyann Siegerland

blgesinde demirci ocanda

demir retimi


ekil 1.2. Yaklak 3500 yl nce

Msrdaki ergitme atei. Gerekli s,

ayakl krklerden salanan flelerle

oluturulmaktadr.

Kullandmz takvime gre, 10.Yzylda da su

deirmeninin gelitirilmesi, demir retimi teknolojisinde

yeni bir a yaratmtr. Suyun gc, cevherlerin yakn

veya uzak olmasn ortadan kaldrm, demir izabesi

vadilere doru yaylmtr. Su deirmenleri vastasyla

elde edilen yksek hava basnc sayesinde daha byk

frnlar yaplmtr. Hala ham demir retimi olarak bilinen

ve arl 100 kg bulan kleler dvme demir ve

curuflardan olumaktayd. Bu tesisler, demir ocaklar

olarak bilinmekteydi (ekil 1.3). Bu ham demirler, su

deirmenleri ile alan dvme ekileri yoluyla

dvlebiliyordu.

ekil 1.3. 16.Yzylda demirci ocanda

demir retimi

Is kullanm giderek daha fazla yaygnlat iin, yaklak olarak M.S. 12.Yzylda demir cevherini

ergitebilecek frnlar retilmesi mmkn olmaya balamtr. Bunlar yksek frnlarn ilk halleriydi. nceleri hi

istenmeyen ok sv rnler ortaya kmtr. Belki de bu yzden pik demiri (pig iron domuz demiri) olarak

adlandrld. Ama bu gelime, yani sv pik demirin elde edilmesi, bu alanda bir r aarak modern elik

retimine geite anahtar bir rol oynamtr.

Sv metal retilen tesislerin ismi nceleri akkan

frnlar idi. Byklkleri arttka yksek frn (blast

furnace) terimi iyice yerlemeye balamtr. Bu frnlar

18.yzyla kadar odun kmr ile altrlmtr.

Gemite kat olarak retildiinde dvlebilen demir,

svlam pik demir olarak yksek karbon ierii

nedeniyle dvlemiyordu.

Pik demir, ancak o zaman kullanlan terimlerle

saflatrldnda veya rafine edildiinde

kullanlabildi. Bugn hala rafine etme yolunu tercih

etmekteyiz. Sonralar, tpk gnmzde olduu gibi ilk

olarak karbon ve eser elementlerin fazla hava temini

yoluyla oksitlenerek yaklmas ile yaplabilmitir.

ekil 1.4. 15.yzyln sonlarna doru demir kap

(kap boyutlar 173x91 cm)

Sonu olarak, bitmi rn elde edebilmek iin iki operasyon gerekmekteydi. Birincisi demir cevherlerinin sv

metale redklenmesi, ikincisi de dvlebilir demire rafinasyonu Yaplan rafinasyon prosesi, rafinasyon veya

ham demir ateleri olarak adlandrlyordu.


Pik demirin yksek frnlarda ticari retimi 14.yzyla kadar gitmektedir. Dvlm rnleri ve sanat eserleri

(ekil 1.4) imalatn bir kenara brakrsak, dkme demir yaklak 1500 l yllarda toplar, anlar, arlklar ve

frn donanmnda da (ekil 1.5) kullanlmaya balanmtr.

ekil 1.5. Demir retim motifleriyle sslenmi dkm plaka

Kereste kaynaklarnn hzla tketilmesi yksek frnlarda koka

dnlmesine yol at. Bu kmr ilk kez, 1709 ylnda A.Darby

tarafndan o zamann nde gelen sanayi lkesi olan ngilterede baarl

bir ekilde yksek frnda kullanlmtr. 1796da ilk kok kmr frn

Almanyada, Yukar Silezyaya bal Gleiwitzde ald (ekil 1.6).

Kok teknolojisi ve buhar motorlarnn kullanlmasyla yksek frnlarn

retkenlii artt. Ama sonralar eliin rafinasyon frnlarnda retimi ve

sonraki ekillendirme operasyonlarnda bir darboaz olutu. zm,

1784de ngilterede Henry Cort tarafndan haddehanelerle balantl

olarak tavlama kullanm ile bulunmutur (ekil 1.7). Bu yeni

teknoloji, demir ve elikte sadece retim akn hzlandrmad, ayn

zamanda zellikle demir retiminde odun kmrnden koka dnm

tamamlam oldu. Burada ncelik, kmr veya koktan gelen ve

istenmeyen kkrdn elie gemesini nlemekti. Eer nlenemezse

scak krlma veya yrtlmalar olumaktayd. Cort bu yzden demirin

sadece oksijen zengini yanc gazlarla temasa geebilecei bir yansmal

(reverbatory) frn tasarlamt. Rafinasyon srasnda sv metal,

alkalanp kat bir elik topuna dntrlp, daha sonra dorudan

haddelemeye gnderilerek ekillendiriliyordu. ekil 1.8, bu teknolojiye

dayal olarak alan tipik bir demir elik fabrikasn gstermektedir.

ekil 1.6. 1796da Gleiwitzda ina

edilmi ilk Alman kok yksek frn

ekil 1.7. Drrenberg Edelstahl elikhanesinin

kle tavclar


ekil 1.8. 1840larda Upper Silesiada Laurahtte

demir tesisleri

Sv elik ilk olarak 1740 da ngiliz B. Huntsman tarafndan bir pota prosesi olarak retildi. Bu retim,

Almanyada 19.yzyla kadar gereklemedi. Kitlesel elik retim a, 1856 ylnda baka bir ngiliz olan

Henry Bessemer tarafndan balatld. Bylelikle ilk defa kok kmr ile alan frnlardaki scak metal

retiminde salanm olan hzl art, ok verimli bir teknik ile desteklenebilmekteydi. Bessemer tarafndan

gerekletirilen bu proseste sv metale alttan hava enjekte ediliyordu. Bu yntem, eser elementlerin kolayca

oksitlenip egzotermik yanma srecine dnmesine imkan salyordu. lemin sonunda homojen bir sv elik

elde edilmekteydi. Bessemer prosesi, konverter olarak bilinen armut biimli bir baka tayc ile balantl idi

(ekil 1.9). Refrakter astar silisyumlu asit iermekteydi. Bu asidik astar, sadece olduka dk fosfor ieren sv

elik retmede uygundu.

ekil 1.9. elik retiminde kullanlan deney

amal Henry Bessemer konverterinin kesidi

ekil 1.10. Armut biimli ana Bessemer konverterinin

ematik gsterimi;

(sv metali rafine etmek iin ergiyie aadan hava

flenmektedir)

1879 da ngiliz Sidney Gilchrist Thomas, bazik dolomit astar denmi olan bir konverter ile yksek fosforlu

scak metali rafine etmeyi baarmtr (ekil 1.10). 1865 ylnda elik retiminde bir baka etkin yntem

gelitirildi. Yanm gazlarn ssndan faydalanarak stma salayan ve hazneli olan bu yntemde de cevher yine

sv elik veya hurda elie dntrlmekteydi. Bu teknik aslnda ngilizce konuulan lkelerde ak hazneli

(open hearth furnace) frn olarak bilinse de, onu gelitiren kiilerden dolay Almanyada Siemens-Martin olarak

biliniyordu. Elektrik enerjisinin yeterli miktarlarda ve ekonomik fiyatlarla kullanlmaya balanmasyla, elektrik

ile elde edilen s, elik yapmnda kullanlmaya baland. Bu ynde ilk admlar 1850 li yllara kadar gitmektedir.

Gnmzde elektrik ark frnlar elik retiminde salam bir zemin edinmitir.

Henry Bessemer yksek saflktaki oksijeni kullanarak rafinasyon prosesini hzlandracann farkndayd. Ancak

o zamanlarda yeterli saflkta oksijen retmek mmkn deildi. Bu yzden bu fikir gereki grnmyordu. Saf

oksijende makul fiyatlara ancak 1930 ylnda ulalabildi. Thomas veya Bessemer yntemlerindeki alttan

flemeli sistem, ikinci dnya savandan sonra stten flemeli oksijenle yer deitirdi ve Bazik Oksijen Frn

(BOF) elik retiminde birden yaygnlat. Gnmzde Almanyada elik retimi, BOF prosesi ile (ilk BOF

prosesi 1957 ylnda almaya balad) elektrikli elik fabrikalarnda yaplmaktadr. eliin scak metal aamas

olmadan retildii, orijinal dorudan elik yapm yntemi, eitli dorudan redkleme prosesleri ile tekrar

nem kazanmaya balad. nk sv metal yksek karbon iermekteydi ve retimi metalurjik anlamda

dolambal bir yol takip ediyordu.


elik retiminin geliimi, haddehaneler ve dvme teknolojisiyle 19.yzylda hzl bir gelime gsterdi. Bu

yzyln ortalarndan itibaren ktlesel elik retiminin geliimi, genileyen sanayi toplumunun taleplerini

karlayabilmek iin kitle halinde elik ekillendirme ihtiyacn da ortaya koydu.

Almanya asndan bahsedilmesi gereken en nemli rneklerden biri ise 1861 ylnda yeni buharl gemiler iin

itici aft imal edilmesine imkan veren Fritz ahmerdannn gelitirilmesi idi. Ayn ekilde tp ve borularda

olduu kadar, geni yass saclardan zrh plakalarna, kebentlere, filmainlere ve lamalara dek tm bu rnlerin

retiminde haddehane teknolojisi anlamnda nemli gelimeler sergilendi. lk olarak teller, ubuklar ve yass

rnlerde kullanlmaya baland. Srekli bir ekilde scak levha reten ilk haddehane Almanyada 1937 de

retime balarken, ilk souk erit eken haddehane ise 1953 de iletmeye almtr.

Bu tarihi gelimeler doal olarak dier nemli teknolojik gelimeler kapsamnda deerlendirilmelidir. elik

retimindeki byk ilerleme, yaklak olarak 150 yl nce meydana gelen icatlar ve gelimelerin sonucu olarak

meydana gelmitir. Buhar makinesinin icad, demir sanayisine gl ve esnek tahrik sistemi salamtr. Bol

miktardaki kmrden retilen kok kmr ise metalurjik proseslerin azaltlmasnda ideal bir yakt olarak

grlmtr. Demiryollar ve buhar gemilerinin geliimi ise elik iin byk pazarlar oluturmutur.

Bu Blmde Kullanlan Kaynaklar

1) ELK REHBER (STEELMANUAL, VDEh elik Enstits), eviri: Hakan KOAK (Salam Metal),

Mays 2012

2) http://195.210.48.207/english/index.asp
http://195.210.48.207/english/index.asp


BLM 2 DEMR ELK RETM RAKAMLARI

2.1. Dnya Demir Cevheri Rezervleri

Dnya demir cevherlerinin 2010 yl itibaryla dalm ekil 2.1 de verilmitir. ekilden grld zere demir

cevheri tm dnya genelinde dalm gstermektedir. En byk demir cevheri rezervleri Brezilya, Avustralya ve

Rusyada bulunmakta, bu lkeleri in ve Ukrayna takip etmektedir. Bununla birlikte bu rezervlerin karlp

deerlendirilmesi, dier bir ifadeyle cevherin retim paylar, lkelerin rezervleriyle orantl deildir. Dnyada en

ok demir cevheri madencilii yapan lke indir. Bu lkeyi srasyla Avustralya, Brezilya ve Hindistan takip

etmektedir. 2010 yl itibaryla dnya demir cevheri retim paylar ekil 2.2 de verilmitir.

ekil 2.1. Dnya demir cevheri rezervlerinin dalm (2010)

ekil 2.2. Dnya demir cevheri retim paylar (2010)

2.2. Dnya Demir elik retim Rakamlar

Dnya ham elik retimi, ekonomik byme tahminlerine paralel olarak 2011 ylnda bir nceki yln ayn

dnemine gre % 6.8lik art kaydederek 1527 milyar tona ulamtr. Bu retimin yarsndan fazlas Asyada

gerekletirilmitir. Asya yllk 988 milyon tonluk retimiyle 2010 ylna gre %7.9 art gstermitir. 2011

ylnda bu blgenin dnya retimindeki pay %64.7ye ulamtr. in 2011 ylnda 695 milyon tonluk retim

gerekletirmitir. Avrupa % 2.8lik bir artla 177.4 milyon tonluk retim kaydetmitir. 2011 ylnda Kuzey

Amerika 118.9 milyon ton retimiyle, retimini %6.8 artrmtr. Amerika bu dnemde retimini % 7 artrarak

86 milyon ton retim gerekletirmitir. BDT %4lk art gstererek 112.6 milyon ton retim gerekletirmi,

bunun 68.7 milyon tonunu Rusya, 35.3 milyon tonunu Ukrayna kaydetmitir.

Rusya 16%

Ukrayna 10%

Brezilya 18%

Avustralya 17%

in 8%

Hindistan 5%

ABD 3%

sve 3%

Kanada 2%

Dier 18%

0,00%5,00%

10,00%15,00%20,00%25,00%30,00%35,00%40,00%


Global ekonomideki bymenin yavalamas, hkmet harcamalarnn kstlanmas, mali sklatrma tedbirleri

ABnin d ticareti zerinde olumsuz etki yapmtr. 2011 ylnda in ekonomisi %9.5, ABD %2 Rusya ise %3.5

byme kaydetmitir. Gelimi lkelerin taleplerinde zayflama grlmekle beraber, Asya lkeleri ve gelimekte

olan lkelerin taleplerinde art grlmtr. Trkiyenin nemli bir pazar olan AB lkelerinde elik tketimi

%7.5 artmakla birlikte, ithal rnlerin elik piyasasndaki pay %21 seviyelerine ulamtr. Bu dnemde

Trkiye, ABye ynelik yass elik ihracatn ciddi bir oranda artrmtr. Ocak Temmuz dneminde Trkiye

ABye en fazla scak haddelenmi geni erit ihra eden lke konumuna gelmitir. Dnya ham elik retim

rakamlar ve grafii ekil 2.3 de verilmitir.

ekil 2.3. Ham elik retim rakamlar [www.worldsteel.org]

Tablo 2.1. Dnya ham elik retimindeki deiimler [www.sanayi.gov.tr]

Dnya elik ticareti 2011 ylnn ilk yarsnda artmakla beraber, dier yarsnda bir nceki yln ayn dnemine

gre kk bir azalma kaydetmitir. 2011 ylnda en byk ihracat in

gerekletirmitir. Blgesel olarak ticaret dengelerini incelediimizde NAFTA lkelerinin (Kuzey Amerika)

demir elik ticareti ann artm olduunu, Avrupann ticaret fazlasndan aa doru bir dnm

gerekletirdiini baz Asya lkelerinin ise demir elik ticaretlerinde fazla verdii gzlenmitir.

ekil 2.4 de lkelerin 2012 ylnda elik retim paylar verilmitir. ekilden grlecei zere elik retiminde en

byk pay inde retilene aittir. Trkiye ise dnya elik retiminin yaklak %2,3 lk ksmn karlamakta ve

dnyada 2012 yl itibar ile 8.srada bulunmaktadr.


ekil 2.4. Dnya elik retiminde kelerin paylar (2012 yl retim rakamlarna gre)

Tablo 2.2 de dnyada elik retiminde sz sahibi olan firmalar listelenmitir. Tablodan grlecei zere en fazla

elik retiminin yaplan blgesin Asya blgesi (in, Kore, Japonya ve Hindistan) olduu grlmektedir. Dnya

elik retim lideri ArcelorMittal olup bu firma elik retiminin %47 sini Avrupada, %35 ini Amerika ktasnda,

%18 ini ise dier lkelerde (Kazakistan, Ukrayna, Gney Afrika) gerekletirmektedir. Bu firma dnyada 20 den

fazla lkede elik retimi yapmaktadr.

Tablo 2.2. Dnya elik reticileri (milyon ton)

Sra 2011 2010 RKET lke

1 97.2 98.2 ArcelorMittal Lksemburg

2 44.4 52.9 Hebei Iron and Steel in

3 43.3 37.0 Baosteel Grubu in

4 39.1 35.4 POSCO G. Kore

5 37.7 36.6 Wuhan Iron and Steel in

6 33.4 35.0 Nippon Steel Japonya

7 31.9 30.1 Jiangsu Shagang in

8 30.0 25.8 Shougang in

9 29.9 31.1 JFE Japonya

10 29.8 22.1 Ansteel in

11 24.0 23.2 Shandong Iron and Steel Group in

12 23.8 23.5 Tata Steel Hindistan

13 22.0 22.3 United States Steel Corporation A.B.D.

14 20.5 21.6 Gerdau Brezilya

15 19.9 18.3 Nucor Corporation A. B.D

46,30%

6,90% 5,70% 4,90% 4,60% 4,50% 2,70% 2,30% 2,20% 2,10%

17,80%

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

45,00%

50,00%
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/ArcelorMittal&usg=ALkJrhhm-XHyteaFz7pn5ENc_fXX8ZmtTwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Luxembourg&usg=ALkJrhiS6P1cmmIah7HdSVqIGgOsOdwSBwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Hebei_Iron_and_Steel&usg=ALkJrhhlAeEFd7_VO-USE2tnL44KO1sqzAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/People's_Republic_of_China&usg=ALkJrhgjCfqAy85MdrXT6RrEAUyMdtGF9whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Baosteel_Group&usg=ALkJrhjZQYXA__DX4LPW_m6DlXiMyfk6Vwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/POSCO&usg=ALkJrhhvOXuwUyBJP3YVZk9cXgkdQaHFVQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/South_Korea&usg=ALkJrhikXOqpLL4MKKgbfMTy3RWDNrMThQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Wuhan_Iron_and_Steel&usg=ALkJrhiBZAdNwcD3Oyhs6usjuB2icveNiQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nippon_Steel&usg=ALkJrhgJ3yw7oLXi68L-ibXwwMoau6sVZQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Japan&usg=ALkJrhj5Tazjc6w5Xh658u_FG9yAgdG2AQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Shagang_Group&usg=ALkJrhgo_RA1_LYGq592VhK50RADV6rrbwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Shougang&usg=ALkJrhg7okmUom8-N2rt0PIwD6iqbzR0qghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/JFE_Holdings&usg=ALkJrhiuUNKiTYOrhVV5YtJZRTrqhy9LvAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Ansteel&usg=ALkJrhgmYc2eWgOxbbbWZ7dSK5k6sMNYughttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Shandong_Iron_and_Steel_Group&usg=ALkJrhiy58AtVTtezzEpr_sCqLeXL2EgMwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Tata_Steel&usg=ALkJrhgB6yyxhPjFfgAIYzcWsXk9krW6zghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/India&usg=ALkJrhghIk8qdhy4Gs7BIKF80qbSXqr7eghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/US_Steel&usg=ALkJrhj6hEziaQBYYYpmqYW5idRJNhdg7whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/United_States&usg=ALkJrhgBq03hpaE0xyc_mM6HIOgfZDeWQghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Gerdau&usg=ALkJrhiMwrZWrmqCpNibeeQNR-H4GzDj8Qhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Brazil&usg=ALkJrhh9qL_XDw2RAU4OP7O1ftkDGEGz_whttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=0PYDUcTZB8SBtAbml4GoCg&hl=tr&langpair=en|tr&rurl=translate.google.com.tr&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nucor_Corporation&usg=ALkJrhjwt03_VZp1oxQOdTBvgArMOuXEwQ


2.2. Trkiye Demir elik retim Rakamlar

2.2.1. Trkiye Demir Rezervleri

Trkiyede bu gne dein 900 kadar mntkada demir cevheri saptanm olup, ekonomik olabilecei dnlen

500 civarnda mntkada ett yaplmtr. Bu almalarda, Trkiye demir cevheri bakmndan, 10 blgeye

ayrlmtr:

1. Sivas-Malatya Blgesi,

2. Kayseri - Adana Blgesi,

3. el Blgesi,

4. Payas - Kilis Blgesi,

5. Giresun Blgesi,

6. Ankara - Krehir Blgesi,

7. Sakarya - amda Blgesi,

8. anakkale - Balkesir Blgesi,

9. Ktahya Blgesi,

10. Aydn - zmir Blgesi,

Ancak bu blgelerin demir tenr ve rezervleri deikenlik arz etmektedir. Bu nedenle daha salkl bir

blgelendirme aadaki ekilde yaplabilir.

Sivas Malatya Erzincan Blgesi: Bu blge, halen iletilmekte olan madenlerin byk ksmn ihtiva etmesi,

rezervlerinin bykl ve ileride deerlendirilebilecek dk tenrl rezervleri de iermesi nedeniyle,

Trkiyenin en byk demir cevheri blgesidir. Halen yksek tenrl, direk arjlk cevher retim merkezi

durumunda olan bu blgede; 1985 ylnda Divrii Konsantrasyon ve pelet tesisleri retime balamtr. Dk

tenrl Hekimhan-Deveci sideritlerini ilemek iin planlana kalsinasyon tesisleri ile yine dk tenrl

Hekimhan-Hasanelebi manyetit yataklarnn iletilmesi iin dnlen Konsantrasyon ve pelet tesislerinin de bu

blgede yer alacak olmas, blgenin uzun yllar Trkiye demir madencilik blgesi olacan gstermektedir. Bu

blgede son yllarda yaplan almalarla nemli rezerv artrc gelimeler kaydedilmi olup; Divrii A+B Kafa,

Dumluca, Bizmien, Kurudere, etinkaya, Otluklise, Deveci, Karakuz, Sivritepe, Hasanelebi bu blgenin

nemli cevher yataklardr.

ekil 2.5. Trkiye demir rezervlerinin dalm

Kayseri Adana Blgesi: Trkiyenin ikinci derecede nemli demir cevheri blgesi olup, daha ziyade yksek

tenrl, direk arjlk cevherler iermektedir. Attepe, Kzl Mente, Karaattepe, Marabeli (Koruyeri),


Elmadabeli, Aydelii, Kararnadaz ve Tacir demir yataklarnn bulunduu bu blgede, son yllarda (1989-

1993) MTA tarafndan yaplan etd ve sondajl aramalar sonucunda Mansurlu-Attepe civarnda nemli rezervler

ortaya karlm olup, yeni rezervlerin bulunmas beklenmektedir.

Ankara Kesikkpr Blgesi: Ankara-Bala, Krkkale-Keskin arasnda yer alan blgede; Madentepe,

Bykocak, Camiisar, ve Camiikebir yataklar bulunmakta olup, uzun yllardr Karabk Demir elik

Tesislerine sevkiyat yaplmaktadr

Bat Anadolu Blgesi: Bat Anadolu Blgesi demir cevheri yataklar, genellikle yksek tenrl, ancak

empriteli cevher ihtiva etmektedir. Bu cevherler ancak dier cevherler ile harmanlamak suretiyle empriteleri

tolere edilerek kullanlrlar. Blgede mevcut aml cevheri Cu, Eymir cevheri As ve Ayazmant cevheri Cu ve S

ynnden empritelidir. Ayazmant, Byk ve Kk Eymir, avdar, Hortuna sahalar bu blgede

bulunmaktadr.

Dier Blgeler: Yukarda sz edilen blgeler dnda kalan cevher yataklar, belirli bir blgede toplanamayacak

ekilde dank olup en nemlisi, Bingl - Gen - Avnik yatadr. Yatak nemli miktarda rezerv olmakla

beraber fosfat (P) empritesi ierdiinden teknolojik proses gerekmektedir. Ayrca; Sakarya - amda (karbonat

ve silisli), Payas (yksek alminal), el yresindeki (dk tenrl) yataklar, Bitlis - Meesrt, kzyata

(Fosfat empriteli), Adyaman - elikhan - Bulam (Fosfat empriteli), Kahramanmara - Beritda (dk

tenrl), yozgat - Sarkaya (dk tenrl) gibi sorunlu cevher yataklar da teknolojik proses gerektirmektedir.

Tablo 2.3. Trkiyedeki demir cevheri sahalar (www.mta.gov.tr)

2.2.2. Trkiyenin elik retim Rakamlar

2011 yl itibaryla, Trkiye 34.1 milyon tonluk retimiyle 2010 ylna kyasla ham elik retimini % 17

artmtr. Bu performansyla Trkiye Dnya Ham elik retim sralamasnda ilk 10 lke arasnda yer almtr.

2011 ylnda retimini % 17.2 orannda artran sektr, bu dnemde de dnya elik retiminde ilk 10 retici

arasna girmitir. Ktk retimi miktar baznda % 11 orannda artla, 22.1 milyon tona, slab retimi ise, % 36

orannda artla 8.9 milyon tona ykselmitir. Nihai mamul retiminde, 2011 ylnda, Trkiye retimini toplam

% 21.5 orannda artla, 2010 ylndaki 26.30 milyon tondan, 31.9 milyon tona ykseltmitir. Yeni kapasitelerin

de katksyla, en yksek retim art % 36.9 orannda artla, 6.63 milyon tondan, 9.08 milyon tona ulaan yass

rnlerde gzlenmitir. Ayn dnemde, uzun rn retimi ise, % 16.3 orannda artla, 19.67 milyon tondan,

22.87 milyon tona ulamtr. 2011 ylnda, 31.94 milyon tonluk toplam nihai elik rnleri retiminin % 71.6

oranndaki ksm uzun rnlerden, % 28.4 oranndaki ksm yass rnlerden olumutur. 2011 ylnda elde

edilen toplam 5.64 milyon tonluk retim artnn, % 57 oranndaki ksm uzun rnlerde, % 43 oranndaki ksm

yass rnlerde gzlenmektedir.


Tablo 2.4. 2011 yl Trkiyenin rnlere gre ham elik retimi (1000 t) [www.sanayi.gov.tr]

Trkiyenin, 2015 ylna kadar, yass-uzun rn arz-talep dengesizliinden kaynaklanan sorunlar nemli lde

geride brakmas ve demir-elik sektrnn demeler dengesi an kapatma ynnde nemli katk salamas

beklenmektedir. Uzun vadede ise vasfl, paslanmaz ve yapsal elik gibi katma deeri yksek rnlerin, retim

ve tketim paylarn arttrmas ngrlmektedir. Ayrca, Trkiyenin deprem blgesinde olmas nedeniyle

yapsal elie ynelik tketim alkanlklarnn yerlemesi sonucunda ciddi retim kapasitelerine ulamas

beklenmektedir. Demir elik sektrnde, bata inaat ve otomotiv olmak zere, boru, profil, dayankl tketim

eyas, yakt ara ve gereleri imalat, tarm aralar imalat, teneke tketicileri ile gemi ina sektrne ynelik

retim yaplmaktadr.

2011 ylnda genellikle inaat sektr tarafndan tketilen uzun rnlerde, toplam tketim %17.7 orannda

artla, 11.66 milyon tondan, 13.72 milyon tona ykselirken, daha ok otomotiv, beyaz eya, makine sektrleri

tarafndan tketilmekte olan yass rnlerdeki tketim art ise % 10.6 seviyesinde kalm ve 13.2 milyon tona

ulamtr.

ekil 2.6. Trkiye Demir elik haritas [www.sanayi.gov.tr]

lkemizde ham elikten nihai mamul reten reticiler Marmara, Ege, Akdeniz, Karadeniz ve Anadolu

blgesinde faaliyet gstermekte olup, reticilerin ounluu Marmara, Ege, Akdeniz sahil eridinde yer

almaktadr. Demir elik sektrnde yaklak 150ye yakn firma faaliyet gstermektedir. Bunlarn ierisinde

kapasiteleri 50.000 ton ile 3.500.000 ton arasnda deien Elektrik Ark Ocakl tesis ile toplam kapasiteleri

8.500.000 ton olan entegre tesis bulunmaktadr. Dier tesisler ise sadece haddehane hviyetinde olup, dardan

satn alm olduklar ktk ile profil, filmain, nervrl ve yuvarlak inaat demiri reten tesislerdir.


Tablo 2.5. EAO ve BOF baznda hurda ve cevher kullanm rakamlar

Demir elik sektrnde, arlkl olarak ithal girdi kullanlmaktadr. Elektrik Ark Ocakl (EAO) kurulularda

hammadde olarak kullanlan hurdann %70 civarndaki blm ithal edilmektedir. 2011 ylnda 9,8 milyar (21,5

milyon ton) dolarlk hurda ithal edilmi ve bu ithalatn byk bir ksm ABD, Rusya, Ukrayna ve AB (27)

lkelerinden yaplmtr. Entegre tesislerde ise, hammadde olarak 1,1 milyar dolar (4 milyon ton) ta kmr ve

1,2 milyar dolarlk demir cevheri ithal edilmitir.


http://www.northernironcorp.com/canadian-iron-ore-market

http://www.dcud.org.tr/

http://www.worldsteel.org

http://www.sanayi.gov.tr/Files/Documents/demir-celik-raporu-2012-06042012151706.pdf

http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_ore/mcs-2011-feore.pdf

http://www.mta.gov.tr

Erdemir Madencilik San. Tic. A..


BLM 3 HAMMADDELER VE N LEMLER

3.1. Demir elik retiminde Kullanlan Hammaddeler

Demir elik retimi iin gerekli hammadde ve balang malzemeleri aadaki ekilde gruplandrlabilir;

Demir esasl malzemeler (demir cevheri, hurda)

Yaktlar ve redkleyiciler (kok, kmr, gaz vb.)

Flakslar (curuf yapclar) ve ilaveler (alam yapclar)

3.1.1. Demir Cevherleri

Yerkabuundaki elementler arasnda demir %5.6 bulunma oran ile oksijen, silisyum ve aluminyumdan sonra

drdnc srada yer almaktadr.

Demir doada saf halde yer almayp kimyasal bileikler eklinde bulunmaktadr. En ok rastlanan demir

oksijen (demir oksitler) bileikleridir. Demir bileikleri daima gang olarak bilinen empriteler ile kark halde

bulunurlar. Bu demir oksit ve gang karm ekonomik retimin mmkn olduu demir cevherleri olarak

snflandrlrlar.

Gang bileimi demir cevherlerinin ilenmesinde nemli bir role sahiptir. Eer gang yksek oranda kire (CaCO3)

ieriyorsa cevher bazik, silika (SiO2) oran daha fazla ise asidik olarak nitelendirilir.

Demir elik sektrnn ana hammaddesi demir cevheridir. Bir madenin cevher olarak deerlendirilebilmesi iin

iletilmesi ve kullanlmasnn ekonomik olmas gerekmektedir. elik sanayiinde kullanlan demir cevherlerinin

harman tenrnn en az %57 Fe olmas arzu edilmektedir. Demir cevherleri doada;

Manyetit (Fe3O4),

Hematit (Fe2O3),

Limonit (FeO(OH).nH2O),

Gtit (Fe2O3.H2O),

Siderit (FeCO3) ve

Pirit (FeS2) mineralleri eklinde bulunmaktadr.

Manyetit (Fe3O4) (FeO.Fe2O3)

Yksek oranda demir ieren (%60-70) ve eser elementlerden geni

lde arndrlm bir demir cevheridir. Gang mineralleri

ounlukla silis (asidik) ieriklidir. Demir ve oksijen atomlarnn

manyetit yapsnda ok sk bal olmalar nedeniyle redklenmesi

zordur. sminden de anlalaca zere yksek manyetiklik zellii

gsterir. sve, Norve ve Rusyada geni manyetit yataklar

mevcuttur.

Hematit (Fe2O3)

Dk fosfor (P) ve kkrt (S) ierii, silisli (asidik) yapsyla

yksek demir ieriine sahiptir. Belirgin kzl rengi, demir ()

oksit ieriinden kaynaklanmaktadr. Demir-oksijen balar daha

zayf olduundan kolay redklenebilir. lenebilir maden yataklar

yerkrenin her yerinde bulunabilir.

Limonit (FeO(OH).nH2O)

Limonit sulu olup, demir oksitler su ile kararl bir ba

oluturmutur. Dk demir konsantrasyonu ile en yaygn bulunan

demir cevheridir. Maden iletmesi, maden yataklar ok geni

olduunda ekonomiklii vardr.


Siderit (FeCO3)

%30-40 Fe ierii ile siderit cevheri nispeten kolay redklenebilir.

ounlukla kire, mangan ve dk oranda fosfor ierir. En nl

cevher da olan Steiermark (Avusturya), bu tr cevherden

olumaktadr. Siderit madenleri gnmzde ekonomik olarak

nemini yitirmitir.

Gtit (Fe2O3.H2O) veya [FeO(OH)]

Sulu demir bileiklerinden biri olan gtit, genelde doada limonit

ve hematitle birlikte bulunmakta, nemli bir demir cevheri olarak

kabul edilmektedir.

Pirit (FeS2)

Pirit yaygn ve demir oran yksek iermesine ramen, nemli bir

demir kayna olarak hi kullanlmamtr. Hematit gibi birincil

demir cevheri deildir. Kkrt kazanm amacyla kullanlan bir

cevher olarak kabul edilmektedir.

Demir elik retim fabrikalarnn yksek frnlarnda kullanlan demir cevherlerine uygulanan en basit kalite

kriterleri aada sralanmtr;

demir orannn tipi ve miktar

metalurjik zellikler (sinterleme srasnda cevherin davran, tane paralanmas vb.)

redklenebilirlik

eser elementlerinin tipi ve miktar (Al, Mn, P, K, Na)

ok dar aralkta gang ve istenmeyen eser elementlerini tanmlayan demir cevheri kalite standartlarna artk daha

sk rastlanmaktadr. Demir cevherinin deerlendirilmesinde retim ve scak metale (sv pik demir) veya

dorudan redklenmi demire (DRI) dnmndeki maliyetler de nemlidir. lgili kriterler aada

zetlenmitir;

cevherlerin demir ierii

empritelerin varl (gang)

tane boyut dalm

maden yatann genilii

cevherin madenden karlma maliyetleri

maden yatandan retim tesislerine olan nakliye masraflar

Cevherler hem ak maden iletmesi (ekil 3.1) hem

de yer alt madenleri (ekil 3.2) eklinde

karlabilirler. allabilir demir cevheri

madenlerinin yzeye yakn olduu yerlerde, cevher

ak iletme eklinde karlabilir. Yer alt

iletmecilii demir cevheri karlmasnda pahalya

mal olmaktadr.

ekil 3.1. Ak demir maden iletmesi


Demir madenleri ok nadir olarak madenden dorudan

demir-elik fabrikalarnn stoklarna gnderilirler.

Rota genellikle birden fazla ykleme ve uzun tama

mesafeleri iermektedir. Tama ilemlerinden nce

gang minerallerinin ounluu giderilerek cevher

konsantre hale getirilir. Bu ilem, cevher

zenginletirme olarak bilinmektedir.

ekil 3.2. Kapal demir maden iletmesi

3.1.2. Curuf Yapclar (Flaks)

Cevherde bulunan gang mineralleri ve kokun klleri, bileen elementlerine bal olarak 1700 2000C gibi

yksek ergime scaklklarna sahiptir. Bu malzemeler yksek frnn alma scaklklarnda kolayca

ergitilemedikleri iin, flaks ad verilen curuf yapc malzemeler ilave edilmektedir. Bunlar gangn ergime

scaklklarn 1300 1400C ye drerek dk viskoziteli curuf oluturur.

Curuf yapc ilave maddeler ilavesinde metalin ergimesi sonrasnda kimyasal olarak birletii veya fiziksel

olarak kart yabanc maddelerden ayrt metalurjik ilemlere izabe ad verilmektedir. Demir izabesinde

yabanc maddeler bu her iki durum srekli mevcut olduundan ham demir retimi iki ilem gerektirir:

1) metalin bileik olarak bulunduu elemanlardan ayrlmas (redksiyon)

2) metalin karm halinde bulunduu ksmdan (gang) ayrlmas

Demir cevherlerinde bulunan ve curufa gemesi istenen gang mineralleri genelde refrakter zelliktedir, bir dier

ifadeyle kolay reaksiyona girmezler ve yksek scaklklarda ergirler. Bu gang minerallerinin tam olarak

ergimemesi izabe ilemini geciktirir. Bu durumda flakslarn birinci grevi, gang minerallerini daha kolay ergir

hale getirmek tir.

Cevher iindeki baz elemanlar, demir ile benzer tarzda redklenmekte, demir iinde ergimekte ve demir ile

bileik yapmaktadr. Hammadde ierisinde demir ile bileik yapm bu elemanlar, demir metali yerine tercih

edecekleri baka bir madde bulunmad srece demirden ayrlmayacaktr. Bu durumda flakslarn ikinci nemli

grevi, gang minerallerinin demir yerine tercih edecekleri bir maddeyi temin etmek ve metalin serbest hale

gemesini salamak tr.

zabe ilemine giren btn curuf yapc maddeler aralarnda bileikler yapmak iin birbirleri ile reaksiyon

gerekletirmeleri bakmndan asidik ve bazik olarak snflandrlrlar. zabe ilemlerinde yksek scaklklarda en

aktif asidik bileenler silis ve fosfor, en bazik bileenler ise kalsiyum, magnezyum ve sodyum bileikleridir.

Flakslarn grevlerinden biri, istenmeyen yabanc maddelerle kimyasal reaksiyona girerek kolay ergiyen curuf

yapmak olduundan, bazik karakterli yabanc maddeleri gidermek iin asidik flaks, asidik karakterli yabanc

maddeleri gidermek iin bazik flaks kullanlmaktadr. Genel olarak asidik ve bazik maddeler arasndaki

reaksiyonlar sonucu oluan curufun ergime scakl, curufu oluturan bileenlerin ergime scaklndan daha

dktr.

Birok cevherde asidik ve bazik karakterli yabanc maddeler bulunmasna karlk, asidik bileenler (SiO2 gibi)

daha fazladr. Cevherlerde CaO+MgO gibi bazik oksitler de bulunmakta, ancak asidik olan SiO2 yi balayacak

kadar bulunmamaktadr. Bu nedenle hem silisi hem de fosforu curufa atabilmek iin yksek frnda ham demir

retiminde flaks malzemesi olarak kireta (CaCO3) kullanlmaktadr. Kireta bazik karakterli flaks olup

dolomit de (MgCO3.CaCO3) dier bazik flakslara rnektir. Asidik flakslara rnek silika (SiO2) verilebilir. Bu

flaks malzemesi genelde elik retiminde kullanlmaktadr.

Bazik flaks olan kireta yksek frna para halinde arj edilebildii gibi cevherin sinterlenmesi esnasnda

tlerek sinter harmanna katlarak da ilave edilebilir. Bu durumda flaks yksek frna arj edilmeden nce

cevherdeki baz yabanc maddelerle birleir ve yksek frna gerekenden daha az kireta arj salanm olur.

Genel olarak sinterleme kullanlacak kiretann tane boyutunun 3 mmnin altnda, yksek frnda kullanlacak


para kiretann boyutunun 5-10 cm aralnda olmas istenir. Frnn normal almas esnasnda kireta

aadaki reaksiyona gre paralanr.

CaCO3 CaO + CO2

CO2 gaz frnn yukar ksmna doru giderken CaO frnn alt ksmlarnda curuf yapc olarak grev yapar.

Yksek frnda kullanlacak kiretann olabildiine az silika iermesine dikkat edilir. elik retimi esnasnda

ise kireta kalsine edilerek yani CaO halinde frna ilave edilir ki bu maddeye yanm kire ad verilir.

Alumina da (Al2O3) flaks malzemesi olarak nadiren kullanlr. artlara bal olarak asidik veya bazik karakterli

davranabilir. rnein yksek silisli curuflarda aluminyum silikat, yksek CaO bulunan ortamlarda kalsiyum

aluminat bileii oluturur.

Yksek frnda kullanlan ve ntr karakterli bir baka flaks malzemesi Flupat (CaF2) dr. Bu flaks malzemesinin

temel grevi curufu daha akkan yapmaktr. Flupatn genel bir kimyasal bileimi aada verilmitir.

Tablo 3.1. Flupatn tipik kimyasal bileimi

Bileen %

CaF2 81

SiO2 4.75

Al2O3+Fe2O3 1

S 1

CaCO3 kalan

Flaks malzemeleri kullanlmadan nce tlr ve kurutulurlar. Tane boyutlarnn kk olmas, tanelerin yzey

alannn artmasna neden olduundan daha kolay reaksiyona girmesini salarlar. Bu nedenle tane boyutu bu tr

reaksiyonlarda nemlidir.

3.1.3. Metalurjik Kok

Redkleyici malzemeler yksek frnda demir cevherinin ilenmesinde kullanlr. Em nemli redkleyici madde

kok kmrdr. Metalurjik kok retimi daha detayl olarak Blm 4de anlatlacaktr.

3.2. n lemler

Modern ve yksek performansl yksek frn retimleri, cevherin redklenebilirliinin arttrlmas ile

gereklemektedir. Bu n hazrlklar, yksek frn arj malzemelerinin aglomerasyonu olarak adlandrlan n

ilemlerdir. Genel olarak bu aglomerasyon ilemi sinterleme veya peletleme ile salanmaktadr. Bir baka

aglomerasyon ilemi ise briketlemedir. Aglomerasyon ileminin 2 temel amac vardr;

1) Boyut bytme

2) Mukavemet ve geirgenlii arttrma

ok kk cevher paracklarnn yksek frna arj edilmesi uygun deildir. Bunun nedeni, kk partikller

frn ierisinde reaksiyona girmeden baca gazna kararak uzaklaabilecek olmasdr. Bu yzden kk

partikller aglomerasyon ilemiyle daha byk boyutlu hale getirilirler. Ayrca aglomerasyon ilemiyle daha

boluklu (poroz) bir yap elde edilir. Bu sayede zellikle kat gaz reaksiyonlarnda reaksiyon temas alan artar,

redksiyon daha fazla gerekleir.

Aglomerasyon ilemleri sonrasnda elde edilen rnlerde (aglomeratlarda) aranan temel zellikler ise,

1) aglomerat tane irilii

2) paralanma zellii

3) salamlk

4) porozite

5) younluk

6) topaklanma zellii


zellikle dk tenrl cevherlerin, cevher zenginletirme yntemleriyle tenrlerinin ykseltilmesi, istenmeyen

safszlklarn giderilmesi gibi uygulamalar aglomerasyon ilemlerinin nemini her gn biraz daha arttrmaktadr.

Gnmzde demir cevherleri ve konsantrelerine uygulanan aglomerasyon ilemlerinden sinterleme ve peletleme,

ok byk boyutlara ulamtr.

Dnyada yksek frn arjnn %50 si sinter, geri kalan para cevher ve pelettir. Avrupada bu oran %70 sinter,

%16 pelet, %14 para cevherdir.

3.2.1. Sinterleme

Demir cevherlerinin sinterlenmesinde 3 temel ama vardr. Bunlar;

1) ok kk boyuttaki yani toz halindeki cevherin yksek frna arj edilebilir hale getirmek

2) Cevherde mevcut kkrd oksit haline dntrmek ve kkrt miktarn azaltmak

3) Yksek frn alma artlarnda kullanlabilecek ve indirgenme kabiliyeti yksek, mukavemetli,

ufalanmaya kar dayankl arj malzemesi elde etmek ve bu sayede retim verimini arttrp iletme arzalarn en

aza indirmek

ekil 3.3. Sinter prosesinin ematik gsterimi

Bir sinter prosesinde arj malzemesi;

Toz halindeki cevher

Katk malzemeleri (rn. Kireta)

Geri dnm demir bazl malzemeler (geri dndrlm sinter tozlar, toz tutma sistemlerinden gelen tozlar, haddelemeden gelen tufaller vb.)

Kok tozu (arjda yanma olaynn salanmas iin) Sinterleme ileminden nce arj malzemelerinin uygun ekilde kartrlmas gerekmektedir. Toz halindeki

cevhere kireta gibi katk malzemesi, geri dnm malzemeler ve yanma olaynn gereklemesi iin kok

tozu ilave edilir ve harman bir kartrcya yklenir. Burada iyi bir karm salanr, hatta bir miktar kk

peletler de oluabilmektedir.


ekil 3.4. Sinter harmannn sinter frnna ilerlemesi ve yanma blgesi

Sinter nitesinde sya dayankl dkme demirden retilmi geni bir hareket eden zgara bulunmaktadr.

Sinterlenecek malzeme, 3-5 cm kalnlndaki geri dnm sinter malzemesinin zerine yerletirilmektedir.

Alttaki bu tabaka, hem sinter harmannn zgara boluklarndan aaya akmasn nler, hem de zgaray yanma

slarndan korur. Modern sinter nitelerinde sinterlenecek malzeme tabakasnn derinlii yaklak 40-60 cm

arasndadr. Eski tesislerde bu derinlik daha kktr.

Izgarada, sinterleme haznesinin banda, harmandaki koku ateleyecek, yani yanmasn salayacak bir

tututurma ksm bulunmaktadr. Tutuma salanan harmanlarn bulunduu zgaralarn alt ksmndaki hava

kanallarndan hava emii yaplarak karmdaki yanma ileminin (ve dolaysyla sinterleme ileminin) devam

etmesi salanr. 250 m2 hava emi alanna sahip veya 3 m genilikte zgaralar bulunan sinter tesisleri de

bulunmaktadr. Sinter karm zgara boyunca ilerlerken yanma blgesi karmda aaya doru ilerlemektedir.

Bu durum kk partiklleri sinterleyerek poroz yapl bir malzeme olmasna yetecek sy (1300 1480oC

scaklk aralnda) salamaktadr.

Sinterleme prosesi esnasnda birok kimyasal ve metalurjik reaksiyon gereklemektedir. Bu reaksiyonlar hem

sinterin kendisini, hem de toz ve gaz emisyonlarn (yayma, dar verme) retmektedir. Reaksiyonlar st ste

gelimekte, birbirlerini etkilemekte, sinterleme blgesinde bulunan kat partikller, gaz faz ve ergiyikler

arasnda kat hal ve heterojen reaksiyonlar meydana gelmektedir. Sinterleme esnasnda aadaki prosesler ve

reaksiyonlar gereklemektedir;

Harmandaki nemin buharlamas

Temel bileenlerin n snmas ve kalsinasyonu, kokun yanmas ve karbon, pirit, klorrl ve florrl bileiklerle ortamdaki oksijen arasndaki reaksiyonlarn gereklemesi,

Hidratlarn dekompozisyonu ve karbonatlarn ayrmas

Kalsiyum oksit ile hematit arasnda reaksiyon

Silikat faz, kalsiyum oksit ve demir oksit fazlar arasnda ergiyik bir faz oluturmak ve ergimi faz orann arttrmak iin gerekleen reaksiyon


Kalsiyum slfr bileikleri ile alkali klorr ve metal klorrlerle birlikte florr ieren bileiklerin oluumu

Yksek scaklk blgesinde demir oksitlerin metalik demire redksiyonu

Kokun yanmas ve nemin buharlamasnn etkileriyle boluk ve kanallarn oluumu

Sinter soumas esnasnda klme ve sertleme etkileriyle yeniden oksitlenme ve yeniden kristallenme reaksiyonlar

Sinter soumas esnasnda termal gerilmeler nedeniyle atlaklarn oluumu ve sinter yapsnda kusurlarn oluumu

Elde edilen sinter scak halde paralanr, eleme ilemi yaplr ve soutma ilemi yaplr. Soutma ilemi havayla

yaplr. Sinter soutmasnda kullanlan hava 300C ye kadar kabilir bu snm hava, sinterleme ileminde

kullanlmaktadr. Soutulmu sinterde 5 mm den daha kk paracklar sinter harmannda kullanlmak zere

geri gnderilmektedir.

ekil 3.5. Sinterleme sonras elde edilen rn

Sinterler Asidik sinter ve Flaksl sinter olmak zere iki trdedir. Asidik sinterler ierisine flaks malzemesi

katlmayan sinterlerdir. erisinde flaks bulunan ya da sonradan eklenen sinterlere ise flaksl sinter ad

verilmektedir.

Asit sinterde sinterlemenin avantajlar;

1) Tozlarn sert, kuvvetli ve dzgn sngerimsi paralar halinde toplanmas, iyi yatak geirgenlii

salar

2) Cevherde varsa kkrt ve arseniin %60-70 kadar sinterleme esnasnda uzaklatrlr

3) Rutubet ve dier uucu bileenler giderilir

4) Yumuama scakl artar, yumuama aral daralr.

Flaksl sinterlemedeki avantajlar ise;

1) Kireta sinterleme esnasnda kalsine olduundan yksek frnda enerji kaybna neden olmaz

2) Kire ilavesi viskoziteyi ve curuf ergime scakln dreceinden daha az kok kullanlr

3) Sinter iindeki kire, birincil curufun (FeO-Al2O3-SiO2) ergime scaklnn dengeli olmasn salar

4) Kire, sinter iindeki silikann indirgenmesini engeller

5) Kire, sinter iinde fayalit (FeO.SiO2) oluumunu engeller. Bu maddenin redksiyonu zordur.

6) Asidik sinterle oluan curufun viskozitesine gre daha dk viskozite salar

7) Sinterlenme hz daha yksektir

8) Frn retimini pelete gre daha ok arttrr, nk daha gzenekli yapya sahiptir

3.2.2. Peletleme

Tenrleri dk ve safszlk miktarlar yksek frnda kullanlamayacak kadar ok olan cevherler, cevher

zenginletirme ilemlerine tabi tutulurlar. zellikle tme ilemlerinde kan ve 0.05 mm den kk tozlar

ortaya kar. Zenginletirme sonras elde edilen bu konsantre rnlerin yksek frna arj edilmesi uygun

deildir. Ayrca sinterleme prosesinde sinter geirgenliini de dreceinden sinter yapmaya da uygun


deildirler. Byle durumlarda konsantre rnn ierisine katlan bir balayc ile, ayrca nem ve s ile belirli

boyutlara getirme ilemine peletleme ad verilmektedir.

Toz halindeki demir cevherini peletleme ileminin amac,

aglomerasyon ve sertletirme yoluyla demir ynnden

zengin ince mineralleri pelet olarak tanmlanan (ekil 3.6)

yksek frn arj malzemesi haline getirmektir. Peletler

sert ve genelde kresel maddeler olup yksek frnda

kullanlmalar iin belirli zellikleri tamalar

gerekmektedir.

ekil 3.6. Demir peletleri

Peletlerin sahip olmas gereken zellikleri;

1) Toz, krnt ve ince ksmdan arndrlm olmal

2) Tanma ve stoklanma srasnda meydana gelebilecek krlmalara kar fiziksel dayanklla sahip

olmal

3) Yksek frnda stlrken eitli reaksiyonlar srasnda meydana gelebilecek zamansz ufalanma kar

diren gsterecek yapya sahip olmal

Peletlenecek cevher ve kaynaklar, zenginletirilmi dk tenrl demir cevheri veya dorudan yksek frna

arj edilmeyen toz halinde bulunan yksek tenrl cevherler olabilir.

Peletleme harmannda bulunan demir cevheri fiziksel ve kimyasal adan birka zellik tamaldr. Yapsna

gre %60 demir ieren cevherler peletlenebilmektedir. Ancak dnya genelinde %65 den yksek demir ieren

cevherler peletleme ilemine tabi tutulmaktadr. Ham pelet eldesinde en nemli etkenlerden biri cevherin zgl

yzey alandr. Cevherin yapsna gre bu deer ortalama 1500 cm2/g veya daha dk olabilir. Ham pelet

eldesinde peletlenecek cevherin %5-10 nem iermesi istenir. Daha dk veya yksek nem ierii peletleme

olayna olumsuz etki etmektedir.

Ham peletlerin hazrlanmasnda kullanlan ikinci nemli madde balaycdr. Balayc maddelerin iki nemli

grevi vardr. Bunlar;

1) cevher konsantresi iindeki suyu tutmak

2) peletlerin sl ilemi esnasnda curuf balar olumadan n stma ilemleri esnasnda paralanp

dalmasn nlemek

Peletlemede balayc kullanm oranlar, filtre kekinin (zenginletirilmi cevher) nemi ile doru orantldr.

zellikle topaklarn byme hz, nem ile kontrol edilmektedir. Bu nedenle balayc olarak kullanlan maddeler,

suyun akkanln azaltacak nitelikte olmal, peletlenecek malzemenin yapsal zelliklerini bozmamal,

peletleme ilemindeki dier blmlere uyum salamaldr. Ayrca peletlemede kullanlacak malzeme yeterli

miktarda ve kolayca bulunabilmeli, ekonomik olmaldr.

Balayc maddeler 3 ana grupta toplanmaktadr.

norganik kimyasal maddeler

Organik maddeler

Bentonit

Peletlerde balayc olarak kullanlan katk maddeleri hem ham pelet retiminde serbest suyu kontrol eder hem

de kuru peletin dalmasn nler. norganik balayclarn tersine organik balayclar iinde bulunan baz

maddeler, peletleme ileminin sl ilem blmlerinde yok olmakta, rn peletlerin kimyasal yapsnda

bulunmamaktadr.

Dnyada gerek bulunabilirlii, gerekse ucuz olmas nedeniyle balayc olarak bentonit kullanm ok yaygndr.

Bentonitte genel olarak %58-65 SiO2, %18-25 Al2O3, maks.%6 Fe2O3, maks.%4 Na2O+K2O, maks.%5


CaO+MgO, maks.%6.5 ate kayb bulunmaktadr. Cevher yapsna bal olarak %0.5-1 orannda cevher ierisine

balayc katlr. Bentonit, hacminin %10-15 katna kadar su emme zelliine sahip olup ok ince tane boyutuna

sahiptir. Kurutulduklar zaman d cidarlarnda dayankl bir film oluur. Bentonitin bu zellii, ham peletteki

serbest suyu kontrolde ve n stma ilemleri srasnda ham peletin dalmasn nlemede nemli rol oynar.

Bununla birlikte cevher bnyesine katlan bentonit, yksek frnlar iin arzu edilmeyen bir katk malzemesidir.

Bu nedenle cevher ierisine katlan miktar kadar cevherin kalitesini drd gibi bnyesinde bulunan silika,

alumina ve alkalilerden dolay cevherdeki emprite miktarn arttrarak yksek frn veriminin dmesine neden

olurlar. Her %1 bentonit ilavesi, cevher konsantresindeki demir tenrn %0.6 orannda dmesine neden olur.

Yksek frnlarda rn peletin daha iyi kullanmn salamak amacyla peletleme ilemi srasnda ham pelet elde

edilirken, filtre kekine baz katk maddeleri katlabilir. Kullanlan bu katk maddeleri yksek frn verimliliini

arttrmaktadr. Bu katk maddeleri,

Olivin

Kire + kireta

Dolomit olabilir. Olivinin kimyasal yapsnda %48-50 MgO, %41-43 SiO2, %6.1-6.6 FeO bulunmaktadr. %5

dolaylarnda katlan bu katk malzemesinin miktarnn belirlenmesinde peletleme ilemi, rn peletin fiziksel ve

kimyasal zellikleri ve yksek frndaki deikenler etki etmektedir. Kireta ve dolomitin de nemli yeri

vardr.

Yksek frna arj edilecek cevherin kontrol edilmesi gereken nemli deikenlerden biri, arjn asitlik veya

baziklik derecesidir. Cevherde bulunan SiO2 asidik, CaO ve MgO bazik karakterlidir.

Peletleme ilemi iki ana blmden oluur:

1) Ham (ya) pelet retimi: zenginletirilmi cevherin balayclar ile kartrlmas ve topaklanmas

2) rn pelet retimi: ham peletin nce ssal daha sonra soutma ilemine tabi tutulmas

ekil 3.7. Peletlemede aglomerasyon olay

Ham pelet retimi prosesin en nemli aamasdr ve bu aamada mukavemet, boyut, arpma mukavemeti ve

dier pelet zellikleri tayin edilir. lem tambur, koni ve diskler gibi dner cihazlar kullanlarak gerekletirilir.

Peletlerin topaklanp bilya eklini almas, suyun yzey gerilimi ve paralarn birbirine arpmas sonucu

gerekleir. Balangta su eklenerek ufak bir pelet ekirdei oluturulur, daha ekirdek byyerek pelet halini

alr. Ham peletleme olaynda gerekleen aglomerasyon olay ematik olarak ekil 3.7 de gsterilmitir. nce


partikller bir balayc ile peletleme haznesine yklendikten sonra kartrma ilemi gerekletirilir. Belirli bir

ada dnen pelet haznesinde tozlarn topaklanmas, akabinde belirli bir boyutta gelien peletlerin ortamdan

tamas prensibine dayanmaktadr. ekil 3.8 de disk eklinde peletleme hazneleri, ekil 3.9 da ise drum (davul)

tipi peletleme haznesi gsterilmitir.

ekil 3.8. Disk eklinde peletleme hazneleri

ekil 3.9. Drum (davul) tipi peletleme hazneleri

Ham pelet retimi esnasnda nem miktar %5-10 aralndadr. Ortalama nem miktar ok nemlidir. Az

miktardaki su boluklara hava girmesine, ok fazla su ise yaptrc zelliin tahrip olmasna neden olmaktadr.


ekil 3.10. Demir cevherinin peletleme akm emas

ekil 3.11. Ham peletlerin piirildii frn

ekil 3.12. Ham peletten rn pelet retim emas


rn pelet retiminde, dier bir ifadeyle ham peletlerin piirilmesi ileminde, dner frnlar kullanlmaktadr. Bu

frnlarn ap yaklak 5.2 m, uzunluklar yaklak 34.5 m, eimleri ise 3 dir. letme tonajna bal olarak 0.5-

1.5 devir/dakika hzla dnen frnda yakt olarak fuel oil kullanlmaktadr.

Ham peletlerin arj edildii ilk blge kurutma blgesidir. Bu blge yaklak 350C olup burada peletlerdeki nem

ve yapsal su giderilmektedir. n stma blgesinde ise scaklk 970 1130C civarndadr. Bu blmde de

yapsal su atlmaktadr. Ayrca hidratlar, karbonatlar ve slfatlar paralanarak ayrmaktadr. Curuf balar

olumaya balar, cevherdeki manyetit (Fe3O4) hematite (Fe2O3) dnmeye balar. Ayn zamanda 50-60 kg/pelet

mertebesinde mukavamete ularlar. Dner frndaki scaklk ise 1250 1320C aralnda olup bu blgede curuf

balar ve kristal bymesi tamamlanr.

ekil 3.13. Pelet stok sahas


http://www.sinomgroup.com/be22.html http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2007.09.005

http://ferrocom.com.tr/tr/ueruenler/item/28-demir-cevheri.html http://www.mta.gov.tr/v2.0/madenler/mineraller/index.php?id=pirit

Demir elik retimi ders notlar U.en/.Ylmaz, 2012

http://www.wstyler.ca/pdf/analysis_processing/Pelletizing_Discs.pdf

http://www.bulk-solids-handling.com/imgserver/bdb/458600/458642/4.jpg

http://i00.i.aliimg.com/photo/246207081/balling_disc.jpg

http://www.metso.com/miningandconstruction/MaTobox7.nsf/DocsByID/FD649B46389D826E42256B9500317

622/$File/Great_Kiln.pdf

http://www.k-utec.com/Processing-of-Mineral-Raw-Materials.200.0.html

http://feeco.com/wp-content/gallery/rotary-drum/rotary-drum-8.jpg

http://www.alibaba.com/product-free/106610155/IRON_ORE_PELLETS/showimage.html


BLM 4 YAKITLAR VE METALURJK KOK

4.1. Giri

Demir-elik endstrisinde kmrn en ok tketildii alan yksek frndr. Kok yksek frnda kullanlan

evrensel bir yakttr. ndirgeyici ve s salayc olarak grev alr. Ayn zamanda retim maliyeti iin nemli bir

yer kaplar. Kmr, kok olarak ve enjeksiyon halinde toz kmrn yksek frna yakt olarak yklenmesi eklinde

tketilmektedir. Bunun yannda kmrn ok daha az tketildii buhar ve elektrik retimi iin de kullanm

mevcuttur. Yine elikhanede elik retimi srasnda karbon ilavesinde ve demir elik prosesinde dorudan

ergitme (Kupol Oca) ilemlerinde de kullanlmaktadr. Kok retimi iin satn alnan kmrlerden beklenen

zellikler, dier proseslerde beklenen zelliklerden ok farkldr. Sadece belirli bir snf kmr, yksek frnda

pik retimi iin ok spesifik zellikleri salayacak ekilde kaliteli kok retimine imkan salar.

Kokun yksek frnda be fonksiyonu vardr.

1. Termal ihtiyalar salamak iin bir yakt olarak kullanlr. Reaksiyonu,

2C+O2 2CO H= - 2300 k.cal / kg

2CO+O2 2CO2 H= - 8150 k.cal / kg

2. Demir oksitlerin indirgenmesi iin CO salar.

3. Metal ve metaloit oksitleri, Mn, Si, P gibi indirger.

4. Demiri karbrize ederek erime noktasn drr.

5. Kuru ve slak blgelerde geirgenlii salar ve mekanik destek olur. Kokun geirgenlii cevher, sinter ve pelete gre % 60-100 orannda daha fazladr. Tyer seviyesine ininceye kadar erimez ve burada hava

tarafndan indirgenir.

Demir oksitten ekonomik olarak metalik demir retmek iin en uygun indirgen karbondur. nceleri bu nedenden

dolay erimeye elverili karbon iermesi ve uygun zelliklerinden dolay odunun damtlmasyla elde edilen odun

kmr kullanlmtr. Fakat bugn yksek frnlarda demir eldesinde kok kullanlmaktadr. Kok, antrasit ve

veya ta kmrn (bitml kmr) kuru damtlmasyla elde edilir. Kok gzeneklidir. Kokun kimyasal bileimi

gibi fiziksel zellikleri de kullanlan kmre ve damtma scaklna baldr. Metalurjik kokun stn fiziksel

zelliklere sahip olmas iin yksek scaklklarda (11001250 C) elde edilmesi gerekir.

4.2. Kok ve koklamaya uygun kmrler

Btn bitml kmrlerin kok imaline uygun olmamas gibi, kok imalatna uygun olan btn bitml kmrler

de metalurjik olarak kullanmaya uygun ayn salamlkta gzenekli metalurjik kok vermezler (r. S, P ierii

yksek ise). Yani, her kmrden kok olmaz. Her kok olan kmrden de metalurjik kok olmaz. Baz kmrler

dierleri ile kartrlmakszn kendi balarna olduka iyi kok imaline uygundur (rnein Sibirya ve Gney

Afrika kmrleri). Bazlar ise yalnzca kartrlarak kullanlabilir (rnein Zonguldak takmrleri). Kok

retim tip ve metodu da yksek frnda kullanlacak kokun kalite ve randmanna fazlasyla tesir eder.

Kok Cinsleri

Kok kmrleri imal edildikleri metoda gre balca cinse ayrlr: Dk-Orta-Yksek scaklk koklar.

Metalurjik kok stn fiziksel zelliklere sahip olmas iin yksek scaklklarda retilir. Koklamaya uygun

stn vasfl bir kmr bile dk scaklklarda (500-900C) koklatrlrsa metalurjik maksatlar iin uygun

deildir. Genel olarak, en iyi yksek frn koku pulverize edilmi ve harman yaplm, fazla uucu madde ve az

uucu madde ihtiva eden kmrlerin karmndan yksek scaklklarda niform bir stma ile elde edilir. Bugn

ok az iletme kok imali iin tek bir kmr kullanmaktadr.


ekil 4.1. Metalurjik kok

4.3. Metalurjik kokun zellikleri

Metalurjik kokta aranan genel zellikler;

Yksek frnlarda kullanlacak kok sevkiyatta paralanmayacak ve yksek frnn ar atlarnn basnc altnda ezilmeyecek kadar salam ve dayankl olmaldr.

Toz ve ince paralar ihtiva etmemeli ve istenilen yanma hz ile yanmas iin kok paralara fazla iri olmamaldr.

Bu fiziksel zellikler koklamaya uygun iyi bir kmrde koklama metodu ile kontrol edilir.

Kmr frna arj edilip stldnda 315-475C de plastik hale gelir.

Bitml kmr (ta kmr) bu scaklk aralna stldnda uucu maddeler nce hzl olarak sonra 950C a kadar daha yava olarak kmrden karlar.

Plastik snrdan sonra yava stma kokun sertliini biraz arttrr.

Kok paralarnn ebatlar byk lde arj edilen kmrn ebadna baldr.

yi bir metalurjik kokun kimyasal bileiminde ok az uucu madde ve % 85-90 karbon bulunur.

Koktaki uucu madde miktar % 2yi amaz.

Geri kalan kl, kkrt ve fosfordur.

Yksek frnda izabe esnasnda fosforun hemen hepsi ve kkrdn bir ksm pik demirine geer.

Kl ise crufa geer.

Kokun yksek fosfor ve kkrt iermesi arzu edilmez.

Genel olarak koktaki fosfor miktar yksek deildir ve hemen daima % 0.05in altndadr.

Kkrt ise yzde 0.6 dan 2 ye kadar olabilir.

Fakat pik demirine gemesi bakmndan mmkn olduu kadar dk olmas arzu edilir.

Koktaki kl miktar ok iyi kalitelerde % 6 civarnda, dk kalite koklarda % 14- 16 ve genelde % 8-12

arasndadr. Koktaki kl miktar kmr koklamadan nce ykamaya tabi tutularak azaltlabilir. Metalurjik

frnlarn ekonomik olarak iletilmesinde dk kl miktarnn byk nemi vardr.


Tablo 4.1. Metalurjik kokun zellikleri

Sabit karbon En az %87

Kl En ok %11

Kkrt En ok %1

Uucu maddeler En ok %2

Su En ok %5

Ufalanma ve toz En ok %6

zgl arl 1.5-1.9 kg/dm3

Basnca dayanm 100 kg/cm2

Yanma ss 7000-8000 kcal/kg

Para bykl 40 mm elek st

4.4. Metalurjik Kok retimi

Metalurjik kok retiminde kullanlan iki metod bulunmaktadr. Bunlar;

1) Kovan Metodu

2) Yan rn Metodu

4.4.1. Kovan Metodu

Bu yntem bugn iin nemini kaybetmitir. Kok retiminde kullanlan en eski yntemdir. Bu yntemde kovan

eklinde frnlar kullanlr. Frna yukar ksmndan yaklak olarak 8 ton kmr yklenir. Kmr seviyesi

dzeltildikten sonra frn kapa 3 cm kadar aralk kalacak ekilde kapatlr. Bu aralk koklama iin yetecek

havann frna girmesini salar. Frn scak olduu iin uucu maddelerin damtlmas hemen balar. Kmr

ktlesi sndka scaklk damtma gazlarnn yanma noktasnn stne kar ve bu gazlar kmr ktlesinin

zerindeki bolukta yanar. Bu gazlarn yanmas frnn ssn ykseltir ve koklama tamamlanana kadar damtma

sten alta doru ilerler. Damtma sresi (stte gazn yanmas) 3,5 saat kadardr. Kokun frnda kalma sresi 48-

72 saat arasnda deimektedir. Zaman uzadka daha sert ve daha az uucu maddeler ieren kok elde

edilmektedir. Frnn kaps zerinde braklan boluktan giren havann damtma gazlarnn yanmasna yetecek

kadar olmas gerekir. Fazla hava kok verimini drr. Yanan gazlar frnn st ksmnda bulunan delikten

atmosfere braklr. Bu yntemle kok eldesinde verim %60 kadardr ve ortalama olarak frn bana 5-5,5 ton kok

elde edilir. Koklama tamamlandktan sonra kapnn tulalar sklr ve kok frndan ekildikten sonra su ile

sndrlr. Kullanm iin depolanr. Bu yntem yerini yan rn metoduna brakmtr.

ekil 4.2. Kovan metoduyla kok retim frnlar


Bu yntemin en nemli avantaj, retilen kokun sertliinin ve basma mukavemetinin yksek olmasdr.

Dezavantajlar ise aada verilmitir:

1) Bu frnlar yan yana ina edilir ve bazen bunlarn kaplad sahann uzunluu 400 metreyi bulur 2) retilen koktaki kl miktar fazladr. 3) Verim daha dktr. 4) ok uzun srede kok elde edilir. 5) Fazla iilik ve ustalk gerektirir. 6) Frnlar birbiri ile uyum ierisinde almaldr. Yksek frna yeterince kok salamak iin bu gereklidir. 7) kan gazlarn tamam yanar.

4.4.2. Yan rn Metodu

Bu yntemde koklamann gerekletii frnlarda hava yoktur. Damtma iin gerekli s frnn dardan

stlmasyla salanr. Koklama sonucu elde edilen gazlar frnn bitiiindeki blmlerde yanar ve frn strlar.

Koklama srasnda aa kan uucu maddeler deiik ilemler uygulanarak gaz ve yan rn olarak elde edilir.

retilen gazn %40 tekrar kok frnlarn stmada kullanlr.

Genel olarak kok frnlarnda blm bulunmaktadr.

Koklama kamaralar

Istma kamaralar

Rejeneratif kamaralar

ekil 4.3. Yan rn metoduyla kok retiminde kullanlan kok frn

Sistem batarya eklinde dikdrtgen ekilli odacklardan olumutur. Odacklarn says 100-200 arasnda

deimektedir. Bataryalarda sras ile bir koklama odac bir stma odac bulunmaktadr. Bylece her

koklama kamarasnn iki yannda birer stma kamaras bulunmaktadr.


ekil 4.4. Kok bataryalar

Tablo 4.2. Bataryalar oluturan her bir kok frnnn dizayn lleri

Istma kamaralarna gaz ile beraber rejeneratif kamaralardan geerek snm hava verilmektedir. Rejeneratif

kamaralar stma ve koklama kamaralarnn altnda olup, stma kamaralarnda gazla karp yanmay salayan

havann stlmas iin kullanlrlar. Kmrlerin koklaabilmesi iin gerekli s, stma kamaralardan geldii iin

koklama yan duvarlardan balar ve kmr yatann ortasna doru ilerler. Koklama ilemi tamamlandktan

sonra kok itici makine ile itilerek frnn dier tarafndan vagona alnr. Frnn kok taraf kokun kolayca

boalabilmesi iin itici tarafndan 5-10 cm. daha genitir. Vagona alnan scak kok zerine su pskrtlerek

sndrlmektedir. Koklama sresince frnn her iki az refrakter astarl kaplarla skca kapatlr. Uucu


gazlarn kmas iin frn tavannda bir uta veya her iki uta delikler vardr. Bu deliklerden dar alnan gazlar

bir boru vastasyla bataryann gaz toplama ana borusuna gider. Bu gazlara daha sonra deiik ilemler

uygulanarak deiik yan rnler elde edilmektedir.

Yanma Kamaralarnda Yakt Gazlarnn Yaklmas

a) Zengin Gaz ile Istma

Yksek frnlardan gelen yksek frn gaz gazometreye gelir. Gazometreden bataryalara geli hattnda hemen

gazometre knda zel bir vana tertibat ile yksek frn gazna kok gaz katlarak zengin gaz karm elde

edilmitir. Bu ekilde yksek frn gaznn kalorisi 870 Kcal/m3 den 1100-1150 Kcal/m

3e ykseltilerek daha iyi

bir kalori deeri elde edilir. Zengin gaz rejeneratre (rejeneratif kamaralar), oradan da yanma kamaralarna

(stma kamaralar) iletilmektedir.

Yksek Frn gaz (870 kcal/m3)

%22.6 CO, %20 CO2, %4 H2, %1 CH4, %52.4 N2

Zengin gaz sisteminin devreye girmesi ile bataryalarda eski sisteme nazaran daha yksek scaklklar elde edilmi

olup, daha yksek kapasitede alma imknn vermitir. Ayrca baca ekilerinde de daha iyi netice elde

edilmitir.

b) Kok Gaz ile Istma

Batarya altnda mevcut kok gaz borusundan kan kok gaz bir emniyet vanas ile yanma kamaralarna gaz

datan kok gaz datm borusuna gelir. Buradan spiral borular vastas ile ayrlan gaz, kok gaz nozulundan

geerek dikey silindirik bir kanaldan ykselir. Nozulun bulunduu yerde mevcut olan dolam kanallarndan bir

miktar yanm gaz jet prensibine gre ekilerek kok gaz iine ilave edilir. Bunun sebebi yksek difzyon

katsaysna sahip olan kok gaznn difzyon katsaysn drerek yanma kamaralar iindeki alev boyunu

ykseltmektir. Bu ekilde yanma kamarasna gelen kok gaz, yksek frn gaznda olduu gibi gelen hava ile

yanma kamaras iinde birleerek yanar. Kok gaz ile stmada ana kok gaz borusuna gelen gaz bir stcdan

geirilerek scakl 60C ykselir. Ayrca rejeneratrlerde dikey kanal iinde ykselirken yksek frn gaznda olduu gibi rejeneratr ssnn da bir miktarn bnyesine alr ve snr. Bu n snma sayesinde daha kolay

yanmas salanr. Kok gaznda alrken yksek frn gaz kutularndan gaz gemez, bunlar deierek hava ve

yanm gaza (bacaya) dnr.

Kok gaz

(4300 kcal/m3)

%7.8 CO, %2.6 CO2, %60 H2, %21 CH4, %4.6 N2, %0.2 O2, %1.2 C2H6, %2.6 CnHm

c) Kark Gaz le Istma

Bu yntemde kark gaz, 8 inlik kok gaz borusundan gelen kok gaz ve 10 inlik yksek frn gaz borusundan

gelen yksek frn gaznn stc (eanjr) giriinde kartrlmas ile olumaktadr. Ayrca yksek frn gaz ile

stmada anlatlan tm olaylar yani yksek frn gaz haznesinden yksek frn gaznn kutular ve rejeneratrler

yolu ile ykselmesi, bu tip stmada da aynen geerlidir. zetle kok gaz hattndan (yksek frn gaz + kok gaz)

yani kark gaz, yksek frn gaz hattndan da yksek frn gaz geirilerek yanma kamaras tabannda hava ile

birletirilir ve yanma salanm olur.

Yanm Gazlarn Bataryalardan Uzaklatrlmas

Yakt gazlarnn havann O2 ile reaksiyona girmesi ile oluan yanma olay sonucunda aa kan yanm gazlar

(CO2,N2, H2O) yanma kamaralar stndeki bir kanaldan (cross over) geerek frn st tavanndan rejeneratrlere

gelir. Buradan, nce gaz ve hava kutularna sonra da yanm gaz kanal yolu ile bacadan atmosfere atlr. Yksek

frn gaz ile stmada baca gazndaki O2 deeri % 1.5-2, kok gaz ile stmada % 4-5, kark gaz stmada ise %

2-2.5 arasnda olmaldr.


4.5. Koklatrma lemi

Ta kmrnn damtlarak koklatrlmasn blmde toplamak mmkndr.

1.Ta kmrnn hazrlanmas ve kamaralara doldurulmas.

2. Kamarada kmrn koklamas.

3. Koklarn karlmas ve sndrlmesi.

Ta Kmrnn Hazrlanmas ve Kamaralara Doldurulmas

Kmr yatandan karlan ta kmrleri ykanp yabanc maddeleri uzaklatrlr. Hafif nemli olan bu kmrler

kurutulur ve sonra para byklkleri 0-10 mm olacak ekilde deirmenlerde tlr. Toz kmr yine hafife

nemlendirilir ve kamaralarn stndeki depolara doldurulur. Istma kamaralarnda gaz ve hava yaklarak kok

kamaralarnn scakl 1200-1300Cye karlr. Toz kmr bu kamaralara yklenir.

Kamaralarda Kmrn Koklamas

Scak kamaraya doldurulan kmr dtan ie

doru yava yava snr. Koklama annda ilk

200C ile 400C arasnda kmr tanecikleri

tarafndan absorbe edilmi su buhar, CO2 ve

CH4 (metan) gazlar aa kar. Koklama

scakl arttka metan, etan gibi doymu, etilen

gibi doymam hidrokarbonlar paralanmaktadr.

Buna karlk H2 miktar artmaktadr. Ayn

ekilde scaklk arttka CO2, CO 'e dnmekte

ve CO miktar artmaktadr. Kmrn

koklamas frnn yanma kamaralarnn

duvarndan balar, kmr ynnn ortasna

doru ilerler. Koklaabilir kmr havasz

ortamda scakl 400C civarnda yumuayarak

ier. Scaklk arttka kmr plastik veya yar

plastik hale gelir. Plastik kitle iindeki gazlar,

scakln tesiri ile genileyerek kmr iirir.

Kmrn scakl 500Cye ulatnda kmr

bzlerek katlar, gzenekli kok eklini

almaya balar. 600C civarnda koklama balar.

Scaklk 1000-1100Cye kadar kartlr ve bu

scaklkta 18-22 saat bekletilen kmr, gaz ve

buharlaan maddelerini vererek akkor halinde

bir ktle oluturur. Koklama hz maksimum

kapasitede 1 in/saat'tir. Koklamann sonunda

frn iindeki kzgn kok ktlesinin ortasnda

yukardan aaya bir izgi oluur, buna

koklama izgisi denir. Bu izginin belirginlii

ve devamll incelenerek kokun kalitesi

hakknda yorum yaplr. yi bir koklamada elde

edilen kok ktlesinde bu izginin belirgin ve

devaml olmas gerekmektedir.

ekil 4.5. Batarya kesidi ve kmr arj

Koklarn karlmas ve Sndrlmesi

Koklama ilemi bittikten sonra kamaralarnn yan kaplar alr. zel bir iletme makinesi ile koklar

kamaralardan kartlr. karlan kokun scakl ok yksek olduundan havann oksijeni ile birleerek yanar.

Bunu nlemek iin kok zerine bol miktarda su pskrtlerek sndrlr. lem verimi %80dir.


ekil 4.6. Kokun darya alnmas

4.6. Kmr Enjeksiyon Sistemi

Ebad 200 mesh'in (0,05 mm) altnda ve rutubeti % 1'den az kmrlerin yksek frnlara enjekte edilmesi

ilemine Pulverize Kmr Enjeksiyonu (PCI) denir. Sistemde kullanlan ham kmr, kmr stok sahasndan PCI

tesisi kmr hazrlama blmne konveyr vastas ile getirilir. Kmr, ham kmr silolarna nakledildikten

sonra kmr besleyicisi ile pulverizre gelir ve burada tlr. Daha sonra, yksek frn soba bacas atk gaz

ve yksek frn gaz kullanan scak gaz jeneratrnden elde edilen scak gaz vastas ile kurutulur ve

snflandrlr. Pulverizrden torba filtrelere gelen pulverize kmr (PC), PC silosuna, buradan ara tank ve sonra

enjeksiyon tankna gnderilir.

Enjeksiyon tankndan kan kmr, lanslar vastas ile yksek frnlara enjekte edilir. Enjeksiyon srasnda

enjeksiyon tankndaki PC azald zaman enjeksiyona ara vermeden ara tankdan enjeksiyon tankna PC

beslemesi yaplr. Yksek frnlarda kmr enjeksiyonuna gei sebepleri 1979 ylnda yaanan 2. petrol

krizinden bu yana dnya demir elik endstrisinde nemli yer tutan lkelerdeki irketler yksek frnlarda

uyguladklar sv yakt enjeksiyonuna alternatif bir sistem gelitirmek iin aba sarf etmilerdir. nk sv yakt

enjeksiyonu, yksek maliyeti nedeni ile terk edildikten sonra yksek frn prosesinde aadaki olumsuzluklar

meydana gelmitir;

1) Alev scaklnda art,

2) Kenar blgelerdeki s aknda art,

3) Kok orannda art,

4) Ask ve kayma saysnda art ve frn almasn bozulmas,

5) Gaz geirgenliindeki azalmalar sonucu frn almasnn bozulmas.


ekil 4.7. Kmr enjeksiyon sistemi

Frn almasnda meydana gelen bu dzensizlikler bir takm nlemler alnarak dzeltilmeye allmsa da

(rnein, hava scakl azaltlp rutubet miktar artrlarak alev scaklnn kontrol, cevher/kok orannn

azaltlarak gaz geirgenliinin artrlmas gibi), bu nlemler kok tketiminin artmas, yksek frn veriminin

dmesi ile sonulanmtr. Bunun zerine 1860 yllarnda Avrupa'da uygulanan, fakat bu tarihi takip eden

yllarda petrol fiyatlarndaki d nedeni ile zerinde fazla aratrma yaplmayan kmr enjeksiyon sistemi

yeniden gndeme gelmitir. Bylece uzun yllar sonra ksa aralklarla yaanan petrol bunalmlar sonucu kmr

enjeksiyon sistemi zerinde almalar younlaarak bu sistemi kullanan frnlarn says artmtr

Niin kmr enjeksiyonu ?

a) Kmr enjeksiyon sisteminde enjekte edilen kmrn 1 tonunun enjeksiyon maliyeti $80 civarndayken

yeni yaplacak bir kok fabrikasndan retilen kokun 1 tonunun maliyeti $250 civarndadr (yatrm maliyetleri

dahil). Kmr fiyatlarnn ucuz olmas nedeni ile sistemin geri deme sresi olduka ksadr (1.5 - 2 yl gibi).

b) Scak hava sobalarndaki yanma havas ve yksek frn gaznn n stlmas iin gerekli olan s kazanm

sisteminin nemli olduu 80'li yllarda hava scakl 1200 oC'ye kadar ykseltilebiliyordu. Sonu olarak iyi bir

frn almasn garanti etmek amac ile alev scakln kontrol etmenin ekonomik yollar bulunmalyd. Bu

yllarda kmr/kok/fuel-oil fiyatlarna baklnca en ekonomiinin kmr olduu grlmtr.

c) Kmr enjeksiyon sistemlerinin oalmasnn ana sebeplerinden biride evre etkileridir. Kok fabrikalarndan

evreye yaylan atklar kontrol etmek zordur ve yatrm gerektirir. Kmr enjeksiyon sistemlerinde ise evre

kirlilii kok fabrikalarna kyasla daha azdr.

4.6.1. Kmr Enjeksiyonu Kok Karlatrlmas

Tamamen kok ile alld durumla kyaslannca:

1) Kok oranndan % 25 tasarruf elde edilir.

2) Enerji maliyeti azalr.

3) Alev scakl daha iyi kontrol edilir.

4) 210 kg/TSM enjeksiyon yaplabilen bir tesiste hava rutubetinde 16 gr/m3 d, hava scaklnda 200

oC

art, oksijen zenginletirilmesinde % 3 art elde edilir.

5) Ayn yakt orannda yksek frn arj kapasitesi artrlarak retim art elde edilir.

6) Dnyann bir ok yerinde mevcut olan metalurjik olmayan kmr kullanlabilir.

Antrasit'den linyite kadar, kl miktar % 3'den % 18'e kadar kmr eitleri kullanlabilir. Kullanlan

kmrn karbon miktar yksekse enjeksiyon oran da artar.

7) Yksek frn daha dzenli alr (scak maden kalitesi artar).

Fuel oil ve doal gaz enjeksiyonu ile alld durumla kyaslannca: 1) Dnyann bir ok yerinde mevcut olan metalurjik olmayan kmr kullanlabilir.

2) Politik bamll olmayan bir enerji kaynadr.


3) Kmrn alev scaklna etkisi fuel-oil ve doal gazdan daha az olduu iin alev scakln kontrol asndan

yksek enjeksiyon oran elde edilebilir.

4) Daha az deerli bir enerji kaynadr.

5) Kmrdeki karbon/hidrojen oran fuel-oil'inkinden daha byktr. Bu nedenle hidrokarbon yaktlara kyasla

daha fazla kmr yaklabilir.

4.6.2. Sistemde kullanlan kmrler

Tane ebat dalm, kl miktar, uucu, kkrt ve alkali miktar, kalorifik deeri, pnamatik tanma davran,

gazlama ve yanma karakterleri enjekte edilen kmrn gz nnde bulundurulmas gereken zellikleridir.

Kmrn pnamatik tanma srasndaki davran nemlidir. nk sadece kesintisiz ak salayan kmr

tipleri tyerlerde eit dalm salarlar. Tyerler frn gvdesindeki scak hava girileridir. Saylar frn hazne

apna gre deimektedir. Kmrn karbon, rutubet, uucu, kl, azot ve oksijen miktarlarnn deimesi ksa

sreli s dalgalanmalarna sebep olur. Eer kmr birden fazla kaynaktan elde ediliyorsa bu dalgalanmalar daha

da fazlalar. Bu nedenle kmr karbonu dier nemli bir faktrdr. Yksek frnlar enjekte edilen kmr

aadaki zelliklerde olmaldr.

Uucu madde >%20

Kl erime scakl >1400C

Kl miktar


BLM 5 YKSEK FIRINDA HAM DEMR (PK) RETM

5.1. Yksek Frn (Blast Furnace)

Demir ierikli hammaddelerin kok ve kire ta ile bir arada ergitilmesinde kullanlan ve kapasitelerine gre

ykseklikleri 30-90 m arasnda deien frnlara yksek frn denir. Dnya elik retimi her yl 700 milyon ton

civarnda gereklemektedir. Bu retimin yaklak % 60 yksek frnlar ve elikhane vastas ile geriye kalan %

40 hurdalarn eritilmesi ile elde edilmektedir. Hurda kaynann da yksek frn olduu gz nne alnrsa elik

retiminin % 99'u yksek frnlardan elde edilmektedir.

Yksek frnlarda sv pik elde etmek amac ile demir ierikli hammaddeler (cevher, pelet, sinter gibi), cruf elde

etmek ve oluacak crufun zelliklerini ayarlamak iin oksit ierikli hammaddeler (flux malzemeleri; kire ta,

dolomit gibi), s elde etmek amac ile karbon ierikli hammaddeler (kok, kmr, katran, fuel oil gibi)

kullanlmaktadr.

Yksek frnn i hacmi 250-850 m3 kadardr. Ortalama 1m

3 frn hacmi iin 24 saatte 0,5 ila 1,4 ton aras ham

demir elde edilir. 1 ton ham demir elde etmek iin kmrn kalitesine cevherin kompozisyonuna bal olarak

450-800 kg kok tketilir. Bir yksek frndan elde edilen rn pik demir adn alr.

Yksek frn doldurulup yakldktan 10-15 saat kadar sonra eriyik ham demir alnmaya balanr. Gnde 4-6 kere

eriyik alnr. Yksek frnda kullanlan hammaddeler yaklak olarak %5560 orannda sinter, %30-35 orannda

cevher ,%10-15 pelettir. Pik demirde %92-93 demir vardr. Geri kalan ise C, Si, Mn, P, S gibi elementlerdir.

Yksek frn d gvdesi bulunduu blgeye gre

kalnlklar deien (30 50 mm) elik sacdan imal

edilmitir. Frn ierisindeki reaksiyonlar sonucu oluan

snn gvde sacna zarar vermemesi iin gvde sac, frn

i ksmndan eitli kalitelerde refrakter tulalar ile

korunmaktadr. Yksek frn (ekil 5.1) u ksmlardan

olumaktadr;

1) Boaz (Throat)

2) Gvde (Shaft)

3) Bel (Belly)

4) Karn (Bosh)

5) Hazne (Hearth)

ekil 5.1. Yksek frnn ematik gsterimi


Frn st blgesinde an sistemi veya daha modern bir

sistem olan ansz tepe sistemi bulunmaktadr.

Hammaddeler frn st blgesinden bu sistemler vastas

ile ieriye gnderilmektedir. Malzemelerin ve gazn

snmas sonucu hacimlerinin artmas nedeni ile rahat bir

ekilde hareket edebilmeleri iin gvde ap aaya doru

genilemektedir. Gvdenin bittii yerde balayan ve dikey

eksende ap sabit olan bel (Belly) blgesi frnn en geni

blgesidir. Curufun ve metalin erimesi ve sonu olarak

hacimlerinin azalmas bu blgede balar. Karn (Bosh)

blgesi ters koni eklindedir. st ksm bel, alt ksm

hazne ile birlemektedir. Karn blgesinde erime ilemi ve

son curuf oluma ilemi tamamlanr. Eriyen metal ve

curuf, karn blgesinin altnda bulunan ve dikey eksende

ap sabit olan hazne blgesinde birikir. Frn ekil ve

blmlerinin lleri; alma metodu, hava scakl ve

kullanlacak malzeme cinsine gre deimektedir.

Malzemenin rahat hareketi ve yukarya kan gazn (ekil

5.2) malzeme ile frn ap boyunca temasnn ok iyi ve

dzenli olabilmesi iin bu llerin dikkatli belirlenmesi

gerekmektedir.

ekil 5.2. Yksek frnda arj ve scak hava

hareketi ile scaklk blgeleri

ekil 5.3. Yksek frn kesidi


5.2. Yksek Frn Yardmc Birimleri

Bir yksek frnda bulunan yardmc birimler;

1- Hammadde besleme sistemi

2- Frn st arj sistemi

3- Kmr enjeksiyon sistemi

4- Sobalar

5- Dkmhane

6- Kontrol odas

7- Soutma sistemi ve refrakterler

ekil 5.4. Yksek frn ve yardmc birimler

(1-sinter, 2-kok, 3-asansr, 4-besleme girii, 5-kok tabakas, 6-cevher ve flaks sinter/pelet tabakas, 7-scak hava

-curuf alm, 9-pik demir alm, 10-curuf arabas, 11-pik demir iin torpido arabas, 12-toz tutucu

(siklon), 13-scak hava frnlar, 14-baca, 15-frnlara hava besleyici, 16-toz kmr, 17-kok frn, 18-kok, 19-

yksek frn baca gaz borusu)

1- Hammadde besleme sistemi

Frnda kullanlacak hammaddelerin stokland, hazrland ve frna gnderildii nitedir. Bu nitede;

a- Hammadde silolar

b- Besleyiciler

c- Tayc bantlar

d- Tart hazneleri

e- Malzeme kovalar bulunmaktadr.

Kullanlan malzemelerin cinsine ve yksek frn retim kapasitesine gre hammadde silolarnn adet ve hacimleri

deiir. Her cins malzeme iin en az 1 adet silo bulunmaldr.

2- Frn st arj sistemi

an Sistemi :

Frnn st ksmnda ift an tertibat (byk an, kk an) vardr (ekil 5.5). Bu tertibat sayesinde arj frn

iine verilebilmektedir. Fakat bu arada gazlarn frndan darya ka nlenmektedir. Sistemin alma prensibi

basite u ekildedir:


Frna arj edilecek malzeme frn stne getirilerek

kk an zerine dklr ve malzeme kk an

zerine homojen bir ekilde yaylr. Bu arada teki

(byk an) kapal olur. Kk ann almas ile

birlikte malzemeler byk ann zerine dklr ve

kk an kapanr. ki an arasndaki basn frn i

basncna eitlendikten sonra byk an alr ve

malzeme frn ierisine dklr. Bu nceden

belirlenmi arj programna gre olur. Dkme ilemi

bittikten sonra byk an kapanr. Kk ann

tekrar alabilmesi iin anlar aras basncn tahliye

edilmesi gerekmektedir. arj edilen malzeme dzgn

bir ekilde dalmaldr. Bu ykselen gazlarn

dzgn dalm iin gereklidir.

Dalm modeli; kullanlan malzemenin byklne

ve dier fiziksel zelliklerine, frnn apna ve

asna ve arj yksekliine baldr.

ekil 5.5. kili an sistemi

Malzeme frn iine arj edildikten sonra yn oluturulduundan malzemenin dzgn arj edilmesi verimlilik,

yakt tasarrufu ve frnn dzgn almas ynnden ok nemlidir.

ansz tepe (Paul Wurth) sistemi :

Bu sistem dnyada kullanlmakta olan en son arj sistemidir.

Frn st silolar (1-3 adet), szdrmaz vafleri (alt-st), eitleme

ve tahliye valfleri, dili kutusu, malzeme kaps ve dner oluk bu

sistemin nemli blmlerini olutururlar. Frn zerine tanan

malzemeler uygulanacak arj programna gre sra ile silolara

boaltlr. Hazr olan silo ierisindeki malzeme frn ierisine

boaltlmadan nce st szdrmazlk valfi kapanr ve silo i

basnc frn i basncna eitlenir. Eitleme ilemi bittikten sonra

alt szdrmazlk valfi ve malzeme kaps sra ile alrlar. Silo

ierisindeki malzeme dner oluk vastas ile frn ierisine

dklr.

Malzemenin silodan dkl esnasnda dner oluk kendi ekseni

etrafnda dnd iin malzeme frn ierisine epeevre

yaylmaktadr. Ayrca dner oluk dikey ile 13 eit a

yapabilmektedir. Bylece malzeme frn duvarndan frn

merkezine doru istenilen miktarda datlabilmektedir.

Silo ierisindeki malzeme tamamen boaldktan sonra malzeme

kaps ve alt szdrmazlk valf sra ile kapanrlar. Silonun yeniden

malzeme alabilmesi iin i basncn atmosfer basncna eit

olmas gerekir. Bu nedenle arj ilemi bittikten sonra tahliye valf

aarak silo ierisindeki basn tahliye edilir.

ekil 5.6. ansz arj sistemi


3- Kmr enjeksiyon sistemi

Pulverize kmr enjeksiyonu (PCI), byk

hacimlerde ve toz halindeki kmr yksek

frna fleme yoluyla besleyen bir prosestir.

Bu proses, demir indirgenme ve metalik

demir retimini hzlandrr, ilave olarak

frnda kok tketimini azaltr. Her bir ton

kmr enjeksiyonu sayesinde 0.85-0.9 ton

metalurjik kok retiminden tasarruf

edilebilmektedir. Bylece ton scak metal

retimi bana 16-33$ maliyetler azalmakta,

bu da metal retim maliyetlerini yaklak

%4.6 orannda drmektedir.

ekil 5.7. Kmr enjeksiyon sistemi

4- Sobalar

Sobalar, yksek frnlarda kokun yanmasn salayan scak havann elde edilmesinde kullanlr. Kapasitelerine ve

imalat firmalarna gre tipleri deiik olan sobalar genel olarak iki blmden oluurlar:

Yanma hcresi Isnma hcresi

a) Yanma Hcresi

Yanma hcresi; gaz ve hava girii, seramik burner ve scak hava knn bulunduu bo bir hcreden oluur.

Ayr kanallardan geerek gelen gaz ve yakma havas bu blmde karr ve yanmaya balar. Sobalarda, yakt

olarak yksek frnlarn ve kok fabrikalarnn yan rn olan gazlar kullanlr. Yksek frn gaz kalorisinin

dk olmas nedeniyle verimli bir yanma elde etmek iin istenilen hava scaklk deerine bal olarak bu gazn

ierisine maksimum % 10 mertebesinde kok gaz kartrlr. Elde edilen bu gaz "karm gaz" olarak

adlandrlr. Sobalardaki karm gazn yakmak iin kullanlan hava yakma havas fanlarndan elde edilir.

b) Isnma Hcresi

Sobann bu blm checker tular olarak adlandrlan gzenekli tulalar, baca klar (2 adet) ve souk hava

giriinden oluur.

5- Dkmhane

Dkmhaneler sv pik ve crufun frndan alnd yerlerdir. Yksek frn retim kapasitesine gre saylar 1 ila

4 arasnda deiir. Dkmhanelerde bulunan ana sistem ve ekipmanlar unlardr.

a) Dkm ve curuf delikleri

b) Pik ve cruf kanallar

c) Dkmhane vinci

d) Dkm ama matkab

e) Dkm kapatma amur topu

a) Dkm ve curuf delikleri


Yksek frnda oluan ve haznede biriken sv pik ve curufun frndan tahliye edildikleri yerlerdir. Curuf

younluunun pik younluundan dk olmas sonucu haznedeki curufun pikin zerinde birikmesi nedeni ile

curuf delikleri yer olarak pik deliklerinin daha stnde bir blgede bulunurlar. Curuf delikleri ihtiya duyulduu

zaman alrken pik delikleri belirli periyotlarda alarak haznedeki sv pik ve curuf birlikte tahliye edilirler. Bu

nedenle pik delikleri Dkm Delii olarak adlandrlr. Haznede biriken pik ve curuf tahliye edildikten sonra

yeniden birikmesi amac ile dkm delii kapatlr. retim kapasitesi yksek olan (gnlk 10.000 ton gibi)

frnlarda 4 adet dkm delii bulunur ve srekli en az bir dkm delii ak bulunur.

b) Pik ve Curuf kanallar

Pik Kanal: Pik frndan tahliye edildikten sonra tayc aralar olan pota veya torpido arabalarna belirli bir

kanaldan geerek birikir. Bu kanallar scaklk ve anmaya dayankl refrakter malzemelerden hazrlanmtr.

Dkm deliinden curuf kanalna kadar olan belirli bir mesafede pik ve curuf birlikte akt iin pik kanal

dkm kanal olarak adlandrlr.

Curuf Kanal: Curufun younluunun pike gre daha dk olmas ve kimyasal yaps nedeni ile curufun