UCTEA Chamber of Metallurgical & Materials Engineers’s Training Center Proceedings Book

886 IMMC 2018 | 19th International Metallurgy & Materials Congress

Granüle İnba Sisteminde Tamburda Kullanılan Elek Tasarımı Değiştirilerek Kullanım Süresinin 3 Aydan 15 Aya Uzatılması

•

Improving the Life Span of the Plate Screens at Slag Granulation System (Inba) from 3 Months up to 15 Months, via Alteration of Screen Design

İbrahim Çakmak, Mehmet Atıl Tunç

İskenderun Demir ve Çelik A.Ş. Payas/Hatay, Türkiye Abstract

In this paper, Slag granulation and conveying system (INBA) rotating drum screens improvement work is examined at BF No. 4, Iskenderun Iron and Steel Co. (ISDEMIR) which was commissioned in August 2011. The advantages for the ironmaking process of changing the screens’ design and material quality of the drum system, has been discussed.

During the process, pig iron and slag, that are obtained from SDEM R blast furnaces, are taken out of the furnace from the hearth area called as tap hole. The molten metal and slag is separated automatically in the main runner system by the difference between their densities.After the separation, the slag is led to INBA system where it is granulated by 2,5 bars pressure and 2500 m3 of water. Granulated slag is forced by the mixers to the rotating drum to be sieved from water drops. Via the screens of the rotating drum system, the granulated slag is separated from water properly and distributed to the conveyor belts without water. The screen plates are doing a critical job on the system. If any fragmentation or cracking occurs on the screens, the granulated slag will not be separated in proper way and the abrasive slag granules will join the water circulation. In this case the abrasion in the carrying pipes, cooling circuit pipes and cooling towers will effect the whole granulation system adversely in time. For this reason, the design and the material specification of the cracked or teared screen plates had been changed to upto 15 months lasting one and the expenditure for the damaged parts of the system was lowered.

With a total working volume of 2500 m³, Turkey’s newest and biggest Blast Furnace ISDEMIR Blast Furnace #4 (Dilek) was using the double layers of screens in the drums (thick and thin one, 3 mesh and 18 mesh) that are getting torn apart in 3 months. In 2017, the shape of the screen holes, material quality and thickness have been changed, double layer application was abandoned to single layer

screen. As a result of the efforts; the life expectancy has been improved upto 15 months, labour cost and the damages derived from the case is reduced.

Özet

Bu çalı mada, skenderun Demir ve Çelik A. ’de( SDEM R) 2011 yılı A ustos ayında devreye alınan 4 Nolu Yüksek Fırında granüle inba tesisinde yüksek fırıncürufunun inba tesisinde basınçlı su ile granüle ederek, su ile cürufu ayrı tıran tambur eleklerinde yapılan iyile tirme çalı ması incelenmektedir. Demir üretimi sürecinde yüksek fırın cürufunun granüle edildikten sonra su ile granüle cürufu ayrı tıran tambur sistemindeki elek kalitesi ve tasarımının de i tirilerek sa lanan avantajlar irdelenmektedir.

SDEM R Yüksek Fırınlarında, proses sonrası elde edilen sıvı ham demir ve cüruf, fırın hazne bölgesinde bulunan, döküm deli i olarak adlandırılan bölgelerden fırın dı ınaalınır. Sıvı ham demir ve curuf özgül a ırlıklarından dolayıkanal içerisinde ayrı tırıldıktan sonra sıvı curuf granüle inba sistemi tarafına yönlendirilerek 2,5 bar basınç, 2500 m3 su ile granüle hale getirilmektedir. Granüle hale gelen sulu curuf döner ekipmanlı tambur sistemine getirilerek tambur üzerinde bulunan elekler sayesinde su ile granüle curuf ayrı tırılıp, curufun susuz bir ekilde stoklanmasısa lanır. Tambur ekipmanın da bulunan elekler çok kritik öneme sahip olup, elek üzerinde olu abilecek parçalanma ve yırtılmalar su ile curufun yeterince ayrı mamasınıetkileyecektir. Su ile curufun iyi bir ekilde ayrı mamasıtüm sistemi zamanla etkileyece inden, üretim sürecini de riskli bir duruma getirmesi söz konusu olabilecektir. Bu sebepten mevcut durumda 3 ay içerisinde granüle curufun a ındırıcılık özelli inden dolayı parçalanan ve yırtılaneleklerin tasarımı de i tirilerek elek ömrünün 15 aya kadar uzatılması ve sisteme verece i zararlar minimum seviyeye indirilmi tir. 2500 m³’lük çalı ma hacmiyle Türkiye’nin en büyük yüksek fırını olan SDEM R 4. Yüksek Fırın (Dilek) da, granüle inba sisteminde tambur eleklerinde çift elek

TMMOB Metalurj i ve Malzeme Mühendisleri Odas ı Eğ i t im MerkeziBildir i ler Kitab ı

88719. Uluslararas ı Metalurj i ve Malzeme Kongresi | IMMC 2018

kalın ve ince olarak (3mesh ve 18 mesh) kullanılırken(2017 yılına kadar). Bu kalitedeki elekler 3 ay içerisinde parçalanıp yırtılmaya ba lamaktaydı. 2017 yılında ve sonrasında yapılan çalı malar sonucunda elek malzemesinin kalitesi delik ekli ve kalınlı ı de i tirilerekçift elek kullanımından tek elek kullanımına, 3 ay olan ömrü 15 aya kadar uzatılarak her elek de i imi için harcanan i çilik maliyeti, sistem ekipmanlarına verdi izarar ve elek maliyetlerini dü ürmü tür. Bu sayede üretim süreklili i de katkı sa lanmı tır.

1. Giri

Türkiye’nin en büyük ve en yeni yüksek fırını SDEM RA. . de 17 A ustos 2011 tarihinde devreye alınan 2500 m3 lük çalı ma hacmi ile 4. Yüksek Fırındır. 4. Yüksek fırındagünlük sıvı ham demir üretim miktarı ortalama 6500ton/gün, sıvı ham demir ile birlikte dı arı alınan curuf miktarı ortalama 2000ton/gün’ dür. SDEM R Yüksek Fırınlarında, proses sonrası elde edilen sıvı ham demir ve cüruf, fırın hazne bölgesinde bulunan, döküm deli i olarak adlandırılan bölgelerden fırın dı ına alınır. Haznede fırınölçülerine göre de i en sayıda döküm deli i bulunur. Sıvıham demir ve cüruf bu deliklerin özel bir matkap ile açılması ile fırın içerisindeki basınç kullanılarak fırındı ındaki ana kanallara alınır. Özgül a ırlık farkıyla sıvıham demir ve curuf kanallar içerisinde ayrı tırılarak curuf granüle inba tesisinde granüle hale getirilip tambur sistemi yardımıyla su ile curuf ayrı tırılıp, curufun stok sahasınaalınması sa lanır.

Bu çalı mada granüle inba sistemindeki elek kalitesi ekliile ilgili bilgiler ve kazanılan avantajları irdelenmektedir.

2. Yüksek Fırın Curuf Granüle nba Sistemi

nba sistemi yüksek fırınlarda sıvı ham demir üretimi esnasında yan ürün olarak çıkan cüruf granüle tesislerinde basınçlı su verilerek granül hale getirilmektedir. Granüle haline getirilen cüruf çimento sanayinde hammadde olarak kullanılmaktadır. Cüruf yapısında % 42 SiO2, %33 CaO, %12 Al2O3, 6,63 %MgO, %0,22 FeO, %0,6 S içerir. 4 Nolu Yüksek fırında 1 ton sıvı ham demir için cüruf miktarı300-320kg/t ve günlük cüruf üretim miktarı min.1.680 ton ve max. 2.200 ton olarak planlanmı tır.

ekil 1. Granüle nba Sistemi

1. Granül Ba lı ı

2. Su besleme

3. Granül tankı

4. Baca

5. Da ıtıcı (Distribütör)

6. Susuzla tırma tankı

7. Sıcak su tankı

8. Granül su pompası

9. Tank temizleme suyu

10. Tank temizleme havası

11. Konveyör bandı

12. Stok bölgesi

yile tirme çalı ması yapılan bölge 6 nolu bölgedir. Bu bölgede su ile curufun ayrı masını sa layan tambur bulunmaktadır. Bu ayrı ma tamburda bulunan elekler vasıtasıyla sa lanmaktadır. Tambur üzerinde 84 adet elek bulunmaktadır. 4. Yüksek Fırında 2 adet granüle inba sistemi bulundu u için toplamda 168 adet elek bulunmaktadır. su ile curuf elek üzerinde ayrı arak su 7 nolu sıcak su havuzuna dökülmek, curuf ise elek üzerinde kalarak 19 nolu konveyör bant üzerinden curuf stok sahasına gönderilmektedir.

ekil 2. Tambur Sistemi

UCTEA Chamber of Metallurgical & Materials Engineers’s Training Center Proceedings Book

888 IMMC 2018 | 19th International Metallurgy & Materials Congress

1. Susuzla tırma tankı,2. Distirübör&yava latma kutusu, 3. Tambur kanadı,4. Konveyör bandı,5. Temizleme suyu, 6. Temizleme havası,7. Yardımcı ve süzme ektanı,8. Curuf kumu katmanı,9. Sıcak su tankı,10. Su aktarma sistemi,

ekil 2 üzerinde görünen 1 nolu Susuzla tırma tankındaeski durumda 2 adet elek kullanılmaktaydı. Bunlardan biri ince (18 mesh) di eri ise kalın (3 mesh) elektir.

ekil 3. Eski Tip nce Elek (18 mesh)

ekil 4. Eski Tip Kalın elek (3 mesh)

Bu elekler ince alt tarafta olacak ekilde montajı tambur üzerine yapılmaktadır.

ekil 5. Tambur Sistemi Eleklerin Montajlı Hali

Curufun granüle olduktan sonraki tane boyutu;

5mm 3-5mm 1-3mm 1mmaltı

Tane rili i(mm)

1,15% 13,05% 60.61% 25,19%

Curuf granüle olduktan sonra tane boyutunun %75 i 1mm üzerindedir. Kimyasal yapısından dolayı çok fazla a ındırıcılık özelli ne sahiptir. A a ıdaki resimde 3 ay içerisinde parçalanan elek resmi gözükmektedir.

ekil 6. Tambur Sistemi Eski Tip nce Elek (3 mesh)

TMMOB Metalurj i ve Malzeme Mühendisleri Odas ı Eğ i t im MerkeziBildir i ler Kitab ı

88919. Uluslararas ı Metalurj i ve Malzeme Kongresi | IMMC 2018

ekil 7. Tambur Sistemi Eski nce Elek Montajlı Hali

Bu ekilde parçalanan eleklerden ekil 2. Resminde görünen 9-10 nolu sıcak su tankı ve su aktarma havuzuna kaçan curuflar tüm sistemde dola arak curuf birikintilerine sebep olmaktadır. Zamanla bu birikintiler sistemin daha verimli çalı masına ve su balansının bozulmasına neden olmaktadır. A a ıdaki resimde sıcak suyun so utulmasıiçin kullanılan so utma kulesinin iç kısmı gözükmektedir. Eleklerin parçalanmasıyla sistem içerisine kaçan curuflar zamanla so utma kulesinde birikme yaparak, içerde kütleler olu turmaya ba lamı tır. Bu olu um sistemin verimli çalı masını engellemektedir.

ekil 8. So utma Kulesi

2.1. Yeni Tasarım Krom Tambur Ele i

4. Yüksek Fırın curuf granüle inba sisteminde en kritik ekipmanlardan biri olan tambur sistemindeki elekler, curufun susuzla tırılması için önemli bir yere sahiptir. Sistemin verimlili i, süreklili i ve di er ekipmanlarınperformansları tamamen elek sisteminin sa lıklı bir ekildeçalı masıyla do ru orantılıdır. 2017 yılına kadar sistem açısından büyük sorunlar çıkaran elek sistemi tasarımıtamamen de i tirilerek daha verimli ve uzun ömürlü krom elek uygulamasına geçilmi tir.

ekil 9. Krom Elek X Detayı

ekil 10. Krom Elek Malzeme Kalitesi

ekil 11. Krom Elek Tambura Montajlı Hali

UCTEA Chamber of Metallurgical & Materials Engineers’s Training Center Proceedings Book

890 IMMC 2018 | 19th International Metallurgy & Materials Congress

3. Krom Elek Kullanımının Faydaları

4. Yüksek Fırın curuf granüle inba sisteminde krom elek kullanımının temel avantajları u ekilde sıralanabilir;

• Eski Tip çift elek kullanımında elek ömrü ortalama 3 ay iken krom elek ömrü 15 aya kadar uzamı tır.

• Elek de i im süresi uzadı ı için harcanan i çilik süreside azalmı tır. Her bir elek de i imi için 2 Mekanik Bakımpersoneli 1 Elektrik Otomasyon personeli ve 1 i letme personeli 1 saat i çilik harcamaktaydı.

• Krom eleklerde yırtılma ve parçalanma olmayaca ı için sistem içerisine kaçan curuf miktarı minimum seviyeye dü ece inden sistem ekipmanlarına verece i zarar da minimum seviyeye dü mü tür.

• Elek de i im süresi uzadı ından sistemin daha verimli çalı ması sa lanmı tır.

• Curuf granüle inba sistemi için harcanan elek maliyetleri dü mü tür.

Tablo 1. Mevcut durumda kullanılan elek ile krom ele egeçildikten sonraki durumu gösteren grafik.

4. Sonuç: 2500 m³’lük çalı ma hacmiyle Türkiye’nin en büyük yüksek fırını olan SDEM R 4. Yüksek Fırınındakicuruf granüle inba sistemindeki tambur susuzla tırmadakullanılan eleklerin tasarımı de i tirilip krom ele egeçildikten sonra yıllık elek de i im sayısı 450 adetten 100 adete dü ürülmü tür. Ayrıca sistem içerisine kaçan curuf miktarı minimum seviyeye indirilerek sistem ekipmanlarınaverece i zarar minimum seviyeye indirilmi tir. Yeni tasarım krom elek için de patent ba vurusunda bulunularak patent alma çalı maları ba latılmı tır.

Referanslar

[1] SDEM R A. . 4. Yüksek Fırın Curuf Granüle nbaProjeleri, 2011. [1] SDEM R A. . 4. Yüksek Fırın Curuf nba Elek Projeleri, 2011. [1] 4.Yüksek Fırın 2011 – 2016 Dönemlerine Ait Parametreler.