YILDIZ TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

YKSEK FIRIN LETMECLNDE OPTMZASYON

Metalurji ve Malzeme Mhendisi zlem AYDIN

FBE Metalurji ve Malzeme Mhendislii Anabilim Dal retim Programnda Hazrlanan

YKSEK LSANS TEZ

Tez Danman: Prof. Dr. Zeki ZMECOLU (YT)

STANBUL, 2005

ii NDEKLER Sayfa NDEKLER...................................................................................................................ii EKL LSTES .................................................................................................................v ZELGE LSTES ............................................................................................................vi NSZ...............................................................................................................................vii ZET ..................................................................................................................................viii ABSTRACT .......................................................................................................................ix 1. 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 3. 3.1. 3.1.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4. 4.1. 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.1.4. 4.1.4.1. 4.1.4.2. 4.1.4.3. 4.1.4.4. 4.1.4.4.1. 4.1.4.4.2. 4.1.4.4.3. 4.1.4.4.3.1. 4.1.4.4.3.2. 4.1.4.4.3.3. 4.1.5. 4.1.6. 4.1.7. 4.1.8. 4.1.9. 4.1.10. GR VE AMA ......................................................................................1 YKSEK FIRINLAR VE ALIMA PROSES ......................................3 Yksek Frndaki Reaksiyonlar ve Ergime.................................................4 Ergime Sahas .............................................................................................4 Karbon Alma Sahas...................................................................................4 Redksiyon Sahas......................................................................................4 Isnma Sahas..............................................................................................5 YKSEK FIRINLARA ARJ EDLECEK CEVHERLERDE ARANAN ZELLKLER VE VERME OLAN ETKLER .....................................5 Fiziksel zellikler ......................................................................................5 Tane Bykl .........................................................................................5 Mineralojik zellikler ................................................................................6 Cevherin Porozitesi ....................................................................................6 arjdaki Para Cevherin Mukavemeti ve Isya Dayankll ....................6 Cevherlerin Yksek Frndaki ime zellikleri ve Frna Olan Etkileri ..7 DEMR CEVHER NDE BULUNAN EMPRTELER .....................7 Zararl Empriteler .....................................................................................8 Silisyum Dioksit .........................................................................................8 Alminyum Oksit .......................................................................................8 Kkrt.........................................................................................................9 Alkaliler......................................................................................................9 Yksek Frnda Alkali Reaksiyonlar .........................................................10 Alkalilerin arj Malzemeleri zerine Etkileri ...........................................11 Alkalilerin Refrakterler zerine Etkileri....................................................11 Alkali Kontrol Metodlar ...........................................................................11 Alkali Girdisini Azaltma ............................................................................11 Malzeme Boyut Optimizasyonunu Salamak ............................................12 Alkali ktsnn Arttrlmas......................................................................12 Alkali Atmna Bazitenin Etkisi .................................................................12 Alkali Atmna Alev Scaklnn Etkisi.....................................................12 Alkali Atmna Tepe Scaklnn Etkisi ....................................................12 inko ..........................................................................................................13 Kurun ........................................................................................................13 Fosfor..........................................................................................................13 Titanyum.....................................................................................................14 Bakr ...........................................................................................................14 Krom...........................................................................................................14 ii

iii 4.1.11. 4.1.12. 4.1.13. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 5. 5.1. 5.1.1. 5.2. 5.2.1. 6. 7. 7.1. 7.1.1. 7.1.2. 7.1.3. 7.1.4. 7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.2.3. 7.2.4. 7.3. 8. 8.1. 8.2. 9. 10. 11. 11.1. 11.2. 11.3. 12. 12.1. 12.2. 12.3. 12.4. Nikel ...........................................................................................................15 Arsenik .......................................................................................................15 Kalay...........................................................................................................15 Faydal Empriteler ....................................................................................15 Kireta......................................................................................................15 Magnezyum Oksit ......................................................................................16 Manganez Oksitler......................................................................................16 EMPRTEL DEMR CEVHERLERNN FIRIN ARJINA HAZIR HALE GETRLMESNDE KULLANILAN CEVHER HAZIRLAMA TEKNKLER ............................................................................................18 Demir Cevherlerinin Sinterlenmesi ve Verimlilie Olan Etkileri..............18 Sinterin zellikleri .....................................................................................19 Peletleme ve Verim Arttrc Etkileri .........................................................19 Peletlerde Aranlan zellikler ....................................................................19 SATIN ALINAN CEVHERLERN ZELLKLER.................................20 KOKTA ARANAN ZELLKLER VE VERMLLE OLAN ETKLER ..................................................................................................20 Kokun Fiziksel zellikleri ........................................................................21 zgl Arlk.............................................................................................. 21 Gzeneklilik ............................................................................................... 21 Boyut Dalm ........................................................................................... 21 Mukavemet ................................................................................................. 21 Kimyasal zellikler.................................................................................... 21 Rutubet ....................................................................................................... 21 Kl .............................................................................................................. 22 Kkrt......................................................................................................... 22 Uucu Madde.............................................................................................. 22 zet Olarak Kokun zellikleri ................................................................. 22 DOLOMTN ZELLKLER...................................................................23 Kimyasal zellikler....................................................................................23 Fiziksel zellikler ......................................................................................23 KRETAI ............................................................................................... 23 OKSJENLE ZENGNLETRLM HAVA KULLANIMI...................23 YKSEK FIRIN LETMECLNDE ALKAL KONTROL............23 Yksek Frn Datas ve letme Snrlamalar ............................................23 Yksek Frn Datalarnn Kullanlmas ile Grafiklerin izilmesi ..............25 Yksek Frn Matematiksel Bantlarnn Kullanlmas ile Optimum letme artlarnn Aratrlmas .............................................................................36 TARTIMA................................................................................................44 Frna Girenler ............................................................................................49 rnler........................................................................................................51 Alkali Tehlike Seviyesinin Belirlenmesi....................................................51 Yksek Frn Datalar Kullanlarak Grafiklerin izilmesi ve Yorumlanmas ............................................................................................51 iii

iv 12.5. 12.5.1. 12.5.2. 12.5.3. 12.6. 13. 14. Demir Cevher ve Konsantrelerine Alkaliler ve Dier Empritelerin Azaltlmas Amacyla Klorlayc Buharlatrma Ynteminin Uygulanmas...............................................................................................55 Kalsiyum Klorrn Klorlayc Madde Olarak Kullanlmas.....................55 Alkali Klorrlerin Oluumu ......................................................................56 Alkali Klorrlerin Buharlamas ...............................................................57 Dofasco ve Ereli Yksek Frn Analiz Sonularnn Karlatrlmas.....57 GENEL SONULAR.................................................................................58 NERLER ................................................................................................60

KAYNAKLAR................................................................................................................... 61 ZGEM ....................................................................................................................63

iv

v EKL LSTES Sayfa ekil 2.1. ekil 5.1. ekil 11.1. ekil 11.2. ekil 11.3. ekil 11.4. ekil 11.5. ekil 11.6. ekil 11.7. ekil 11.8. ekil 11.9. ekil 11.10. ekil 11.11. ekil 11.12. ekil 11.13. ekil 11.14. ekil 11.15. ekil 12.1. ekil 12.2. ekil 12.3. ekil 12.4. ekil 12.5. ekil 12.6. ekil 12.7. ekil 12.8. ekil 12.9. ekil 12.10. ekil 12.11. Yksek Frnn ematik Resmi ve Yksek Frnda Meydana Gelen nemli Kimyasal Reaksiyonlar..................................................................3 Pelet Tesisi Akm emas ...........................................................................20 Baziklik-Curuftaki K2O Deiim Grafii...................................................25 Baziklik-Toplam Maden Deiim Grafii..................................................26 Baziklik-Cevher/Yakt Deiim Grafii.....................................................27 Baziklik-Curuf Hacmi Deiim Grafii .....................................................28 Baziklik-Curuftaki S(%) Deiim Grafii..................................................29 Baziklik-Madendeki S(%) Deiim Grafii...............................................30 Curuftaki (%)Mn/Madendeki (%)Mn-Curuftaki K2O Deiim Grafii.....31 Baziklik-Curuftaki (%)Mn/Madendeki (%)Mn Deiim Grafii ..............32 Curuftaki(%)Mn/Madendeki (%)Mn-Curuftaki (%)S/Madendeki (%)S Deiim Grafii ..........................................................................................33 Curuftaki (%)S/Madendeki(%)S-Madendeki (%)S Deiim Grafii ........34 Baziklik-Madendeki (%)Si Deiim Grafii..............................................35 Baziklik-Atlan Alkali Deiim Grafii .....................................................36 Giren Alkalinin Gne Bal Deiim Grafii ............................................38 Baziklik-Giren Alkali Deiim Grafii ......................................................38 Baziklik-Giren Alkalinin Curufla Atlan Yzdesi Deiim Grafii...........40 Hammaddelerdeki Alkali Miktarlar ..........................................................46 Ton Sv Maden Bana Sisteme Giren Alkali (Libre/TSM)-Gn Grafii.........................................................................................................49 Koktaki %K2O-Gn Grafii .......................................................................50 Peletteki %K2O-Gn Grafii......................................................................50 Curuf Baziklii-Giren Alkalinin Curufla Atlan Yzdesi Deiim Grafii.........................................................................................................52 Curuf Baziklii-Curuftaki K2O Yzdesi Deiim Grafii .........................52 Curuftaki (%)Mn/Sv Madendeki (%)Mn-Curuftaki %K2O Deiim Grafii.........................................................................................................53 Curuf Baziklii-Curuftaki(%)Mn/Sv Madendeki (%)Mn Deiim Grafii.........................................................................................................53 Curuftaki (%)Mn/Sv Madendeki (%)Mn-Curuftaki(%)S/Sv Madendeki(%)S Deiim Grafii...............................................................54 Curuftaki(%)S/Sv Madendeki(%)S-Sv Madendeki (%S) Deiim Grafii.........................................................................................................55 Alkalilerin Klorrleme Reaksiyonlarna Ait Standart Serbest Enerji ve Entalpi Deerleri ........................................................................................57

v

vi ZELGE LSTES Sayfa Demir Cevheri Boyutlar ............................................................................6 Erdemir 2. Yksek Frn (1-4) Ocak 2004 Yl Tablosu ............................45 arj Malzemelerindeki Alkali Miktar ve Yzdeleri 1 Ocak 2004..............46 Erdemir 2. Yksek Frn (3-6) ubat 2004 Yl Tablosu............................47 Erdemir 2. Yksek Frn (14-15) Ocak-(14-15) ubat 2004 Yl Tablosu .......................................................................................................47 izelge 12.5. Dofasco Yksek Frn emas ....................................................................49 izelge 12.6. Curuf ve Baca Gazyla Atlan Alkali Dalm Tablosu..............................51 izelge 3.l. izelge 12.1. izelge 12.2. izelge 12.3. izelge 12.4.

vi

vii NSZ

Bu tezin hazrlanmas srasnda ilgi ve yardmlarn esirgemeyen sayn hocam Prof.Dr.Zeki ZMECOLUna teekkr ederim. Tezimin hazrlanmas srasnda beraber alma ansna sahip olduum,her zaman yardm ve ilgisini esirgemeyen,bilgi ve tecrbesinden istifade ettiim sayn hocam Yard.Do.Dr.Nilgn GLERe teekkr bir bor bilirim.

vii

viii ZET

Minimum enerji kullanarak uluslar aras dzeylerinin lkemizde de retimi iin

pazarlarda geerli rn eitleri ile kalite yksek frnda optimizasyon almalar

yaplmtr.Daha nce yaplan almalar sonucunda retim srelerinin azaltld; igc verimlilii,rn verimlilii ve kalitede artn salanarak,harcanan enerjinin minimuma indirildii grlmtr.Bu almada gerekli optimizasyon koullar aklanm ve optimizasyonun retime etkileri belirlenmitir.Yaplan almalar ve sonular aada aklanmtr. Erdemir 2. yksek frn datalar kullanlm ve alkalilerin zararl etkilerinin azaltlmas amalanmtr.Yksek frn datalar olarak sinter,pelet,kok,cevher,kmr,manganez bileim ve miktarlar,curuf bileimi,sv maden miktar kullanlmtr.Bu curuf almada curuf bazikliinin(0,7558) drlmesiyle atlan alkali(2,03 kg/TSM) miktarnn ve retilen pik miktarnn(4657 ton/gn) artt bulunmutur.Yine ve bazikliinin(0,7558) %Mn miktarnn drlmesiyle,curuf hacminin(215,70Kg/TSM) madendeki

azald,cevher/yakt orannn artt(3,04),madendeki S miktarnn snrlar amad(%0,08), ve Si miktarnn(%0,687) snrlar getii bulun mutur. Curufla atlan alkali,retilen sv maden ve cevher/yakt orannn arttrlmasyla;curuf hacminin azaltlmasyla retim veriminin artt belirlenmitir. Bu almalar sonunda (0,7558) baziklik,retilen sv maden miktar(4657ton/gn),curuf hacmi(215,70Kg/TSM),Cevher/yakt oran(3,04),madendeki S miktar(%0,08) ve Si miktar(%0,687),atlan alkali(2,03kg/TSM) optimum artlar olarak belirlenmitir.Giren alkalinin curufla atlan yzdesi %40-70 arasnda deimektedir.Alkali miktarnn kok ve sinterde yksek olduu belirlenmitir. Anahtar Kelimeler: Yksek Frn, Demir Cevheri, Curuf, Alkali, Pelet

viii

ix ABSTRACT

An optimization study has been performed with respect to the blast furnace to be employed for manufacturing various sought-after products worldwide at international recognized quality levels by using minimum energy. Previous studies have shown that production processes were reduced, energy consumption was minimized, and at the same time, labor productivity, product efficiency and quality were increased proportionally. In this study, required optimization conditions were explained and impact of optimization on production phases was clarified accordingly. The studies performed and their results are explained below. Data pertaining to the 2nd blast furnace of Erdemir were used and reduction of the harmful effects of alkali was intended. As blast furnace data we used the characteristics of the compounds and amounts of sinter, pellet, coke, ore, coal, manganese, and amounts of slag compound and hot metal. In this study it was revealed that the amount of slag removed (2, 03 kg/TSM) and the amount of hot metal (4657 tons/day) produced were increased by decreasing the basic slag (0, 7558). Again, it was determined that, as a result of reducing the basic slag (0,7558); the slag volume (215,70 kg/TSM) and the ratio of Mn (%) in the metal decreased, ore/fuel ratio (3,04) increased, ratio of S (0,08%) in the metal did not exceed the limits but the ratio of Si (0,687%) in the metal exceeded the limits. It was determined that the production efficiency was increased by increasing the quantity of alkali removed with slag, the hot metal produced and ore/fuel ratio, and by decreasing the slag volume. As a result of these studies, the following were found to be the optimum conditions: basic slag (0, 7558), amount of hot metal produced (4657 tons/day), slag volume (215, 70 kg/TSM), ore/fuel ratio (3, 04), ratio of S (0, 08%) and Si (0,687%) in the metal and the alkali removed (2, 03 kg/TSM). The ratio of the alkali removed within the slag as percentage of the alkali inputted varies between 40-70%. It was determined that the amount of alkali in coke and sinter was high. Key words: Blast Furnace, Iron Ore, Slag, Alkali, Pellet

ix

1 1. GR VE AMA Demir-elik sektr gelimi ve gelimekte olan lkelerin milli gelirlerinde nemli bir paya sahiptir ve kii bana elik tketimi lkelerin gelimiliinin bir gstergesidir. Gelimi lkelerde elik tketimi 400-600 kg/kii/yl civarnda olup, lkemizde bu rakam 200 kg/kii/yl dolayndadr. Demir cevherlerinden demir tenr yksek olanlar, yksek frna dorudan arj edilebildii gibi, tenr dk, emprite oranlar yksek olanlar ise eitli cevher zenginletirme ilemlerinden sonra, gerekirse aglomera edilerek kullanlrlar. Demir cevheri genel anlamda belirli demir tenrne sahip, bileiminde iletmecinin kabul edebilecei oranlarda baka mineraller ve elementleri ieren demir mineralleri bileii olarak tanmlanabilir. Yksek frnda, demir cevherlerinden balayarak ham demir retiminin gerekletirilmesinde retim hz, retim verimi, rn kalitesi ve ekonomiklik gibi nemli unsurlar kullanlan hammaddelerle,zellikle de retimin temel girdisi olan demir cevherlerinin kalitesi ile yakndan ilgilidir. Demir cevherlerinin yksek frn koullarnda istenen fiziksel zelliklere (boyut, porozite, mukavemet v.s) sahip olmas kaydyla, demir tenr ne kadar yksek ve emprite, oran ne kadar dkse,yksek frndan elde edilecek verim ve ekonomi de ayn ekilde yksek olmaktadr.Demir cevherlerinde bulunan empriteler, yksek frndaki indirgeyici artlar altnda farkl davranlar gsterirler. Al2O3, Ca O, MgO gibi empritelerin bir ksm yksek frn koullarnda indirgenmedikleri iin dorudan curuf bnyesine geerler. P, Cu, Ni gibi empriteler tamamen, Si, Ti, Mn, Cr, V gibi empriteler ise ksmen indirgenerek sv ham demir bnyesinde yer alrlar ve belirli snrlarn zerinde ham demir kalitesini olumsuz ynde etkilerler. Bu gruptaki empritelerden Cu, Ni, Co, Sn, Pb daha sonraki elik yapm prosesleri esnasnda da giderilememekte ve giderek artan miktarlarda elik bileiminde yer almaktadrlar. Alkali (Na, K) bileikleri yksek frn koullarnda ksmen, ZnO ise tamamen indirgenir. Ancak bunlarn indirgenmesi sonucu aa kan rnler buharlap youarak frn ierisinde dolarlar ve frnn alma dzenini bozarlar. Alkaliler yksek frna cevher sinter, pelet, curuflatrc ve kok ile silikat bileikleri eklinde girerler. Frna giren alkalilerin bir ksm curuf ve baca gazlar ile frn terkederken, byk bir ksm frn haznesinde yksek scakln etkisiyle indirgenerek buharlarlar. Buharlaan alkaliler, frn ierisinde ykselerek frnn dk scaklk blgelerinde, alkali bileiklerine dnerek kat arja geerler ve ksmende frn duvarlarnda younlarlar.Bylece yksek

2 frna giren alkalilerin byk bir ksm frn ierisinde kalarak dolama katlr. Frn duvarlarnda zamanla biriken alkaliler, frn ierisinde asklanmalara neden olarak arj malzemelerinin ve gazn ak hzn drerek frnn alma dzenini bozarlar. Ayrca kok tketimini arttrarak frn verimliliine olumsuz etki ederler.Frn ierisinde dolaan alkaliler arj malzemelerinin ime ve paralanmalarna, ayrca frn refrakterlerinin anmasna neden olurlar. Yksek frnda alkali problemleri iki ekilde zlebilir: Yksek oranda alkali ieren cevherlerin, dk alkali ieren cevherlerle harmanlanmas, alkalisi yksek cevherlerin, cevher hazrlama yntemleri ile alkali oranlarnn drlmesi, kok orannn drlmesi veya alkalilerin konsantreden kimyasal yolla giderilmesi gibi ilemlerle yksek frna alkali girdisi en aza indirilebilir.Yksek alkali girdisi ile allma durumunda ise yksek frn parametreleri deitirilerek rnein curuf hacminin arttrlmas, curuf bazikliinin drlmesi, frn scaklnn ve basncn kontrol edilmesi ile yksek frndan curuf ile alkali giderimi arttrlabilir(Aydn,1987). Yksek frnla ilgili daha nce yaplm baz almalar unlardr:Toz halindeki yksek frn curufundan tula yapm zerine allm ve curuf,kum ve kire karmndan elde edilen bu tulalarn daha az enerji harcanarak retildii ve yksek kalitede olduu belirlenmitir(Malhotra,1996).En uygun zellikte curuf oluumu iin tyerlerden yksek frna flax enjeksiyonu zerine allm.Bu ilem sonucunda bosh blgesindeki curuf miktarnn azalmas ve curufta yeterli bazikliin salanmasyla retimde verimlilik art salanmtr(Tang,1999).Yksek frndaki alkali kapasitesi ve optik baziklik korelasyonu zerine allmtr(Y.D.,2000).Yksek frn curufunun alkali kapasitesi ve fiziksel zellikleri zerine allmtr(Dieter,2004).Yksek frnn fiziksel ve kimyasal zellikleri zerine allmtr(Fehling,2000).Dk baziklikte pelet arj edilerek yksek frnda ergitme prosesinin gelitirilmesi zerine allmtr(Gorbachev,2003). Yksek frn operasyonlarnda Al tekniklerinin uygulanmas zerine allmtr(Toshio,1992).elik yapm rn olan curuflarn ve demirin tekrar kullanm zerine allmtr(Hiroaki,1993).Yksek frn prosesinde arj hesab iin optimizasyon modelinin kullanmna allmtr (Andersson,2004).

3 Bu almada, Erdemir 2. yksek frnda alkalilerin zararl etkilerinin minimuma indirilerek; retim verimliliinin arttrlmas,frn iletme giderlerinin drlmesi amacyla yksek frn datalar ve iletme snr deerleri kullanlarak optimizasyon yaplmtr. 2. YKSEK FIRINLAR VE ALIMA PROSES: Yksek frn 20-30 m yksekliinde ii atee ve ergiyen maddelerin etkilerine dayanabilen, tulalarla rlm ve tersine kapatlm iki kesik koni ekline benzeyen frn olarak tarif edilebilecei gibi, st ksmnda oksitli cevher, flaks malzeme ve kok arj edilen refrakter tulal basn odas eklinde de tanmlanabilir. Frna yklenen malzeme yukardan aaya indike s nedeniyle genleeceinden, frn gvdesi aaya genileyecek ekilde yaplmtr. Yksek frnlarn i hacmi genellikle 250-850 M3 arasnda bulunmaktadr. Ortalama olarak 1 M3 frn hacmi iin 24 saatte 0.5-1.4 ton ham demir elde edilmektedir../5/. 1ton ham demir elde etmek iin,ortalama 450-650 Kg civarnda kok ilave etmek gerekmektedir. 1 ton kokun yanmas iin ocaa verilen hava yaklak 3000 M3 'tr(Savakan 1999).

ekil 2.1 Yksek frnn ematik resmi ve yksek frnda meydana gelen nemli kimyasal reaksiyonlar(Savakan 1999).

4 2.1. Yksek Frndaki Reaksiyonlar ve Ergime Yksek frna demir oksit halinde giren cevher, yksek s karsnda oksijen ve demire ayrarak oksijeni karbonla birleip CO ve CO2 gaz halinde yukar ykselir. Demir de erimi olarak altta toplanr. Yksek frnda redksiyonun tam olabilmesi, yani cevherdeki oksijenin tamamnn ayrlabilmesi iin, ocaa gerekli olan miktardan fazla karbon ilave edilir. Bu ekilde arta kalan bir ksm karbonda erimi haldeki madene karr. Frna alttan giren hava ve ocak iinde ayran gazlar yukar ykseldike reaksiyon deitiinden, frn iindeki reaksiyon sahalarn da alttan yukar doru ayrmak daha uygun olacaktr. 2.1.1. Ergime Sahas: Frn alt hava pskrtme deliklerinden giren scak havann yardm ile yanan karbonun ss aa ininceye kadar redksiyon ile (Fe) demir ve demir karbr (Fe3C) haline geen madeni ve cevherden ayrarak katk malzeme ile birleen kalsiyum silikat (2CaO.Si02) eriterek akar hale getirir.Erimenin olduu bu ksma, ergime sahas ad verilir. Frndaki kok kmr, hava pskrtme tyerlerinden giren scak havann oksijeni ile birleerek btn karbonu yakarak karbondioksit oluturur.Biraz ykselen CO2 gaz tekrar kzgn koka rastlayacandan onun karbonunu alp karbonmonoksit (CO) haline geer. Alttan yukar ykselmeye alan bu (CO) karbonmonoksit gaz demir cevheri iindeki demir oksidin redksiyonunu salar. Bu ksmn scakl ortalama 1700C' dr(Yenieri 1991). 2.1.2. Karbon alma sahas: Redksiyon sahasnda cevherin ayrmas ile oluan demirin bir ksm bu safhada aadan yukar ykselen CO gaz ile birleerek 2CO+3Fe=Fe3C+CO2 demr karbr (Fe3C) haline geer ve birleme denkleminde de grld gibi CO gaz ayrr.Demirin karbon ile birlemesinden dolay bu sahaya da karbon alma sahas ad verilir.Karbon alma sahasnn ortalama s derecesi 1200 C'dr. 2.1.3.Redksiyon Sahas: Yukardan aa snarak redksiyon sahasna giren cevher, reaksiyona geer.Is derecesi 500-900 0C olan bu blgedeki reaksiyonu u denklemler ile ifade etmek mmkndr: CO2 + C = 2CO CO + 3 Fe203 = 2Fe304 + CO2

5 CO + Fe3O4 = 3FeO + CO2 CO + FeO = Fe + CO2 Redksiyon sahasnda cevherden CO vastas ile ayran demir, kat haldedir. Yukarda bahsedildii gibi, karbon alma sahasndan geip erime sahasna girdikten sonra oradaki yksek s derecesi ile akar hale gelir.Yukardaki denklemde ayran CO2 gazlar, st tabakadaki kmrlerin arasndan geerken tekrar C alarak,karbonmonoksit gaz haline geer. CO2 + C = 2 CO Ocaa verilen kireta da bu sahann ss ile yanm kire (CaO) ve CO2 karbondioksit gazna ayrr.Bununla birlikte cevherle beraber bulunan silis (SO2 ), bu sahada ayran demirle beraber o da serbest kalp CaO ile birleerek aa iner. CaC03 = Ca 0+ CO2 2.1.4.Isnma Sahas: Is derecesi 200-500 oC arasnda olan bu sahada, aadan scak halde ykselen CO, C02 ve havann azot gaz ile ocaa doldurulan cevher, kmr ve katk malzeme ile birlikte snma devresi geirir(Yenieri,1991). 3. YKSEK FIRINLARA ARJ EDLECEK CEVHERLERDE ARANAN ZELLKLER VE VERME OLAN ETKLER: Yksek Frn iletmeciliinin gelitirilmesinde retim hz, retim verimi, rn kalitesi ve ekonomiklik gibi nemli zellikler, kullanlan hammaddelerle yakndan ilgilidir.Demir cevherlerinin yksek frnlarda kullanlabilir olmalar cevherlerin fiziksel ve kimyasal zellikleri ile saptanmaktadr. 3.1.Fiziksel zellikler: 3.1.1.Tane Bykl: Yksek frna arj edilecek malzemelerin boyutlar kok kullanm orannn drlmesinde ve verimin arttrlmasnda nemli rol oynamaktadr. arj malzemesinin boyutlarnn farkll ne kadar az olursa, frn ssnn artmasnda ve arj malzemesinin ierisindeki gaz geirgenliini hzlandrmasnda en yksek verimi salar. arj malzemesinin ierisindeki ince boyutlu taneciklerin artmas yksek frn gaz geirgenliini drmekte, frn baca gazlarna toz kayplarn artrmakta ve retimi olumsuz ynde etkilemektedir. Ayrca ebatlarn belirli boyuttan daha byk olmas halinde cevher kitlesinin tamam redklenme imkan bulmadan curufa geecei iin curuf ierisindeki demir kayplar artacaktr.

6 Belirli limitler ierisinde kalmak kayd ile para demir cevherinin ortalama boyutu kldke, zgl yzey alan, dolaysyla kat/gaz temas yzeyi artmakta ve indirgenmesi kolaylamaktadr. Bu bakmdan heri iki etkenin optimal para demir cevherleri iin 20-50 mm st snr, 5-10 mm de alt snr olarak kabul edilmektedir(Erol,1995). Dnyada bir ok lkede yaplan deneyler sonucunda yksek frna arj edilecek demir cevheri ebatlar aadaki ekilde olduu gibi saptanmtr. izelge 3.1 Demir cevheri boyutlar N PELET SNTER PARA CEVHER 3/16-3/4 3/16-11/4 3/8-11/4 Cm 0,476-1,9 Cm 0,476-3,17 Cm 0,95-3,17 Cm

Sonu olarak ; homojen olmayan farkl fiziksel boyutlardaki malzeme arj sonucunda, gaz aknda dzensizlikler meydana gelir. Bu dzensizlik retim kayplarna, kok kullanm orannn ykselmesine ve pik kalitesinin bozulmasna sebep olur. 3.2.Mineralojik zellikler Genel olarak demir cevherlerinin mineral cinslerine gre redklenme kabiliyetleri en kolay olandan en g olana doru sralanacak olursa limonit,hematit,gotit,pelet,sinter,manyetit olduu grlmektedir. 3.3. Cevherin Porozitesi (Gzeneklilii) Gzenekli cevherler, gzeneksiz cevherlere gre daha hafif gelmektedir. Bu nedenle gerek sinter retiminde ve gerekse yksek frnda hacim ynnden daha fazla yer igal edecei ve buna karlk daha az tonajda retim yaplaca iin retim dmesine neden olurken, yksek frnda gzeneksiz cevherlere gre daha ksa zamanda indirgenecei iin zamandan kar salar. 3.4. arjdaki Para Cevherin Mukavemeti ve Isya Dayankll Yksek Frna arj edilecek para cevherlerin arj edilinceye kadar tozlanmamas gerekmektedir. Yksek frn arj malzemesinin anmaya dayankl, fazla tozlu olmayan ve yk tayabilen zellikte olmas istenmektedir.arj malzemesinin tozlanmas yksek frn ierisinde gaz geirgenliini, gaz kullanmn ve dolaysyla demir kalitesini etkiler. Yaplan

7 denemeler sonucunda % 1 'lik tozlanma Yksek frn hacminde % 1.3'lk hacim daralmasna neden olmaktadr. Dnyada kullanlan eitli nitelikteki para demir cevherleri, sinterler ve peletlerin ASTM tambur testi sonular aada gsterilmitir. Test Numunes Para Manetit cevheri Para Hematit cevheri Sinter Pelet 60,0-80,0 85,0-96,0 % + 6.3 mm 59,8-97,6 69,0-93,6 5,0-10,0 3,0- 7,0 %-30 mesh 1,8-28,0 5,3-21,6

Peletler iin yk altnda krlma mukavemeti nemlidir. Krlma mukavemetinin ortalama olarak 250 Kg/Pelet den yksek olmas istenilir. 3.5. Cevherlerin Yksek Frndaki ime zellikleri ve Frna Olan Etkileri Yksek frnlardaki indirgenme srasnda meydana gelen bzlme veya imenin, belirli oranlardan fazla olmas halinde frn retimini aksatr ve alma dzenini bozar. ime zellii daha ok yksek frna yklenecek peletler iin sorun olabilmektedir. ime endeksi %20'yi gemeyen peletlerin yksek frnda sorun yaratmad,%20-%40 arasnda olan peletlerin yksek frn arjna arlk olarak en ok %65 orannda katlabilecei, %40'n zerindeki peletler iin frn arjnn %65'den az pelet iermesi ve ykleme hznn yava olmas hallerinde bile yksek frnlarn dzensiz alt grlmtr. 4. DEMR CEVHER NDE BULUNAN EMPRTELER Yksek frna demir ieren hammaddeler (cevher, sinter ve pelet), curuf yapc hammaddeler ve kok arj edilmektedir. arjdaki demir mineralleri yksek frn koullarnda indirgenerek sv ham demiri, gang minerallerinin byk bir ksm ise curuf yapclarla birleerek sv curufu oluturmaktadr. Frnda s, kokun tyerlerden flenen n stlm hava ile yanmas sonucu meydana gelmektedir. arjda Mn, Si, P, S, Zn, Ti, Pb, Cu, As, Sb, Sn, Cr elementlerinin bileikleri ve alkali metaller de bulunabilmektedir. Bu elementlerden bazlarnn (rnein inko ve alkali metaller) firn ierisinde skaffold oluumu ve astar mrnn azalmas gibi zararl etkileri olmaktadr. Bazlarnn (rnein P ve S) sv ham demire yksek miktarlarda gemesi durumunda retilecek eliin mekanik zellikleri olumsuz etkilenmektedir.

8 Empriteler cevher zenginletirme metotlar ile ayklanabilir olmakla birlikte baz hallerde empritelerin ayklanmas ekonomik olarak mmkn olmayabilir. n zenginletirme ilemindeki ama, empriteleri minimize etmek ve bylece hem nakliye masraflarn azaltmak ve hem de ergitmeye girecek malzeme iin optimal kaliteyi elde etmektir. Silis, Alumina ve Kalker gibi baz empriteler dier demir d maddeleri (empriteleri) ergimi demirden ayrmada faydal olurlar.Ancak bununla birlikte demir elik reticileri yksek tenrl ve empritesi az olan cevherleri kullanmay ve faydal empriteleri gerektii zaman kontroll bir ekilde ilave etmeyi veya empriteli cevherleri arj harmanna belirli oranlarda kartrmay tercih etmektedirler. Cevherler ierisinde bulunan empritelerin belli balcalar Si02,AI2O3 , S, Cu, As, Ti, P, Na , R2O, Pb, Zn gibi bileiklerdir. Zararl ve faydal empritelerin yksek frnlardaki etkileri ayr ayr aada aklanmtr. 4.1.Zararl Empriteler 4.1.1. Silisyum Dioksit Demir cevherlerinin en nemli gang malzemelerinden biridir.Yksek frnda curuf yapc malzemenin belirli oranlarda kartrlmasyla demir cevherlerinden ayrlr.Cevher iindeki SO2nin fazlal ergitme srasnda fazla miktarda curufun olumasna yol amaktadr.Oluan curuf hem silisler hemde silisi ntralize etmek iin ilave edilen kire tandan ileri gelmektedir. Yksek frna arj edilen cevherler iinde fazla miktarda silis bulunmas hallerinde sz konusu silisi curufa karabilmek iin silisi ntralize etmek iin katlan kireta ilavesiyle curuf hacmi artacaktr. Fazla curuf, yakt sarfiyatn arttrr. Dk tenrl cevherlerin bnyesinde fazla miktarda silis bulunduundan arj esnasnda fazla kireta kullanmak gerekmektedir. Bu nedenle dk tenrl cevherlerden meydana getirilen arj harmanlarn kullanmak ounlukla ekonomik olmamaktadr. Ereli Demir elik fabrikasnn artlarna gre demir cevheri ierisinde S02 yzdesinin % 10-17 arasnda deimesi halinde her % 1 silis iin 52 kg. CaCO3 ve 28 kg. kok artna sebep olan ilave arj malzemesine neden olmaktadr. 4.1.2. Alminyum Oksit (AI2O3) Fazla Almina ieren cevherler, slanmas halinde yapma zelliine sahip olmas nedeniyle yklenmelerde ve boaltma ilemlerinde iletme glklerine neden olmaktadr.Cevher ierisinde serbest halde olduu iin, ykama ilemi ile giderilebilir zelliktedir. Yksek frn iletmecilii esnasnda almina curufa geer ve alminann anfoterik zelliine bal olarak

9 curufun asit veya bazik zellikte olmasna etki eder. Kok kullanan frnlarda curuf iindeki almina miktar %8-% 15 civarnda olmaldr.Bu takdirde almina bazik curufun akkanln artraca iin arj iindeki kkrtn ayrlmasn salar. 4.1.3. Kkrt Yksek frnda pik demire geecek (S) miktarnn ok kk miktarlar bile elik iin ok zararldr.Kkrtl cevherler, genelde cevher zenginletirme yntemleriyle kkrt giderildikten sonra yksek frna arj edilmektedir.Cevher zenginletirme ilemi yaplmayan cevherler yksek frna direkt olarak arj edilmezler. Sinterleme ilemi yaplarak (S) yakldktan sonra yksek frna verilirler. nce taneli cevherlerin (toz cevherler) sinterlenmesi ok etkili bir kkrtten temizleme tekniidir. Pirit, protin gibi fazla kkrtl cevherlerin kkrt yzdesi, bu teknikle % 1,01 in altna drlebilir. Sinterleme esnasnda (S) yakt grevini de stlendii iin yakt harcamas kkrtsz toz cevhere gre daha azdr. Gerek zenginletirme ve gerekse sinterleme teknikleri ile her iki ekilde de cevher iindeki (S) giderimi yaplm olsa bile yksek frn iine arj edilen malzemeden yine de bir miktar (S) girmektedir. Yksek frna giren (S)n arj iine konan kalker, mangan cevherleri ile giderilmesine allr. Bnyedeki (S)'n bir miktar yanarak gazlarla havaya karr (arjdaki kkrtn yaklak %4-6 s kadar). Geriye kalan arjdaki kkrt miktar ise curuf ve pik demir arasnda dalr. arj iindeki kkrtn sv madene gemeden curufa geirilebilmesi iin, bazik bir curuf, yksek scaklk ve fazla miktarda curuf yapm teknii ile yksek frnn altrlmas gerekmektedir. Kkrtn bu ekilde giderilmesini snrlayan faktrlerden ise s ve baziklik dereceleri olmaktadr.Bazik yksek frn curufundaki (S) miktar, azami %3 civarndadr (Yenieri,1991). 4.1.4.Alkaliler Alkaliler(Na2O,K2O) frn ierisinde indirgenmezler ve demir zerinde hibir etkileri olmaz ancak iletme problemlerinin olmasna neden olurlar(Habashi,1997).Alkaliler yksek frna arj malzemeleriyle girmekte, curuf ve baca tozuyla atlmaktadrlar.Alkalilerin neden olduu problemler iki metodla zlebilir. Birincisi uygun bir cevher harmanlama ile alkali girdisinin azaltlmas; ikincisi curuf bazitesinin drlmesi, curuf hacminin arttrlmas, tepe scaklnn arttrlmas ve CaCI2 gibi temizleyiciler kullanarak alkali atmnn arttrlmasdr(Erol,1995).

10 4.1.4.1.Yksek Frnda Alkali Reaksiyonlar (1,2,3) Frna, arj malzemesi ile giren alkaliler, frn tulalarna yaparak duvar yapar ve asklanr; dolaysyla yksek frn alma hacmini azaltr.Yapm olduu tulalar tahrip eder ve kok sarfiyatn arttrr.Alkaliler, arj malzemeleri ile birlikte silikat halinde frna girerler ve yksek scaklk blgelerinde (1700 oC) paralanrlar. 2K2(Na2)SiO3 + 6C = 2K(Na)(g) + 2Si + 6CO(g) [1]

ndirgenemeyen alkali silikatlar curufa geerler. ndirgenen alkaliler gazla birlikte ykselirken azot ve karbonla reaksiyona girerek alkalisiyanit olutururlar. 2K(g) + 2C + N2 = 2KCN (g) [2]

Oluan KCN 1650 oC'de younlaarak bir ksm shaft blgesinde duvarlara yapr frn gvdesinin alt ve orta ksmlarnda ve tyer blgelerinde genellikle almina silikat tulalar kullanldndan bu blgedeki tula atlaklar iine ve hatta yapsna nfuz eder. Tulalarn yapsna giren alkaliler tulann mekanik mukavemetini drrler. Alkaliler, oksitleyici ortamda gaz halindeki alkaliler ile birlikte aadaki reaksiyonlara gre oksitlenerek alkali karbonatlar olutururlar(Erol,1995). 2K(Na)(g) + 2C02(g) = K2(Na2)C03 + CO(g) [3] [4]

2K(Na)CN(s) +4C02(g) = K2(Na2)CO3 + N2{g) + 5CO(g)

Sodyum ve potasyum karbonatlar srasyla 850 ve 901 oC scaklk blgelerinde younlap sv hale dnerek arj malzemelerinin zerine yaprlar ve aaya doru tekrar inmeye balarlar, yeteri scakla ulatklarnda tekrar gazlaarak sirklasyonu devam ettirirler. K2(C03) + CO = 2K(g)+ 2C02 [5] ndirgenemeyen karbonatlarda tpk silikatlar gibi crufa karrlar ve frndan atlrlar.Alkali birikimi ve sirklasyonu frnn 700-1200 oClik blgesinde olur. Bu yksek frn tulalarna en fazla etki ederler. Alkaliler demir cevherlerinin fiziksel zelliklerine etki ederek onlarn paralanmasna neden olurlar. Paralanma sonucu gaz geirgenlii azalacandan frnn alma temposu bozulur.Alkaliler demir cevherlerinde olduu gibi kok ve peletler zerinde de etkili olmaktadr.Malzeme ierisinde biriken alkaliler kok retimi esnasnda katalizr grevi yapar ve reaksiyonu daha dk scaklktaki blgelere tar. Bunun sonucu olarak kok mukavemeti der ve sarfiyat artar.(Demir Yataklar Sempozyumu Bildiriler Kitab,2005) 2K+2C+N2= 2KCN [6]

K2C03 +4C+N2= 2KCN +3CO [7]

11 Ayrca kok klnde bulunan Al203 ve Si02 ile K ve Na buharlar bileke yaparak ergime scaklklar dk olan silikatlar oluturur. Bu durum koka plastik zellik kazandrr. 1200 0C kok paralarnn hacmi %40 civarnda artrr ve kokun paralanmasna sebep olur.Alkalinin pelet zerindeki etkileri ise dk scaklkta paralanmasna sebep olur(Erol,1995). 4.1.4.2. Alkalilerin arj Malzemeleri zerine Etkileri Aratrmalar alkalilerin sinter ve peletin gazlama zellikleri zerine byk etkileri olduunu ve bundan dolay frnn geirgenliinin dtn gstermitir. Aynca alkaliler sinterin krlma ve peletin genileme zelliini de olumsuz ynde etkilemektedir.Aratrmalarda alkalilerin duvarlarn etkisi sonucunda ve kokun sktrma gazlamasnn kuvvetleri iki ya da kokun kat artt gzlemlenmitir.Kokun zerine yapan alkalilerin kokun reaktivitesini arttrarak hcre zayflattn karnda paralanmasn hzlandrdn dolaysyla frn geirgenliini azaltp, frn i basncn arttrp asklanmaya neden olduunu tespit edilmitir. 4.1.4.3. Alkalilerin Refrakterler zerine Etkileri Refrakterin anmasnn ana nedeninin gaz halindeki alkalinin refrakterlerin iine girmesi olduu tespit edilmitir. Alkalinin burada almina silikat oluturmas ve bunun genlemesi refrakterlerin atlayp krlmasna neden olmaktadr. 4.1.4.4. Alkali Kontrol Metodlar Yksek frnlara arj edilecek malzeme iindeki alkalilerin bulunmas hallerinde; Btn bu olumsuzluklar ortaya karan problemleri azaltmak anacyla yksek finnlarda yaplan almalar sonucunda unlar tavsiye edilebilir: 1.Alkali girdisini azaltmak;Yksek ve dk alkalili malzemeler kartrlarak alkali girdisi drlmeli,alkali girdisi gnlk kontrola tabi tutulmal. 2.arj malzemesinin boyut optimizasyonunu salamak. 3.Alkali ktsn arttrmak; iyi bir s dengesi salamak, curuf bazitesini drp miktarn arttrmak ve dk alev scaklnda almak. 4.1.4.4.1. Alkali Girdisini Azaltmak Alkali girdisinin en byk kayna olan sinterin, alkali miktarn azaltmak iin sinter harmanndaki baca tozu azaltlmal hatta hi kullanlmamaldr. Toz cevher sahalarnda dk alkalili cevherler kullanlmaldr.Frna sinterden giren alkaliyi azaltmann bir yolu da sinter

12 miktarn azaltmaktr. Sinterdeki alkalinin yksek olduu dnemlerde sinter yerine alkalisi daha dk olan pelet kullanlabilir. Para cevherden ve koktan gelen alkalilerin azaltlmas iinde yine para cevher harmannda ve kmr harmannda dk alkalili para cevher ve kmr kullanlmaldr. 4.1.4.4.2. Malzeme Boyut Optimizasyonunu Salamak Sinterdeki ve koktaki toz miktar son derece dk olmaldr. nk gaz halindeki alkali bu paracklar nce birbirine daha sonrada finnn i duvarlarna yaptrarak kabuk oluumuna neden olmaktadr. Sinterdeki toz miktarn azaltmak iin sinterin bazitesi drlerek mukavemeti arttrlabilir. 4.14.4.3. Alkali ktsnn Arttrlmas 4.1.4.4.3.1Alkali Atmna Bazitenin Etkisi Alkalilerin byk ksm curufla atlmaktadr. Baziklik ne kadar yksek tutulursa, curufa o kadar az alkali geer. Asidik curuflarda S02 yksek aktiviteye sahip olduundan alkali silikatlar oluturur ve alkalileri bazik curuflara gre ok daha fazla tutarlar. Ca ve Mg silikatlar Na, K silikatlarna gre daha dayankldr. Onun iin CaO artmas curufun alkaliyi silikatlara balama zelliini azaltmaktadr.Bazite azaldka curuftaki alkali miktar artmaktadr. Alkali atmn arttrmak iin bazite dk tutulmaldr. Curuf bazitesini drmenin yolu frna akmakta ilavesi yada sinter bazitesinin azaltlmasdr.Ayrca CaCl2 ilavasiyle de alkali atm salanabilir. Baziklikte alan bir frnda curuf ile birlikte alkalilerin atlma oran %50 civarndadr. 4.1.4.4.3.2. Alkali Atmna Alev Scaklnn Etkisi Alev scakl azaldka curuftaki alkali miktar artmaktadr. Alev scakl, hava scakl ve rutubetle oynayarak ayarlanabilir. 4.1.4.4.3.3. Alkali Atmna Tepe Scaklnn Etkisi Tepe gazyla atlan alkali miktar tepe scakl attrlarak ykseltilebilir.Tepe scaklnn artmas ile tepe gazyla atlan alkali miktar artmaktadr. Tepe scakl cevher/ kok orannn drlmesi ve frnn merkezden altrlmas ile arttrlabilir. zet olarak alkalilerin, yukarda bahsedilen zararl etkilerini azaltmak iin: i) Alkali girdisi azaltlmaldr. ) arj malzemelerinin kalitesi arttrlmaldr.

13 ili) Curuf bazitesi drlp curuf hacmi arttrlmaldr. iv) Dk alev scaklnda allmal, tepe scakl arttrlmal ve frn gaz geirgenliinin merkezden olmas salanmaldr (Erol,1995). 4.1.5. inko(Zn) Baz demir cevherlerinde bir miktar Zn bulunur. Eer inko miktar%0.2nin altnda ise yksek frnlarda kolayca kullanlabilir. arj malzemesinde bulunan (Zn), sv madene ve curufa gemez. inko bileikleri frn bacasnn alt ksmlarnda indirgenerek gaz ile birlikte kk inko veya inko oksit paralar halinde uar. Yksek frn iinde gaz halinde uuan inko paracklar frnn st cidarlarnda kaln inko oksit tabakalar olutururlar. Zn+CO2ZnO+CO ZnO frnn st cidarlarnda tabakalama yapaca gibi frndaki ate tulas iindeki almina ile birleerek tulalarn imesine sebep olur. inko buhar tozunda tulalarn iine girebilir ve tulalarn ayrmna sebep olur. (ZnO. Al203) "C" yardmyla tulalarda alan atlaklara alkaliler ve ZnO ler dolarak tulalarn, yumuama scaklklarn drr ve daha sonra tulalarda hacim genilemesi (%20-%40) olur,tulalar paralanr. Burada etkilerini artrrlar. Yukarda belirtilen etkenlerden dolay cevher ierisinde inko miktarnn %0.2'nin zerinde olmas istenmez. 4.1.6. Kurun (Pb) Kurun demir cevherlerinde nadir olarak bulunur.Pik demire gemez fakat frnda havuzlar eklinde birikir.Zn gibi refrakter tulalara geer ve tahribat yapar. 4.1.7. Fosfor (P) Demir cevherlerinin bazlarnda bir miktar P bulunabilir. Demir cevherleri iindeki fosforun hemen hemen hepsi frn ierisindeki ilemler esnasnda dorudan doruya sv maden ierisine geer. Bu bakmdan metal ierisinde olabilecek fosforu kontrol etmenin tek yolu, arj iindeki fosfor miktarnn snrlandrlmasdr.Dk fosforlu elik yapmnda kullanlacak pik elde etmek iin arj harmanndaki demir cevherinde %0.045den fazla fosfor bulunmamaldr.Daha yksek deerlerde kullanlan fosforlu cevherlerden elde edilen sv madendeki P miktar ykZn ile alkaliler ortak olarak hareket ederek tulalar zerinde ykc

14 sek olaca iin elik nitelikleri dikkate alnarak elikhanedeki ilemler esnasnda defosforizasyon prosesi uygulanmas gerekir. 4.1.8. Titanyum (T) Titanyum demir cevherlerinde ilmenit (FeTO2) ve rutil (TO2 ) olarak bulunur. Yksek frnda titan oksitlerinin byk bir ksm indirgenmeden curuf iinde kalr ve burada silisin yerini ksmen alr. Az miktarda titanyum indirgenir, zellikle yksek scaklk varsa, pik demire geer.Titanyum kuvvetli bir karbr yapc elemandr ve titanyum karbr ergimi pik demirde olduka az znr. Eer pik ierisindeki titanyum belli bir miktarn zerine kacak olursa serbest titanyum karbr kristalleri oluur. Bunlar curufun ve pik demirin viskozitesini artrr ve pikin alnmasnda problemler dourur. Titanyum karbr yksek frn iinde kat aglomeralar oluumuna ve iletme problemlerinin artmasna yol aar.Eer cevherde ortalama TO % 1-2 den az ise, (bu da %3-8 den az Ti02 ieren bir curufa karlk gelir) bu cevher yksek frnda herhangi bir problem yaratmadan kullanIlabilir.Eer pikteki titanyum miktar %0.5'in zerinde kacak olursa viskozite ok artar ve ergimi pikin aktlmasnda glkler ortaya kar. 4.1.9. Bakr (Cu) Bakr genellikle demir iinde kalkoprit olarak bulunmaktadr. arj edilen cevher iindeki bakrn hemen hemen tamam sv madene geer. Bu bakmdan bakrl demir cevherleri elik yapmnda kullanlrken kalkoprit nceden flotasyon veya manyetik ayrma ile cevherden ayrlmaktadr.Az miktarlarda bakr eliin mekanik zelliklerine zararl etki yapmaz. Bazen bir miktar bakr, atmosferik korozyona direnci arttrd iin, tercih dahi edilir. Eer bakr miktar %O.3-0.4'n zerine karsa, haddeleme ve ekil vermede yksek scaklkta eliin yzeyinde bakrca zengin, ergime derecesi dk bir alam yapar ve bu alam hadde snrlarndan geerek yzeyde kk atlaklar meydana getirir. Bu gibi zararl etkileri azaltmak iin elik, bakrn ergime derecesi altndaki bir scaklkta haddelenerek veya elik iinde ayn zamanda bakr miktarnn yars veya kendisi kadar nikel veya kobalt olmas ile bunun nne geilebilir. rnein; Finlandiya'da %0.6 bakr ve %0.6 kobalt ihtiva eden pirit curuflar iyi sonular alnarak pik elde edilmekte ve bundan da adi elik yaplmaktadr. 4.1.10. Krom (Cr) Bir ok cevher iinde kromit olarak, % 1-3 civarnda krom bulunur. elik yapmnda, pik iindeki krom curufa geer ve curufu aarlatrp akmasnda glkler dourur.

15 4.1.11. Nikel(Ni) Nikel % l' e kadar lateritlerde bulunur. Dorudan doruya pik iine geer ve elik yapmnda oksitleme ile ayrlamaz.Baz zel hallerde elik iinde az miktarda nikel bulunmas mekanik zelliklerini dzeltici ynden faydal olabilir. Fakat ok kere bir dezavantajdr. 4.1.12. Arsenik(As) Baz demir cevherleri minerallerinde arsenik %1'e kadar varan oranlarda bulunabilir. Arsenik genellikle kahverengi hematitlerde arsenopirit (FeAsS) lolinjit (FeAs2), ve skorodit halinde bulunur. Arsenik yksek frn iin bir problemdir ve bu bakmdan fosfora ok benzer. Byk bir ksm pik demire ve bir ok elik yapm proseslerinde elie geer. Arseniin fazla olmas eliin soukta krlganln arttrr ve kaynak edilme zelliini azaltr. Adi elikte %0.15-0.25 arasnda az miktarlarda ve su vermede %0.05-0.10'a kadar arsenik kabul edilebilir. Cevherde ok fazla arsenik varsa kavurma veya sinterleme ile giderilmelidir. 4.1.13.Kalay(Sn) Eer demir cevherinde kalay varsa yksek frnda hepsi pik demire geer ve elik yapmnda oksidasyonla elikten ayrlamaz. Kalay demir cevherlerinde o kadar az miktarda bulunur ki ne maden iletme ne de zenginletirme projesini etkiler. Nispeten az miktarlarda kalay elikte zararldr. Krlganlk,kt yzey oluumu gibi etkileri vardr.Genellikle adi elik iinde %0.05'den fazla kalay olmamaldr. 4.2. Faydal Empriteler 4.2.1. Kireta (CaCO3) Cevherler ierisinde bir miktar bulunmaktadr. Faydal bir empritedir. Kire bazik curufun ana bileenidir.Cevher ierisinde % 15-20 civarnda bulunmas halinde ergitme esnasnda ilave katk (kireta) vermeksizin kendi kendine ergime zelliini verir. Cevher bnyesindeki kire ergitme esnasnda curuf yapt iin istenilen bir unsurdur. Yksek frna arj edilen malzeme ierisindeki kok klleri, cevherlerin gang materyelleri ve dier emprite girdileri ile birlikte sv bir curuf meydana getirmektedir. Ergitme esnasnda kire ihtiyacn salamak iin arja kalker ilavesi yaplr.

16

4.2.2. Magnezyum Oksit (MgO) Curufun nemli bileenlerinden biri de MgO'dir. Cevherler ierisinde genellikle az miktarda bulunur. Normalin stnde alminadan dolay curuftaki artan viskozite, MgO ilavesi ile giderilebilir. Bu durum Al2O3 / SiO2 >1 olduu durumlarda geerlidir(Yenieri,1991). 4.2.3. Manganez Oksitler Demir cevheri ierisinde belirli oranlarda ve belirli mineral yaplarnda bulunabilir. Trkiye'deki cevherlerde genellikle %1-2 civarnda bulunmaktadr. Genellikle frn harmanna katlan manganez ieriinin %65-75'i pik demire

gemektedir.Kalan oksit halinde ve arj iindeki (S) 'le birleerek mangan slfrler halinde curufa gemektedir. Bu nedenle ergitmede sv elik ierisinde istenen Mn alam miktarna yardmc olduu gibi yksek frn ilemi ierisinde istenmeyen (S)'le birleerek curufa geerek sv madenden ayrlmasna yardmc olduu iin her iki ynl faydal bir emprtedir. Yksek frnlardan elde edilen ham demirdeki Mn orannn genelde % 1.0-% 1.2 civarnda olmas istenir. Bu nedenle yksek frn prosesi iin bu orana uygun olarak arj malzemesine manganez cevheri, demirli manganez cevheri veya mangan olan demir cevheri arj harmanna katlr. Kullanlan teknoloji ve hammadde zelliklerine bal alarak bir ton elik retimi iin 2-9 kg. arasnda manganez cevheri kullanld ifade edilmesine ramen genel uygulamada 5-7 kg. arasnda deimekte ve bu miktardaki manganez, elie ou ynlerden optimum zellikler kazandrmaktadr. Bu zellikleri ana hatlar ile aadaki gibi zetlemek mmkndr. 1) Manganez, molibden, krom, silis, nikel gibi mineraller eliin genel dayanklln arttran minerallerdir. Ancak manganez, sz edilen minerallere gre ok daha az miktarlarda katlmas halinde bile elikte dayankll arttrc bir zellie sahiptir. 2)Manganezin karbonu solsyonda tutma eilimi mevcuttur. Eriyikte karbonun yannda sadece manganezin giderek artan oranda bulunmas rne souk ilemde yumuak olma zellii vermektedir. Ortamda kimyasal bileimin uygunluu halinde ortalama miktardaki bir manganez yzdesinin,rnn yzeyindeki atlama ile kymklanmann ileri boyutlara ulamasn nlemekte ve dayanklln arttrmaktadr. 3)Manganez ayn zamanda rn yzeyinde oluabilecek gaz kabarc boluklarn azaltmakta, sv elikte akkanl arttrmaktadr.

17 4)Dkm esnasnda byk miktarlarda deoksidant (bileimdeki oksijeni dar alan) minerallere ihtiya duyulmaktadr.Bu mineraller hzla oksitlenerek frndaki oksidasyon kayplarn minimize etme zellikleri tarlar. Bu ama iin mineraller iinde en ucuz ve kolay bulunabilmesinin yannda hzla oksitlenebilmesi daha az zaman kaybnn yannda enerji tasarrufu salad iin manganezi daha tercih edebilir hale getirmektedir. 5)Manganezin silisle beraber ortamda Si/Mn= 1.2 - 2 orannda bulunmas yksek frnnda iyi bir yanmay salar. 6)Nikel, bakr ve azotta olduu gibi manganezde de, souk ilemlere dayankl stenit oluturma zellii vardr. 7)Bu zelliklerinin yannda manganez florit ve kireta gibi deslfrizasyon ileminde de kullanlr. 8)nce tane boylu manganez olaan st bir dayankllk ve kopmaya kar bir diren gsterir. Byle manganezli elikler sklkla dili, aks, tfek namlusu gibi malzemelerin yaplmasnda kullanlr. Belli oranda vanadyum ilave edilmesi ve hava ile soutulmas halinde elde edilen manganezli elik orta karbonlu eliin tavlama ileminden sonra kazanm olduu zelliklere sahiptir. Bu tip bir eliin geni bir kullanm alan vardr. 9)"Hadfield manganez elii" olarak bilinen zel bir elik ise % 13 orannda manganez ierir. ok dikkatli/kontroll bir scak ilemden sonra bu elik, ok dayankl, kolay haddelenebilir ve yorulmaya kar mkemmel direnci ile karakterize edilir. Bu zelliklerinden dolay bu elik tr i makinelerinin kepe, kepe dii, krma-tme makineleri astar imalinde ve demiryolu hizmetlerinde kullanlr. Manganez proses sresince : 1) Oksijeni bnyesine almak, 2) Hidrojen ve azotu ortamdan uzaklatrmak, 3) Ortamdaki kkrd ve olumsuz etkilerini azaltmak, 4) rn yzeyindeki gaz kabarc boluklarn azaltmak, 5) Sv elikte akkanl arttrmak gibi etkileri sonucunda rne: 1) Sertliin artmas, 2) Normal scaklkta dayanklln artmas,

18 3) Dk ve yksek scaklklarda mekanik zelliklerin artmas, 4) Dk sertlik ve dayankllk derecelerinde bile kopmaya kar direncin artmas, 5) Anmaya/yorulmaya kar direncin artmas, 6) Korozyona kar direncin artmas gibi zellikler kazandrd grlmektedir. Grld gibi manganez elie ok nemli zellikler kazandrmakta ve sektr iin vazgeilmez bir mineral olma zelliini tamaktadr(Demir Yataklar Sempozyumu,Bildiriler Kitab,2005). 5. EMPRTEL DEMR CEVHERLERNN FIRIN ARJINA HAZIR HALE GETRLMESNDE KULLANILAN CEVHER HAZIRLAMA TEKNKLER Toz demir cevherlerini ve eitli cevher hazrlama yntemleriyle zenginletirilmi demir cevherleri konsantrelerini yksek frnlarda kullanlabilecek hale getirme ilemlerine genel olarak aglomerasyon ad verilir.Aglomerasyon genelde toz cevherlerin ve konsantrelerin boyut bytme ilemi olarak grlse de boyutla beraber demir cevherlerinde aranan dier zellikler (sertlik, mukavemet, porozite, redklenebilirlik v.s. gibi) de aglomerasyon yntem ve ilemlerini yakndan ilgilendiren ok nemli koullardr. Kimyasal bileim asndan kullanlabilir demir cevheri tozlar veya zenginletirilmi konsantrelerin yksek frnda kullanlabilir hale getirilmesi iin iri taneli ufalanmaya kar dayankl ve gaz ortamndaki redksiyonun uygun biimlere getirilmesi aglomerasyon yntemleri ile mmkn olabilmektedir. 5.1. Demir Cevherlerinin Sinterlenmesi ve Verimlilie Olan Etkileri Sinterleme sonucunda toz demir cevherleri s ve oksidasyon yoluyla termik sertletirilmeye uratldktan sonra kompakt bir duruma getirilmi olurlar. Frna arj edilen sinterin boyutu 3mm civarnda olmaldr. Demir cevherlerinin sinterlenmesinde balca ama rol oynar: a) Fazla tozlu cevherlerin, tozlarnn aglomera edilerek yksek frnda kullanlabilir boyutlara eritirmek. b) Demir cevlerinde mevcut olan kkrt oksitleyerek indirmek. c) Yksek frn alma artlarnda arttrmak ve iletme arzalarn azaltmak. kullanlabilecek ve redklenme kabiliyeti yksek, gidererek zararsz miktarlara

mukavemetli, ufalanmaya dayankl arj malzemesi elde etmek yoluyla retim verimini

19 Yukarda saylan amalar yerine getirmek iin yaplan sinterleme ilemi sayesinde elde edilen malzemenin yksek frnlarda arj malzemesi olarak ham demir retiminde kullanlmas pek ok faydalar salar. Bunlar u ekilde sralayabiliriz: a) Frnlarda ham demir retimi iin kullanlan kok miktar azalr. b) retim esnasnda elde edilen curuf miktar azalr. c) Frnlarn retim verimleri artar. d)Flaks miktar azalr(Yenieri,1991). 5.1.1. Sinterin zellikleri A. Kimyasal Ozellikler a. Sinterin demir ierii 50-60'n zerinde olmaldr. b. Kkrt ve dier istenmeyen maddeler yksek frnda kullanlabilecek snrlarda kalmaldr. c. Fayalit (2FeO.SiO) gibi redksiyonu zor olan bileikler minimum seviyede olmaldr. d. Demir cevherlerinde olduu gibi gang maddeleri de minimum seviyede olmaldr. e. Yksek frn koullarnda gaz ortamndaki redklenmesi kolay olan hematiti iermeli buna karlk manyetit de bulundurmamal veya az miktarda bulunmaldr. B. Fiziksel zellikler a. Gaz ortamndaki redklenmeyi baarabilmek iin yksek miktarda mikroporoziteye sahip olmaldr. b. Yksek frn ierisinde ykn arlna dayanacak ekilde mukavemetli olmaldr. c. Krlma, anma ve tozlamaya dayankl olmaldr. 5.2. Peletleme ve Verim Arttrc Etkileri: Pelet sinterleme iin uygun olmayan ok kk paracklarn birletirilmesinden oluur. 5.2.1. Peletlerde Aranlan zellikler: Yksek frn arjna uygun peletlerde iki nemli zellik aranmaktadr. - Basn dayanm - Porozite

20 Yksek frnda kullanlan peletlerin basn dayanm mukavemeti genelde 250 kg/pelet zerinde olmas istenmektedir.Pelet ham cevhere gre gre daha geirgen bir yapya sahiptir.Buda frnda basn dmesine,kanal olaynn azalmasna,iyi bir kat/gaz ilikisi sonucu termal ve kimyasal enerjinin maksimum kullanmna,dk tepe scaklna,dk kok oranna ve dolaysyla yksek retime sebep olur.

ekil 5.1 Pelet tesisi akm emas 6. SATIN ALINAN CEVHERLERN ZELLKLER: Cevher almlar genelde para cevher (1 cm2-15cm2 elek aras) toz cevherler (1 cm2 elek alt) cevherleridir ve krlm cevher olarak (0-15 cm) cins olmaktadr. Yurt iinden satn alnacak cevherlerde minerolojik zellikler aranmamakla birlikte yurt dndaki almlarda minerolojik yap dikkate alnmaktadr. Ayrca yurt ii cevher yataklarndaki cevherlerin kalitesi ocak baznda dikkate alnarak her yatak iin ayr ayr alm artlar belirlemekte olup, yurt ii retimleri tevik edilmektedir. 7. KOKTA ARANAN ZELLKLER VE VERMLLE OLAN ETKLER: Metalurjik kokun, gerek yksek frnda ve gerekse dkmhanede kullanlmas durumuna gre belirli kimyasal ve fiziksel zelliklere sahip olmas istenir. Bu zellikler: Para bykl Gzenek durumu zgl arl

21 Reaktivitesi Mukavemet 7.1. Kokun Fiziksel zellikleri 7.1.1. zgl Arlk Grnr zgl arlk: Min 0.9 gr /Cm3 , max 1gr /Cm3 Gerek zgl arlk: Min 1.87 gr /Cm3 deerindedir. 7.1.2. Gzeneklilik Min gzeneklik %48, Max gzeneklik %52 deerinde olmaldr. 7.1.3. Boyut Dalm Uygun kok boyutu 60-80 mmdir.st boyut 100 mm olup,alt boyut ise 25 mm'dir. Ancak bununla beraber frnda kullanlacak kok boyutlarnn dar bir aralkta dalm gstermesi tercih edilir. 7.1.4. Mukavemet Kokun yksek frnda tayc yke dayanmas arttr. Stabilitesi iyi olan kok retimi %1 arttrr.deal bir metalurjik kok aadaki zellikte olmaldr. Kkrt Kl Porozite Rutubet Krlma mukavemeti % 0.45 Max % 10 Max % 50-55 % 3 Max 180 kg.m./Cm2 (min)

7.2. Kimyasal zellikler 7.2.1. Rutubet Yksek frn sistemi iin kokun rutubet miktarnda %3'lk bir art, 1ton pik demir bana kok tketimini 20-23 kg. arttrmakta ve tyerlerinden flenen havann scaklnn da 100C yseltilmesini gerektirmektedir.

22 7.2.2. Kl Asal bir yapya sahiptir. Ayrca kokun iindeki karbon orann, kendi miktan ile edeer miktarda azaltmaktadr. Bu nedenle yksek frn koku ierisinde bulunmas arzu edilmez. Kln eriyerek curufa gemesi ve asidik karakteri nedeni ile yksek frn arjna ek olarak kireta katlmas, operasyon maliyetini arttrmaktadr. Sonu olarak, curuf miktarnn ve kok tketiminin artmas, yksek frn verimliliinin azalmasna neden olmaktadr. Koktaki kl miktarnn %1 orannda drlmesi pik retimi bana 10 kg kok tasarrufu salamaktadr. 7.2.3. Kkrt Yksek frna sinter ve kokla giren kkrt, dorudan doruya pik demir kalitesini etkilemektedir. Deneylere gre (S)n %70-95'i koktan gelmektedir. arj ierisindeki kkrt miktar, curuf bazikliini, curuf hacim ve scakln, oksijen potansiyelini (Fe+MnO) ve demir kalitesini etkilemektedir. Yksek miktardaki kkrtn uzaklatrlmas iin curuf bazikliinin arttrlmas gerekmektedir.(Demir Yataklar Sempozyumu Bildiriler kitab,2005) Bu durumda ise iletme verilerine gre elde edilen pik demir miktar azalmakta kok tketimi ise artmaktadr. Yksek frn arjnn kkrt ieriinin % 1 'ilk bir art ton bana scak metal retimi iin 32 kg daha fazla kok tketimini gerektirmektedir. 7.2.4. Uucu Madde Yaplan aratrmalara gre kok ierisindeki uucu maddenin %0,3-0,8 oranlar arasnda olmas halinde yksek frnda herhangi bir problem yaratmamaktadr. Ancak uucu maddenin %0,1 artmas, kok tketimini 1,5 Kg/Ton arttrmaktadr. 7.3. zet Olarak Kokun zellikleri a. Ortalama rutubet oran %3'tr. Bu oran maksimum %7,7 ve minimum % 1'dir. b. Kl ierii ortalama %10,5 deerindedir. Koktaki kl miktar genel olarak % 18, 7 ve minimum olarak'ta %7,4 civarnda bulunur. c. Ortalama uucu madde oran %1,1 'dr d. Toplam kkrt oran ortalama %0,8 deerinde olup, bu deer maksimum % 1,1 Minimum %0,6 deerleri arasnda deimektedir. e. Sabit karbon miktar ortalama %88,2 olup, %87,1 aras deiim gsterir.(Yenieri,1991)

23

8. DOLOMTN ZELLKLER Yksek frnlarda; iyi bir curuf yapmak, curuf akkanln salamak ve curuf bazitesi dengesini kurmak amac ile kullanlmaktadr. 8.1.Kimyasal zellikler Erdemir MgO:18 CaO:32 SO2:2 Al2O3:33 S:0.05

8.2.Fiziksel zellikler Sinter tesislerinde kullanlan dolomitin tane irilii 0-3 mm, yksek frnlarda kullanlan dolomitin tane irilii ise 25 mm-40 mm arasndadr. 9. KRETAI Demir elik Tesislerinde yksek frn iin kullanlan kullanlan kire tann tane boyut dalm 25-40 mmdir. 10. OKSJENLE ZENGNLETRLM HAVA KULLANIMI Havadaki oksijen yzdesinin artmasyla kokun yanmas ve ergitme zamana bal olarak artar.Oksijenin artmasyla havadaki CO miktar artp bylece redksiyonda artar.Havadaki oksijen miktarnn %21 den %25e ykseltilmesiyle hazne gazlarndaki CO miktar %35den %40a kar ve indirgeme artar.Yksek frna gnderilen havann iindeki oksijen miktarnn %1 ykseltilmesiyle frn retim kapasitesi %4 artmaktadr. 11.YKSEK FIRIN LETMECLNDE ALKAL KONTROL 11.1.Yksek Frn Datas ve letme Snrlamalar Erdemir 2. yksek frn datalar: 1. Hammaddeler Toplam Sinter(ton)-Gnlk Ortalama(2800 ton) Toplam Pelet(ton)-Gnlk Ortalama(3300 ton) Toplam Cevher(ton)- Gnlk Ortalama(906 ton) Toplam Kmr(ton)- Gnlk Ortalama(400 ton) Toplam Kok(ton)-Gnlk Ortalama(2070 ton)

24 2. 3. Toplam Kireta(ton)-Gnlk Ortalama(35 ton) Toplam akmakta(ton)-Gnlk Ortalama(60ton) Toplam Manganez(ton)-Gnlk Ortalama(25 ton) Cevher/Yakt oran-Gnlk Ortalama(2,80) retimler Toplam Scak Maden(ton)-Gnlk Ortalama(4525 ton) Toplam Yakt(kg/TSM)-Gnlk Ortalama(512 kg/TSM) Analizler Maden Scakl(0C)-Gnlk Ortalama(14670C) Madendeki Si(%)-Gnlk Ortalama(%0,57) Madendeki Mn(%)-Gnlk Ortalama(%0,55) Madendeki S(%)-Gnlk Ortalama(%0,083) Madendeki P (%)-Gnlk Ortalama(%0,093) Madendeki C(%)-Gnlk Ortalama(%4,27) Curuftaki FeO(%)-Gnlk Ortalama(%0,73) Curuftaki SiO2(%)-Gnlk Ortalama(%38,78) Curuftaki MnO(%)-Gnlk Ortalama(%1,72) Curuftaki Al2O3(%)-Gnlk Ortalama(%13,51) Curuftaki CaO(%)-Gnlk Ortalama(%34,88) Curuftaki MgO(%)-Gnlk Ortalama(%7,66) Curuftaki S(%)-Gnlk Ortalama(%0,86) Curuftaki K2O(%)-Gnlk Ortalama(%0,84) Curuf Baziklii(B/A)- Gnlk Ortalama(0,814) Curuf Hacmi(kg/TSM)- Gnlk Ortalama(231)

Ereli Demir elik fabrikas iletme snr deerleri aadaki gibidir: 1. 2. Pikteki kabul edilebilir maksimum %S: %0,08 Pikteki kabul edilebilir maksimum %Si:%0,6

25 3. 4. 5. 6. Curuf baziklii minimum ve maksimum deerleri:Minimum 0,75-Maksimum 0,85 Kabul edilebilir maksimum curuf hacmi(Kg/TSM):240(Kg/TSM) Minimum gnlk pik retim hedefi:4800(Ton/gn) Kabul edilebilir maksimum yakt tketimi:Kok tketimi:395(Kg/TSM),Kmr

tketimi:100(Kg/TSM) 11.2.Yksek Frn Datalarnn Kullanlmas le Grafiklerin izilmesi Ereli Demir-elik fabrikasndan son alt yln yksek frn datalar alnp, bu datalarla matlab 6.5 programnda grafikler izilmitir.Elde edilen sonularla, alkalilerin frna olan zararl etkilerinin minimuma indirilmesi iin allmas gereken frn ii artlar yaplan optimizasyon almasyla belirlenmitir.Burada allmas gerekli frn ii artlarn minimum maliyet getirmesi amalanmtr.Aada bu grafiklere ve grafiklerden elde edilen sonulara yer verilmitir.

ekil 11.1 Baziklik-curuftaki K2O deiim grafii Yukardaki grafikte 1999-2004 yllar aras alt yllk Ereli Demir elik fabrikas yksek frn baziklik ve curuftaki (%)K2O deerleri kullanlarak Matlab 6.5 programnda korelasyon

26 erisi izilmitir.izilen bu eriye gre baziklik dtke curufla atlan alkali miktarnn artt grlmektedir.Alkali atmnn artmas ile frndaki refrakter tahribat azalacandan ve refrakter maliyeti deceinden dolay bazikliin dk olmas istenilen bir durumdur.

ekil 11.2 Baziklik-toplam maden deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik ve toplam maden(ton/gn) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir.Bu erideki datalarn dalm 0,65-1,05 baziklik ve yaklak 1800-6800 ton/gn pik arasndadr.izilen bu eriye gre baziklik dtke retilen toplam maden(pik) miktar artmaktadr.Bu da retim veriminin artmas ve pik maliyetinin dmesini salar.Ayrca bazikliin dmesi alkali atmn da arttracandan refrakter tahribatnn azalmasn salar.Bylelikle refrakter maliyeti ve pik maliyetinin dmesiyle daha ekonomik bir retim salanacandan bu grafikte de bazikliin dmesinin istenilen bir durum olduu grlmektedir.

27

Cevher/yakt =

Cevher/yakt

ekil 11.3 Baziklik-cevher/yakt deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik ve cevher/yakt oran deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir.Bu eride datalarn dalm 0,65-1,05 baziklik ve yaklak 2,4-3,5 cevher/yakt oran arasnda deimektedir.izilen bu eriye gre baziklik dtke cevher/yakt oran artmaktadr.Buradan da baziklik dtke harcanan yakt miktarnn azald ve bylelikle yakta harcanan maliyetin dt grlmektedir.Yani baziklik dtke atlan alkali miktar artmakta,refrakter maliyeti dmekte,retilen toplam maden miktar artmakta ve pik retim maliyeti dmekte,harcanan yakt miktar azalmakta ve yakt maliyeti de dmektedir.

28

ekil 11.4 Baziklik-curuf hacmi deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik ve curuf hacmi(kg/TSM) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir.Bu eride datalarn dalm 0,65-1 baziklik ve yaklak 165-280(kg/TSM) curuf hacmi arasnda deimektedir.izilen bu eriye gre baziklik dtke ton sv maden bana den curuf hacmi azalmaktadr.Bu da retim veriminin yksek olduunu gstermektedir.Yani baziklik dtke retim verimi artmaktadr.

29

ekil 11.5 Baziklik-curuftaki S(%) deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik ve curuftaki S(%) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm 0.,65-1,05 baziklik ve yaklak 0,45-1,3 curuftaki S(%) arasnda deimektedir.izilen bu eriye gre baziklik dtke curuftaki kkrt miktar azalmaktadr.Bu da curufla atlan alkali miktar arttka yine curufla atlan kkrt miktarnn azaldn gstermektedir.Buradan da hem curufla atlan kkrt miktarn kabul edilebilir bir seviyede tutmak hem de gerekletirilebilecek maksimum alkali atmn salamak iin en uygun optimum baziklik deerini belirlemek gerektii grlmektedir.Bunun yannda baziklik dtke retim veriminin artt ve yakt,refrakter maliyetlerinin dt ve oluan curuf miktarnn azald gz nnde bulundurulmaldr.

30

ekil 11.6 Baziklik-madendeki S(%) deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik ve madendeki S(%) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm 0,65-1,05 baziklik ve yaklak 0,05-0,15 madendeki S(%) arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre baziklik dtke madendeki(pikteki) S miktar ykselmekte ve madende oluan fazla Sn atlmas iin yaplan fazladan ilemler ekstra maliyet gerektirmektedir.Ancak bazikliin yksek tutulmas da alkalilerin refrakter tahribatna sebep olmas ve pik retim miktarnn dmesinden ve bunlarn getirdikleri maliyetlerin olduka yksek olmasndan dolay pek tercih edilmemektedir.Bu nedenle madendeki Sn kabul edilebilir maksimum snrlarda kalmas artyla en uygun optimum baziklik deeri kullanlmaldr.

31

ekil 11.7 Curuftaki(%)Mn/madendeki (%)Mn-curuftaki K2O deiim grafii

Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn curuftaki (%) Mn/ madendeki (%Mn) ve curuftaki K2O deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm yaklak 0,1-5,5 Curuftaki(%)Mn/Madendeki (%Mn) ve 0,1-1,1 curuftaki K2O arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre curuftaki Mn yzdesinin madendeki Mn yzdesine olan oran arttka curufla atlan alkali miktar artmaktadr.Buradan curufla atlan alkali miktar artt zaman madendeki Mn miktarnn dt grlmektedir.Mn kkrtn curufa gemesini salad iin ve kkrt balayarak zararl etkilerini nlediinden faydal bir bileendir bu nedenle de madende belirli bir oranda bulunmas istenmektedir.Ancak frndaki alkali refrakterlere nemli lde zarar verdiinden ve refrakter maliyetini artrdndan dolay curufla atlan alkali miktar mmkn olan en yksek seviyede tutulmaya allmaktadr.Bunun sonucunda da madendeki Mn miktarndaki eksikliin giderilmesi iin

32 ilave Mn takviyesi yaplmas gerekmektedir.lave Mnn getirdii ekstra maliyette gz nnde bulundurulmaldr.

ekil 11.8 Baziklik- curuftaki(%)Mn/madendeki (%)Mn deiim grafii Yukardaki eride grafikte Ereli Demir-elik yaklak fabrikas 0,65-1,05 yksek baziklik frn ve baziklik yaklak ve 1-7

curuftaki(%)Mn/madendeki (%Mn) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu datalarn dalm curuftaki(%)Mn/madendeki (%Mn) arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre baziklik dtke curuftaki Mn yzdesinin madendeki Mn yzdesine olan oran artmakta ve bu da madendeki Mn yzdesinin dtn gstermektedir.Ancak alkalilerin curufla atmn arttrmak iin baziklik dk tutulmaldr.Bu nedenle de madendeki Mn miktarndaki eksikliin giderilmesi iin ilave Mn takviyesi yaplmas gerekmektedir.

33

ekil 11.9 Curuftaki(%)Mn/madendeki (%)Mn -curuftaki(%)S/madendeki(%)S deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn curuftaki(%) Mn/madendeki (%)Mn ve curuftaki(%)S/madendeki(%)S deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm yaklak 0,3-5 curuftaki(%)Mn/madendeki (%Mn) ve 9-39 curuftaki(%)S/madendeki(%)S arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre curuftaki(%)Mn/madendeki (%Mn) oran arttka curuftaki(%)S/madendeki(%)S oran dmektedir.Burada curuftaki(%)Mn/madendeki (%Mn) orannn artmas madendeki Mn bulunma orannn dtn gstermektedir. Curuftaki(%)S/madendeki(%)S orannn dmesi ise madendeki S bulunma orannn artn gstermektedir.Yani madendeki Mn bulunma oran dtke madendeki S bulunma oran artmaktadr.Bu da beklenilen bir sonutur.Baziklik dtke curufla atlan alkali miktar artmakta ve refrakter tahribat maliyeti,yakt maliyeti,retim maliyeti dmekte ve bunun sonucunda madendeki Mn bulunma oran dmekte,S bulunma oran ise artmaktadr.Mn faydal bir bileen olduundan

34 ilave Mn takviyesi yaplmal ve Ste zararl bir bileen olduundan sv madene ilave S giderme ilemi uygulanmaldr.Bu ekstra ilemlerin getirdii maliyetler de gz nnde bulundurulmal ve buna gre olabilecek en iyi kalitede rn en uygun maliyette retebilmek iin optimum baziklik deeri belirlenmelidir.

ekil 11.10 Curuftaki(%) S/madendeki(%)S-madendeki(%)S deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn curuftaki (%)S/ madendeki (%)S ve madendeki (%)S deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm yaklak 5-25 curuftaki (%)S/madendeki (%)S ve 0,11-0,14 madendeki (%)S arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre curuftaki (%)S/madendeki (%)S oran azaldka madendeki (%)S oran artmaktadr.Buradan da madendeki kkrt oran arttka curuftaki kkrt orannn dt grlmektedir.Baziklik dtke alkali atm artmakta ve curuftaki kkrt oran dmekte,madendeki kkrt miktar ise artmaktadr. Ste zararl bir bileen olduundan sv madene ilave S giderme ilemi uygulanmaldr.Bu ekstra ilemlerin getirdii maliyetler de gz nnde bulundurulmal ve buna gre olabilecek en iyi kalitede rn en uygun maliyette retebilmek iin optimum baziklik deeri belirlenmelidir.

35

ekil 11.11 Baziklik-madendeki (%) Si deiim grafii Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik-madendeki (%) Si deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm yaklak 0,651,05 baziklik ve 0,5-1,5 madendeki (%)Si arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre baziklik dtke madendeki Si miktar artmaktadr.Bazikliin dk olmas alkali atmnn artmas ve refrakter tahribat maliyetinin drlmesi asndan istenilen bir durumdur.Si ise zararl bir bileen olduundan madende yksek miktarda olmas istenmez.Bu nedenle madendeki fazla silisin giderilmesi iin harici silis giderme ilemleri uygulanr.Buda yksek frn iletmeciliinde ekstra maliyet art5na sebep olmaktadr.Buna gre olabilecek en iyi kalitede rn en uygun maliyette retebilmek iin optimum baziklik deeri belirlenmelidir.

36 Ekonomik datalarla izilen bu grafiklere gre: Baziklik dtke; Refrakter tahribat maliyeti, Yakt maliyeti, Pik retim maliyeti, dmekte; Pikteki fazla Si giderme maliyeti Pikteki fazla S giderme maliyeti Pike ilave edilmesi gereken Mn maliyeti, akmakta maliyeti, artmaktadr.

11.3. Yksek Frn Matematiksel Bantlarnn Kullanlmas le Optimum letme artlarnn Aratrlmas Ereli Demir elik fabrikas iletme snrlar deerleri alnm ve yksek frn 2 datalaryla matematiksel analiz yaplarak aadaki grafikler izilmitir.Bu grafiklere gre Erdemir iletme snrlar deerlerine uyarak alkali gideriminin yaplaca en uygun retim artlar belirlenmitir. Atlan

Atlan alkali(kg/TSM)

5 ekil 11.12 Baziklik-atlan alkali deiim grafii

37 Yukardaki grafikte Ereli Demir-elik fabrikas yksek frn baziklik-atlan alkali(kg/TSM) deerleri kullanlarak korelasyon erisi izilmitir. Bu eride datalarn dalm yaklak 0,651,05 baziklik ve 0,5-3 atlan alkali(kg/TSM) arasnda deimektedir. izilen bu eriye gre baziklik dtke ton sv maden bana atlan alkali miktar artmaktadr.Yukardaki grafiin denklemi: Atlan Alkali(kg/TSM)=0,86706*B/A**-2,9613tr. Bu denklem kullanlarak yukardaki korelasyon erisine gre, Erdemir kabul edilebilir minimum ve maksimum baziklik deerlerine karlk gelen atlan alkali miktar(kg/TSM) belirlenmitir. Minimum curuf bazikliinde atlan alkali miktar: Minimum curuf baziklii:0,75 Korelasyon denklemi: Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*B/A**-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*0,75-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=2,03tr. Maksimum curuf bazikliinde atlan alkali miktar: Maksimum curuf baziklii:0,85 Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*0,85-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=1,40tr. Denklem sonularndan da grld gibi baziklik dtke atlan alkali miktar artmaktadr.Kabul edilebilir maksimum baziklik(0,85) deerinden kabul edilebilir minimum baziklik(0,75) deerine doru gidildike atlan alkali miktar artmaktadr.Erdemir iletme snrlamalarna gre kabul edilebilir minimum baziklik deerinde ton sv maden bana atlan alkali miktarnn maksimum olduu grlmektedir.Kabul edilebilir maksimum baziklik deerinde ise atlan alkali miktarnn olduka dk olduu grlmektedir.Yani allmasnn daha uygun olaca dnlebilir. alkali atmnn arttrlmas iin iletme snrlarna gre minimum olan(0,75) baziklik deerlerinde

38 Giren toplam alkali miktar

Giren toplam alkali miktar

ekil 11.13 Giren alkalinin gne bal deiim grafii Yukardaki grafikte ton sv maden bana gnlk ortalama olarak sisteme giren alkali miktar izilen korelasyon erisiyle belirlenmitir.Grafikten grld gibi ton sv maden bana giren alkali miktar 3,2-4,6 kg arasnda deimektedir.Ortalama olarakta 3,75 kg civarndadr. Giren toplam alkali miktar

Giren toplam alkali miktar

ekil 11.14 Baziklik-giren alkali deiim grafii

39 Yukardaki grafikte0,79-0,85 baziklik deerlerinde ton sv maden bana gnlk ortalama olarak sisteme giren alkali miktar izilen korelasyon erisiyle belirlenmitir.Bu grafikten de giren alkali miktarnn ortalama olarak gnlk 3,75 kg/TSM olduu grlmektedir. Yukardaki grafiin denklemi: Giren alkali(Kg/TSM)=3,758*B/A**0,02188 Minimum baziklik deerinde sisteme giren alkali miktar: Giren alkali(Kg/TSM)= 3,758*0,75 0,02188 Giren alkali(Kg/TSM)=3,734 letme snrlamalarna gre kabul edilebilir minimum ve maksimum baziklik deerlerinde atlan alkali miktar ve atlan alkalinin giren alkalinin ne kadarna karlk geldii grafiklere ait korelasyon denklemleriyle hesaplanmtr. Minimum curuf bazikliinde atlan alkali miktar: Minimum curuf baziklii:0,75 Korelasyon denklemi: Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*B/A**-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*0,75-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=2,03tr. Minimum curuf bazikliinde sisteme giren alkali miktar: Minimum curuf baziklii:0,75 Minimum baziklik deerinde sisteme giren alkali miktar: Giren alkali(Kg/TSM)= 3,758*0,75 0,02188 Giren alkali(Kg/TSM)= 3,734 Giren alkalinin curufla atlan yzdesi:(2,03*100)/3,734=54,36dr. Maksimum curuf bazikliinde atlan alkali miktar: Maksimum curuf baziklii:0,85 Korelasyon denklemi: Atlan Alkali(Kg/TSM)=0,86706*0,85-2,9613 Atlan Alkali(Kg/TSM)=1,40tr.

40 Maksimum curuf bazikliinde sisteme giren alkali miktar: Maksimum curuf baziklii:0,85 Maksimum baziklik deerinde sisteme giren alkali miktar: Giren alkali(Kg/TSM)= 3,758*0,85 0,02188 Giren alkali(Kg/TSM)=3,744tr. Giren alkalinin curufla atlan yzdesi:(1,40*100)/3,744=37,39dur. Yukardaki grafie ait korelasyon denklemiyle yaplan hesaplamalara gre kabul edilebilir maksimum baziklik(0,85) deerinden kabul edilebilir minimum baziklik(0,75) deerine doru gidildike atlan alkali miktar ve frna giren alkalinin curufla atlan yzdesi artmaktadr. Erdemir iletme snrlamalarna gre kabul edilebilir minimum baziklik(0,75) deerinde atlan alkali miktarnn ve giren alkalinin curufla atlan yzdesinin en yksek olduu grlmektedir.Minimum baziklik deerinde atlan alkali miktar 2,03(kg/TSM) ve giren alkalinin curufla atlan yzdesi %54,36tir.Kabul edilebilir maksimum baziklik deerinde ise bu deerlerin ok daha dk olduu grlmektedir.Maksimum baziklik deerinde atlan alkali miktar 1,40(kg/TSM) ve giren alkalinin curufla atlan yzdesi ise %37,39tr.Buradan da alkali atmnn arttrlmas iin iletme snrlarna gre minimum olan(0,75) baziklik deerlerinde allmasnn daha uygun olaca dnlebilir. Giren alkalinin curufla atlan yzdesi

Giren alkalinin curufla atlan yzdesi ekil 11.15 Baziklik-giren alkalinin curufla atlan yzdesi deiim grafii

41 Yukardaki grafikte baziklik-atlan alkali ve baziklik-giren alkali deiim grafiinde daha nceden belirlendii belirlendii gibi baziklik dtke giren alkalinin curufla atlan yzde miktarnda art saland grlmektedir. ekil 11.6 baziklik-madendeki S(%) deiim grafiindeki korelasyon denkleminden yararlanlarak Erdemir iletme snrlarna gre pikteki kabul edilebilir maksimum S deerlerine karlk gelen baziklik deeri belirlenmitir. Pikteki kabul edilebilir maksimum %S: %0,08 Korelasyon Denklemi: Madendeki S(%)=0,071087*B/A**-0,42435 0,08=0,071087*B/A-0,42435 B/A=0,7558dir. izilen bu eriye gre baziklik dtke madendeki(pikteki) S miktar ykselmekte ve madende oluan fazla Sn atlmas iin yaplan fazladan ilemler ekstra maliyet gerektirmektedir.Bu nedenle iletme snrlarna gre kabul edilebilir maksimum S deerine karlk gelen baziklik deeri bulunarak salanabilecek maksimum alkali atmnn gerekletirilmesi amalanmtr.Bylelikle kabul edilebilir S snrlar ierisinde kalarak ekstra S giderilme ilemi maliyetinden de tasarruf salanmaktadr.Bu denklemden grld gibi 0,7558 gibi olduka dk baziklik deerinde alld zaman pikteki S kabul edilebilir maksimum snrda kalmakta ve daha nceki denklemlerden de grld gibi atlan alkali maksimuma yaklamaktadr. ekil 11.11 baziklik-madendeki (%) Si grafiindeki korelasyon denkleminden yararlanlarak Erdemir iletme snrlarna gre pikteki kabul edilebilir maksimum Si deerlerine karlk gelen baziklik deeri belirlenmitir. Pikteki kabul edilebilir maksimum %Si: %0,6 Korelasyon Denklemi: Maden Si(%)=0,38013*B/A**-2,1178 0,6=0,38013*B/A-2,1178 B/A=0,806dr. izilen bu eriye gre baziklik dtke madendeki Si miktar artmaktadr. .Bu nedenle madendeki fazla silisin giderilmesi iin harici silis giderme ilemleri uygulanr.Buda yksek

42 frn iletmeciliinde ekstra maliyet artna sebep olmaktadr. Bu nedenle iletme snrlarna gre kabul edilebilir maksimum S deerine karlk gelen baziklik deeri bulunarak salanabilecek maksimum alkali atmnn gerekletirilmesi amalanmtr. Bylelikle kabul edilebilir Si snrlar ierisinde kalarak ekstra Si giderilme ilemi maliyetinden de tasarruf salanmaktadr.Bu denklemden grld gibi 0,806 baziklik deerinde alld zaman pikteki Si kabul edilebilir maksimum snrda kalmaktadr ancak alkali atmn olduka yksek miktarda salamak da amalandndan pikte kabul edilebilir maksimum Se karlk gelen baziklik deerinde iken pikteki Si miktar hesaplanmtr. Maden Si(%)=0,38013*B/A**-2,1178 Maden Si(%)=0,38013*0,7558-2,1178 Maden Si(%)=0,687dir. Bu denklemden grld gibi baziklik minimum snrdayken pikteki Si(%) 0,687 dir ve bu deer kabul edilebilir iletme snrnn ok az zerindedir.Bu nedenle alkali atmnn daha fazla olmas ve yksek alkalili alma artlarndaki ekstra maliyetlerin drlmesi isteniyorsa(refrakter maliyeti,yakt maliyeti vs.) pikteki bu az miktarda Si fazlal harici silis giderme ilemi uygulanlarak giderilip,baziklik 0,806dan 0,7558lere indirilebilir. ekil 11.4 Baziklik-curuf hacmi deiim grafiinde baziklik dtke curuf hacminin azald grlmektedir.Bu grafikte iletme snrlamalarna gre kabul edilebilir maksimum ve minimum baziklik deerine karlk gelen curuf hacimleri korelasyon denkleminden yararlanlarak belirlenmitir. Kabul edilebilir maksimum curuf hacmi(Kg/TSM):240(Kg/TSM) Korelasyon denklemi: Curuf Hacmi(kg/TSM)=218,6935*B/A**0,049098 Minimum curuf baziklii:0,7558 Curuf Hacmi(kg/TSM)=218,6935*0,75580,049098 Curuf Hacmi(kg/TSM)=215,70dir. Maksimum curuf baziklii:0,85 Curuf Hacmi(kg/TSM)=218,6935*0,850,049098 Curuf Hacmi(kg/TSM)=216,95tir.

43 Bu denklemlerden de grld gibi minimum curuf bazikliinde(0,75) alldnda curuf hacmi 215,70(kg/TSM)olup kabul edilebilir snr olan 240(kg/TSM)nin ok altnda kalmaktadr.Baziklik arttrldnda ise curuf hacmi artmaktadr.Bu nedenle minimum baziklik deerlerinde(0,7558) allarak curuf hacminin drlmesiyle retim veriminin artt da grlmektedir. ekil 11.2 Baziklik-toplam maden deiim grafiinde miktarnn artt grlmektedir. Bu grafikte iletme snrlamalarna gre kabul edilebilir maksimum ve minimum baziklik deerine(S iin) karlk gelen retilen toplam maden(pik) miktar korelasyon denkleminden yararlanlarak belirlenmitir. Minimum gnlk pik retim hedefi:4800(ton/gn) Korelasyon denklemi: Toplam Maden(ton/gn)=3567,4279*B/A**-0,95257 Minimum curuf baziklii:0,7558 Toplam Maden(ton/gn)=3567,4279*0,7558-0,95257 Toplam Maden(ton/gn)=4657 Maksimum curuf baziklii:0,85 Toplam Maden(ton/gn)=3567,4279*0,85-0,95257 Toplam Maden(ton/gn)=4164,47 Kabul edilebilir maksimum Si snrna karlk gelen baziklik deeri:0,806 Toplam Maden(ton/gn)=3567,4279*0,806-0,95257 Toplam Maden(ton/gn)=4381,04 Yukardaki denklemlerden de grld baziklik deeri minimuma yaklatnda(0,7558) retilen toplam pik miktar ykselmekte ve hedeflenen miktara yaklamaktadr.Bu nedenle pikteki fazladan silisin giderilmesi gz nne alnarak,kabul edilebilir maksimum S snrna karlk gelen 0,7558 baziklik deeri kullanlarak maksimum alkali atm salanabilir.Ayrca bu deerde curuf hacmi maksimum snrn ok altnda olup retim verimi artmakta ve S istenilen maksimum snrlar ierisinde kalmaktadr.Bylelikle harici S giderilme ilemine gerek olmamaktadr. baziklik dtke retilen pik

44 ekil 11.3 Baziklik-cevher/yakt deiim grafiinde baziklik dtke harcanan yakt miktar dmektedir.Grafie ait korelasyon denkleminden yararlanlarak maksimum ve minimum baziklik deerlerinde harcanan yakt miktarlar belirlenmitir. Kabul edilebilir maksimum yakt tketimi:Kok tketimi:395(Kg/TSM),Kmr

tketimi:100(Kg/TSM) Korelasyon Denklemi: Cevher/Yakt=2,9226*B/A**-0,14559 Cevher/Yakt=2,9226*0,75-0,14559 Cevher/Yakt=3,04 Erdemir datalarna gre cevher/Yakt oran:3,04 olduunda yaklak Kok tketimi:425(Kg/TSM) Kmr Tketimi:76,09(Kg/TSM)dir.Bu deerlerde toplam yakt tketim snrlarn ok az gemektedir. Cevher/Yakt=2,9226*0,7558-0,14559 Cevher/Yakt=3,04 Cevher/Yakt=2,9226*0,85-0,14559 Cevher/Yakt=3,01 Yukadaki denklemlerden grld gibi bazikliin en de yakn olduu 0,7558 deerinde harcanan yakt miktar en dktr. 12.TARTIMA Erdemir gibidir: Koktaki % alkali:%0,4 Kmrdeki %alkali:%0,198 Sinterdeki %alkali:%0,186 Peletteki % alkali:%0,0509 Cevherdeki % alkali:%0,0663 2.yksek frnda kullanlan hammaddelerin ierdikleri alkali oranlar aadaki

Yksek frna yukardaki hammaddelerle giren alkalilerin miktarlar,curuftaki alkali miktar ve giren toplam alkalinin curufla atlan yzdesi hesaplanmtr.Aadaki tablolarda 2004 yl

45 ocak ve ubat aynn baz gnleri iin bu hesaplamalarn sonular rnek olarak gsterilmitir. Erdemir 2. yksek frn (1-4) ocak 2004 yl tablosu aadaki gibidir: izelge 12.1 Erdemir 2. yksek frn (1-4) ocak 2004 yl tablosu 2004 Yl Toplam koktaki K2O(ton) Toplam kmrdeki K2O(ton) Toplam sinterdeki K2O(ton) Toplam peletteki K2O(ton) Toplam cevherdeki K2O(ton) Toplam mangandaki K2O(ton) Curuf hacmi(kg/TSM) Toplam scak maden iin oluan curuf hacmi(ton) Curuftaki alkali miktar(ton) Giren toplam alkali miktar(ton) Giren alkalinin curufla atlan yzdesi B/A 1 Ocak 7,7892 1,0781 5,1152 2,1834 0,4936 0 213 1070,75 8,3519 16,66 50,133 0,828 2 Ocak 7,2048 0,9997 4,8451 2,0856 0,4726 0 208 1003,39 7,1241 15,608 45,644 0,812 3 Ocak 8,1152 1,1992 5,3575 2,3039 0,5205 0 204 1052,64 8,105 17,4966 46,32517 0,794 4 Ocak 8,074 1,1012 5,236 2,251 0,508 0 207 1039,14 7,17 17,1719 41,75461 0,806

Yukardaki

tabloda

frna

en

byk

alkali

girdisinin

koktan

geldii

grlmektedir.Hammaddelerle frna giren alkalinin giren toplam alkalinin ne kadarna karlk geldii aada hesaplanmtr. 1 Ocak 2004 Giren toplam alkali miktar(ton): 16,66 Toplam koktaki K2O(ton): 7,7892 Toplam kmrdeki K2O(ton): 1,0781 Toplam sinterdeki K2O(ton): 5,1152 Toplam peletteki K2O(ton): 2,1834 Toplam cevherdeki K2O(ton): 0,4936 Giren toplam alkalinin koktan gelen yzdesi:(778,92/16,66)=%46,75

46 Giren toplam alkalinin kmrden gelen yzdesi:(107,81/16,66)=%6,47 Giren toplam alkalinin sinterden gelen yzdesi:(511,52/16,66):%30,70 Giren toplam alkalinin peletten gelen yzdesi:(218,34/16,66):%13,10 Giren toplam alkalinin cevherden gelen yzdesi:(49,36/16,66):%2,96 izelge 12.2 arj malzemelerindeki alkali miktar ve yzdeleri(1 Ocak 2004) Giren Alkali Dalm arj Maddesi Kok Kmr Pelet Para cevher Sinter Toplam Alkali Miktar 7,7892 ton/gn; 1,54 kg/TSM 1,0781 ton/gn;0,214 kg/TSM 2,1834 ton/gn;0,434 kg/TSM 0,4936 ton/gn;0,098 kg/TSM 5,1152 ton/gn;1,017 kg/TSM 16,66 ton/gn ; 3,31 kg/TSM Alkali %si %46,75 %6,47 %13,10 %2,96 %30,70 %100

3,5

3

2,5

2 Alkali Miktar Alkali %'si

1,5

1

0,5

0

Kok

Kmr

Pelet

Para cevher

Sinter

Toplam

ekil 12.1 Hammadelerdeki alkali miktarlar

47 Erdemir 2.yksek frn (3-6) ubat 2004 yl tablosu aadaki gibidir: izelge 12.3 Erdemir 2.yksek frn (3-6) ubat 2004 yl tablosu 2004 Yl Toplam koktaki K2O(ton) Toplam kmrdeki K2O(ton) Toplam sinterdeki K2O(ton) Toplam peletteki K2O(ton) Toplam cevherdeki K2O(ton) Toplam mangandaki K2O(ton) Curuf hacmi(kg/TSM) Toplam scak maden iin oluan curuf hacmi(ton) Curuftaki alkali miktar(ton) Giren toplam alkali miktar(ton) Giren alkalinin curufla atlan yzdesi B/A 3 ubat 8,0592 1,172 6,96 2,264 0 0 238 1228,318 11,669 18,4564 63,224 0,808 4 ubat 7,925 1,117 6,658 2,164 0 0 242 1160,148 10,67 17,865 59,742 0,831 5 ubat 7,956 1,208 6,510 2,10 0 0 249 1196,943 10,652 17,774 59,93 0,801 6 ubat 7,592 0,915 5,950 1,902 0 0 244 1019,188 8,561 16,36 52,32 0,826

Erdemir 2. yksek frn (14-15)ocak-(14-15) ubat 2004 yl tablosu aadaki gibidir: izelge 12.4 Erdemir 2.yksek frn (14-15)ocak-(14-15) ubat 2004 yl tablosu 2004 Yl 14 Ocak Toplam koktaki K2O(ton) 8,41 0,171 Toplam kmrdeki K2O(ton) 4,957 Toplam sinterdeki K2O(ton) Toplam peletteki 1,696 K2O(ton) 0,421 Toplam cevherdeki K2O(ton) 0 Toplam mangandaki K2O(ton) Curuf hacmi(kg/TSM) 231 Toplam scak maden iin 926,079 oluan curuf hacmi(ton) Curuftaki alkali 6,38 miktar(ton) Giren toplam alkali 15,66 miktar(ton) Giren alkalinin curufla 40,80 atlan yzdesi B/A 0,843 15 Ocak 6,278 0,294 3,919 1,35 0,333 0 223 735,9 5,66 12,17 46,53 0,846 14 ubat 7,167 0,831 5,795 1,378 0,532 0 238 1022,686 10,53 15,70 67,07 0,8 15 ubat 7,01 0,709 6,051 1,458 0,357 0 239 977,271 7,622 15,59 48,882 0,855

48

Yukardaki tablolardan grld gibi Erdemir 2.yksek frnna hammaddelerle giren alkalilerin curufla atlan yzdesi %40 ile %70 arasnda deimektedir. Daha nce Kanadada yksek frnda alkali kontrol zerine bir alma yaplmtr.Bu almada: 1. arjda sinter kulanlmamtr.Bylece alkalilerin frna dardan geri dnm olmamaktadr. 2. Sv madendeki kkrtn maksimum %0,025 olmas hedeflenmitir. 3. Frna giren alkali yk kullanlan bilgisayar programyla periyodik olarak kontrol edilerek tehlikeli snrlarn altnda tutulmutur. 4. K2Onun Na2Oya gre daha byk ve nemli bir alkali girdisi olduu ve yksek frna girip kan malzemelerdeki K2O analizinin X-Ray yntemiyle kolaylkla yaplmasna kar Na2O analizinin ok zaman tketen atomik absorbsiyonla yaplmakta olduu ,ayrca curuftaki K2O ieriinin curuf bazikliinin ayarlanmasyla direkt olarak kontrol edilebilecei belirlenmitir. 5. Yksek curuf baziklii,yksek frn scakl,ykleme esnasnda baz malzemelerin dk konsantrasyonda bulunmas frnda hzla birikimlere sebep olmakta ve bunun sonucunda: Fiziksel anma ve kimyasal etkiler sonucu refrakterin ypranmasndan dolay astar mrnn ksalmas, Yksek frn basnc,asklanma,kabuk oluumu ve kokun kalitesinin dmesi gibi iletme problemlerinin ortaya kt belirlenmitir. Dofasco yksek frn datalar aadaki gibidir:

49

izelge 12.5 Dofasco yksek frn emas Dofasco Yksek Frn Hammaddeler-Libre/TSM Sherman pelet-900 Adams pelet-900 Wabush pelet-900 Hurda-250 B.O.F.Curuf-150 Kireta-60 Dolomit-180 Kok-900 Ya-180 Gnlk retim-TSM #2 B.F.-1750 #3B.F.-1850 #4B.F.-2800 Sv Maden %Si=1,00 %Mn=1.10 %S=0,025 Curuf Baziklik=1,20

12.1)Frna girenler: 1.Alkali:

Ton sv maden bana sisteme giren alkali(libre/TSM)

Gn ekil 12.2 Ton sv maden bana sisteme giren alkali(libre/TSM)-gn grafii Yukardaki grafikte y ekseninde ton sv metal bana frna giren alkali yzdesi ve x ekseninde gnler gsterilmitir.Grafikten grld gibi ton sv metal bana frna giren alkali miktar 5-9(libre/TSM) arasnda deimektedir.Bu deer yaklak olarak 2,5-4,5 kg/TSMe karlk gelmektedir. Erelide ton sv maden bana frna giren alkali miktar 3,75 kg/TSMe karlk gelmektedir.Dofasco ve Erdemirde ton sv maden bana frna giren alkali miktarlarnn ayn snrlarda kald grlmektedir.

50 2.Kok:

Kuzey Blgesi Koktaki % K2O Gney Blgesi

Gn ekil 12.3 Koktaki %K2O-gn grafii Yukardaki grafikte koktaki K2O yzdesinin gnlere bal deiimi gsterilmitir.Grafikten grld gibi koktaki K2O oran %0,12-0,28 arasnda deimektedir.Erelide koktaki K2O oran %0,291 dir. Erdemirde koktaki K2O orannn dofascodaki ile yakn deerlere sahip olduu grlmektedir. 3.Pelet:

Peletteki % K2O

Gn ekil 12.4 Peletteki % K2O-gn grafii Yukardaki grafikte Sherman ve Adams peletlerindeki %K2Onun gnlere bal deiimi gsterilmitir.Grafikte grld gibi peletteki K2O %0,04-0,14 arasnda deimektedir.Erdemirde peletteki K2O oran % 0,0509 olup dofascodaki deer snrlar iinde kald grlmektedir.

51

12.2)rnler: Kanadada yaplm olan bu almada curufun ve baca gaz bileenlerinin(