MET - 222DEMİR ÇELİK METALURJİSİ

DERS NOTLARI

Hazırlayan : Doç.Dr. Halil ARIK

ANKARA - 2009

Demir ve Özellikleri

- Kimyasal gösterimi: Fe- Atom numarası: 26- Atom Ağırlığı: 55,847 g/mol- Yoğunluğu: 7,86 g/cm3

- Ergime Derecesi: 1538 °C- Kaynama Noktası: 2861 °C- Kristal Yapısı: Hacim Merkez Kübik (HMK)- Brinell Sertliği: 490 MPa- Atom yarıçapı: 126 pm (pikometre) (1x10-12m )- Young Modülü: 211 GPa

Demirin Yerkürede Bulunuşu

En içten en dışa yerküre kesiti

Yerküre, yerbilim (jeoloji) çalışmaları ile yapısı anlaşılmaya çalışılan Yerküre’ye aitbilgilerin çoğu, sismik dalgaların incelenmesi sayesinde elde ediliyor. Depremlersonucu oluşan doğal veya bilim adamlarının oluşturduğu yapay sismik dalgaların, farklı yapılardaki katmanlarda farklı davrandıkları biliniyor. Yerküre içinde hareketeden bu dalgaların davranışlarının incelenmesi sonucunda Yerküre’nin iç yapısı anlaşılabiliyor. Yerküre’nin merkezinde katı haldeki nikel ve demirden oluşan İç çekirdek bulunuyor. Bu çekirdeği çevreleyen Dış çekirdek ise, içindeki sülfür ve oksijen nedeniyle ergime noktası düştüğü için sıvı halde bulunan nikel ve demirdenoluşuyor. 4.5 milyar yıldır soğumasına rağmen hala çok sıcak olan çekirdek, Yerküre'nin manyetik alanının oluşmasındaki etken. Daha sonra gelen ve Alt Mantove Üst Manto diye ikiye ayrılan Manto ise, kısmen ya da tümüyle eriyik durumdakikayaçlardan oluşan magmayı içeriyor. Demir, magnezyum, silikon ve oksijence

zengin mineralleri içeren Manto’dan sonra, bu katmanların en incesi olan ve okyanuslar ile kıtaları barındıran Yerkabuğu bulunuyor.

Yer kabuğu

Yer kürenin en dış katmanıdır. Yer kürenin toplam hacminin % 2'den azını,

kütlesinin ise binde 4'ünü oluşturur. Daha derin tabakalara oranla düşük

yoğunlukta ve katı yapıdadır. Yer kabuğunun okyanus tabanlarında kalan

kısmı oldukça ince (5-10 km), kıtalardaki kısmı ise daha kalındır (30-70

km). Yer kabuğu yoğunluğunun okyanus tabanlarında daha yüksek

(3,2g/cm3), kıtalarda ise daha düşük (2,7-3 g/cm3 ) olduğu bilinmektedir.

Bu farklılıklar nedeniyle, 'okyanus kabuğu ve kıta kabuğu şeklinde iki ayrı

tanım yapılır.

Yerkürenin Kesit Görünüşü

Yerküre Katmanlarının Bileşimi (% Ağırlık olarak)

Element Yer Küre Kıtasal Kabuk OkyanusalKabuk Manto Çekirdek

Demir (Fe) 31,9 5,1 8,2 6,3 85

Oksijen (O) 29,7 46,6 44,9 44,8

Silisyum (Si) 16,1 27,7 24,1 21,5 6

Magnezyum (Mg) 15,4 2,1 4 22,8

Nikel (Ni) 1,82 0,01 0,2 5,2

Kalsiyum (Ca) 1,71 3,6 7,8 2,5

Alüminyum (Al) 1,59 8,1 7,7 2,3

Kükürt (S) 0,63 0,05 0,03 1,9

Krom (Cr) 0,47 0,26 0,9

Sodyum (Na) 0,18 2,8 1,6 0,27

Mangan (Mn) 0,17 0,1 0,1 0,3

Fosfor (P) 0,12 0,1 0,009 0,35

Çelik Üretim Aşamaları

ÇelikÇelik, ana bileşeni demir, ana alaşım elementi ise karbon olan

bir demir karbon alaşımdır. Üretim yöntemleri ve kullanılan cevherlerden dolayı manganez, silisyum, fosfor ve kükürtçeliğin bünyesinde bulunan diğer elementlerdir.

Günümüzde yaklaşık 3500 adet farklı fiziksel ve kimyasal özelliklerde çelik bulunmaktadır. Mevcut çeliklerin yaklaşık %75’i son 20 yıl içerisinde geliştirilmiştir. Eğer eyfel kulesi bugün yeniden inşa edilecek olsa mühendisler için daha önceden tüketilen miktarın 1/3’ i yeterli olabilecektir. Bu örnek çelik türlerinin her geçen gün kalitelerinin iyileştirildiğini göstermektedir.

Çeliğin ÖnemiBir ülkenin gelişmişlik düzeyini gösteren en önemli kriterlerden biri de o ülkede kişi başına tüketilen demir ve çelik miktarı olarak kabul edilmektedir. Bunun ne anlama geldiğini anlamak için çeliğin nerelerde tüketildiğine bakmamız gerekir.Otomotiv sektörüİnşaat sektörüTaşımacılık sektörüBeyaz eşya sektörüGemi inşasıMakine ve imalat sektörü gibi pek çok alanda tüketilmektedir.

Yıllara Göre Çelik Üretimi (Milyon Ton Olarak)

Yıl Dünyadaki Üretim Yıl Dünyadaki Üretim

1970 595 2000 848

1975 644 2001 850

1980 717 2002 904

1985 719 2003 970

1990 770 2004 1069

1995 752 2005 1147

1996 750 2006 1251

1997 799 2007 1344

1998 777 2008 1329

1999 789 2009 1219

Çelik Üreten Ülkelerin Sıralaması (Milyon ton olarak)

Ülke Adı Sıralama 2006 Sıralama 2007

Çin 1 423 1 489,2

Japonya 2 116,2 2 120,2

ABD 3 98,6 3 98,2

Rusya 4 70,8 4 72,4

Hindistan 5 49,5 5 53,1

Güney Kore 6 48,5 6 51,5

Almanya 7 47,2 7 48,6

Ukranya 8 40,9 8 42,8

Brezilya 10 30,9 9 38,8

İtalya 9 31,6 10 31,5

Türkiye 11 23,3 11 25,8

Tayvan 12 20,1 12 20,9

Taplam 1251 1344

Temel olarak günümüzde çelik üretiminde takip edilen iki güncel yol vardır.Bunlar;1. Yol : Entegre tesislerde demir cevherinden Yüksek fırınlarda pik demir üretimi ve akabinde bu pik demirden Bazik Oksijen Fırınlarında (BOF) Çelik Üretimi 2. Yol : Mevcut demir çelik hurdalarının elektrik ark ocaklarında tekrarergitilmesiyle çelik üretimi şeklindedir.2007 Yılı itibariyle dünya çelik üretimi 1344 milyon ton olup, bunun yaklaşık 1/3’ü çelik hurdasından elde edilirken kalanı demir cevherinden elde edilmiştir. Türkiye de ise 2007 yılı itibariyle üretilen 25,8 milyon ton çeliğin 19,5 milyon tonu çelik hurdasından elde edilmiştir. Bu hurdanın sadece 6,2 milyon tonu ülke içinden temin edilmiş olup, kalanı tamamen ithal edilerek karşılanmıştır. Mevcut rakamlara bakıldığında şuanda dünyanın en önemli çelik hurda ithalatçısı durumundayız. 2007 yılındaki Pik demir üretimimiz 6,2 milyon ton olup toplam pik tüketimimiz 6,6 milyon ton kadardır.

Ülkelerin Çelik Üretim Metotları

2006 Yılı Demir Cevheri Üretimi (Milyon ton olarak)

Ülke Adı Üretim Miktarı Ülke Adı Üretim Miktar

Çin 520 Kanada 33

Brezilya 300 İsveç 24

Avustralya 270 Venezüella 20

Hindistan 150 Kazakistan 15

Rusya 105 İran 20

Ukrayna 73 Moritanya 11

ABD 54 Diğer Ülkeler 43

Güney Afrika 40 Toplam 1690

Çelik ÜretimiÇelik üretiminde takip edilen iki yol vardır. Bunlar;1. Demirin doğal hammaddesinden (demir cevherinden) çelik üretimi.2. Çelik hurdasının yeniden işlem görmesiyle.

Çelik hurdalarının tekrar kazanımıylaa- Sınırlı olan doğal kaynakların kullanımı azalmakta b- Bu alandaki çevre kirlenmesinin önüne geçilmesi gibi kazanımlar

sağlanmaktadır.

Demir Çelik Entegre TesisiTürkiye de mevcut olan demir çelik

entegre tesisleri

1. Karabük

2. Zonguldak ereyli

3. İskenderun demir çelik tesisleri

Demir cevherinden demir-çelik üretimi

Demir cevherinden demir çelik üretimindeki aşamalar1- Hammaddenin (demir cevheri, kok kömürü, kireç taş sıcak hava)

yüksek fırın için hazırlanması.2- Yüksek fırında pik demir üretimi3- Sıvı pik demirden bazik oksijen fırınlarında çelik üretimi4- Sıvı çeliğin sıcaklık ve kimyasal kompozisyon bakımından sürekli

düküm için hazırlanması.5- Sürekli döküm ile sıvı çelikten katı blok parçaların (slabs-blooms-

billets) üretimi. 6- Blok parçalardan haddeleme ile yassı (levha) veya uzun (Profil) çelik

ürün elde edilmesi

Yüksek Fırında Pik Demir Üretimi

Yüksek Fırına Yüklenen Malzemeler- Demir cevheri- Metalurjik kok kömürü- Cüruf yapıcı katkı maddeleri - Sıcak ve basınçlı hava

Demir CevheriDemir cevheri hakkında bilgi vermeden önce genel olarak mineral ve cevher

tanımlamalarını yapmamız gerekir.Cevher : Ekonomik değeri olan iki ve daha fazla mineralden oluşan mineral

guruplarına maden, metal içeren madenlere de cevher denir.

DDüünyannyanıın n öönemli cevher nemli cevher üüreticilerinin reticilerinin üürettikleri demir cevherlerininrettikleri demir cevherlerininortalama iortalama iççeriklerierikleri: %57: %57--66 Fe, % 166 Fe, % 1--5 SiO5 SiO22, %1,5, %1,5--2,5 Al2,5 Al22OO33, %0,02, %0,02--0,05 S,0,05 S,

%0,01%0,01--0,07 P 0,07 P şşeklindedir.eklindedir.

Mineral : YeryYeryüüzzüünde donde doğğal olarak varolan, benzer veya farklal olarak varolan, benzer veya farklıı fiziksel fiziksel öözellikleri olan ve belli bir kimyasal formzellikleri olan ve belli bir kimyasal formüülle ifade edilebilen lle ifade edilebilen inorganik maddelerdir.inorganik maddelerdir.

Demir Mineralleri

Demir, tabiatta bileşikler halinde bulunur ve genellikle oksit halde bulunur. Bileşimlerine göre ad alan demir minerallerinden demir çelik üretiminde kullanılabilenleri şunlardır.Hematit : Fe2O3

Mağnetit : Fe3O4

Limonit : H2FeO4(H2O)Gotit : Fe2O3 .H2O

Diğer Demir Mineralleri

Bu bileşiklerin dışındaki sülfürlü, sülfatlı ve karbonatlı bileşiklerin yüksek fırında çelik üretiminde ve benzeri yerlerde kullanılabilmeleri için ön zenginleştirme işlemlerine tabi tutulmaları gerekmektedir. Bu bileşiklerden bazılarıPirit : FeS2

Protin : FeSMelenterit : FeSO4

Siderit : FeCO3

Çeşitli Demir Mineralleri

Mağnetite Hematite

Çeşitli Demir Mineralleri

Goethite Limonite

Demir Cevherlerinin Değerlendirilmesi

Demir cevherinin değerlendirilmesinde değişik unsurlar dikkate alınmaktadır

- Cevherin fiziki durumu- Cevherin bileşimleri- Cevherin demir bakımından zenginliği- Cevherin çıkarılabilme kolaylığı ve diğer

ekonomik unsurlar.

Yüksek Fırına Yüklenen Cevherlerde Aranan Özellikler

Cevherin Parçacık BüyüklüğüCevherin İndirgenebilirlik ÖzelliğiCevherin GözenekliliğiCevherin MukavemetiCevherlerin Yüksek Fırın İçerisindeki Şişme Özellikleri ve Fırına Olan Etkileri

Cevherin Parçacık Büyüklüğü

Malzeme : Parçacık boyutu (mm)Pelet : 4,7-19Sinter : 4,7-31Parça cevher : 9,5-17

Not: Japon yada şuan yüksek fırına yüklenen cevherin oranları%15 parça cevher, % 10 pelet cevher ve % 75 sinter cevher şeklindedir

Cevherin İndirgenebilirlik Özelliği

Yüksek fırındaki indirgenme kabiliyetleri en kolaydan en zora sıralanırsa;

1. Limonit, 2. Hematit,3. Gotit, 4. Pelet, 5. Sinter, 6. Mağnetit Şeklindedir.

Cevherin Gözenekliliği

Gözenekli cevher fırın içerisinde masif yapıdaki cevhere göre daha fazla yer işgal edeceğinden üretim miktarını azaltırken, masif cevhere göre indirgenmesi daha hızlı olacağından bu yönden de bir avantaj sağlamaktadır.

Cevherin Mukavemeti

Yüksek fırına şarj edilecek cevherlerin fırına yükleme yapılmadan ve yapıldıktan sonra fırın içerisinde kırılıp toz haline gelmemesi gerekir. Fırına yüklenen malzemenin kırılıp toz haline gelmesi fırın içerisindeki gaz geçirgenliğini düşürecek bu durum fırının randımanını ve üretilecek pik demirin kalitesini olumsuz yönde etkileyecektir.

Bazı Safsızlıkların Yüksek Fırındaki Etkileri

SiO2Al2O3Kükürt (S) Alkaliler Çinko Kurşun Titanyum Bakır

AGLOMERASYON

Toz haldeki cevherlere veya çeşitli cevher zenginleştirme sonrası elde edilen cevher konsantrelerine tatbik edilen boyut büyültme işlemine genel olarak aglomerasyon adıverilmektedir. Tipik uygulamaları;

SinterlemePeletlemeBiriketleme şeklindedir.

Sinterleme

SinterlemeÜretim metalurjisinde sinterlere daha çok demir cevherlerine tatbik edilmektedir.

Şekil 1 Sinterlemede akım şemasıA- Geri dönen ince SinterB-C- ince cevher D- KokE- Kireçtaşı, F- Çok ince tozlar1- Karıştırma tromeli, 2- Besleyici, 3- Ateşleyici, 4- Toz tutucu, 5- Sinter kırıcı, 6- Sıcak elek 7- Soğutucu, 8-Soğuk elek, 9- Yüksek fırına gönderilen elek üstü, 10- Elek altı ürün11- Geri dönen (elek altı)ince sinter toz, 12- Toz Tutucu,13- Fan,14- Baca

Sinter harmanının kalınlığı : 10-30 cmMax. Sinter sıcaklığı : 1450 °CCevher boyutu 0-10 mmKok-Kireçtaşı boyutu : 0-3 mmSinter harmanı karışımı yaklaşık% 65 cevher% 3,5 kok% 7,5 kireçtaşı% 24 geri dönen toz sinter

Demir Cevherlerini Sinterlemenin Amacı

1. Fazla tozlu cevherlerin tozlarının aglomera edilerek yüksek fırında kullanılabilir hale getirmek.

2. Demir cevherinde mevcut olan kükürdü oksit hale dönüştürmek ve kükürt miktarını azaltmak

3. Yüksek fırın çalışma şartlarında kullanılabilecek ve indirgenme kabiliyeti yüksek, mukavemetli, ufalanmaya dayanıklı şarj malzemesi elde etmek suretiyle üretim verimini artırmak ve işletme arızalarınıen aza indirmek.

PeletlemeDüşük tenörlü veya safsızlıkları yüksek olan cevherler, yüksek fırına verilmeden önce zenginleştirme işlemine tabi tutulurlar. Zenginleştirme sonrası elde edilen konsantre ürün bu haliyle yüksek fırında kullanılmaya uygun değildir. Bu durumda konsantre ürünün içerisine katılan bir bağlayıcı madde ile nem ve ısıyardımıyla belli boyutlarda sertleştirilme işlemine peletleme denir.

Peletleme

Peletlemede Akım Şeması

Şekil 2. Peletlemede akım şeması

Peletlemede Akım Şeması

Peletler

Pelet Yapımında BağlayıcıMaddeler

Pelet yapımı sırasında cevher konsantresine katılan bağlayıcılar genellikle bentonit, kireç, olivin ve organik maddeler gibi bağlayıcı özelliği taşıyan katkı maddeleridir.

BağlayıcıMaddelerin Görevi.

Cevher konsantresi içindeki serbest suyu tutmak.Peletlerin ışıl işlemi esnasında cüruf bağlarıoluşmadan önceki devrelerde (ön ısıtma işlemleri esnasında) parçalanıp dağılmalarınıönlemek.

Bentonit

Demir cevheri peletlenmesinde kullanılan en önemli bağlayıcı özelliği olan katkı maddelerinden biridir. Cevher özelliğine bağlı olarak % 0,5-1,0 arasında değişen miktarlara cevher içerisine karıştırılmaktadır.

Divriği pelet tesislerinde kullanılan bentonit'in özellikleri

Kimyasal Özellikleri

SiO2 % 58-65

A2O3 % 18-25

Fe2O3 % 6 Maksimum

Na2O + K2O % 4 Maksimum

CaO + MgO % 5 Maksimum

Ateş Kaybı %6.5 maksimum

Metalurjik Kok Demir ve demir dışı metallerin üretiminde kullanılan yüksek fırınlarda tüketilen yegane yakıt metalurjik kok kömürüdür. Kok kömürü taşkömüründen destilasyonu sonucu elde edilmektedir.

Taş kömüründen kok kömürü üretimi

Metalurjik Kok

Yüksek Fırında Kok Kömürü

Yanarak fırın içinde gerekli olan ısıyı verir,Kısmi yanma sonucu fırındaki demir oksit minerallerini indirgemek üzere gerekli olan CO gazını sağlar,Yüksek fırından üretilen pik demir içerisindeki bulunan yaklaşık % 4 karbonun kaynağını teşkil eder.

1 Ton Taş Kömürü Koklaştırıldığı Zaman

635 kg kok kömürü, 31 m3 kok gazı (4900 kcal/m3 güçte),11 kg (NH4)2SO4, 38 kg katran11 lt yağ elde edilmektedir.

İdeal Bir Metalurjik Kok Kömüründe

Uçucu Madde : % 0,60 En fazlaSabit Karbon : % 88 En azKükürt : % 0,45 En fazlaKül : % 10 En fazlaGözenek : % 50-55Rutubet : % 3 En fazlaKırma mukavemeti : 180 kg/cm2 (en az)

Sıcak Hava

Sıcak hava 600-1000°C arasına ısıtılır ve 1-1,5 atmosfer fazla basınç ile fırına üflenir. Aksiyal kompresörlerde üretilen bu hava, ısıtıcılardan geçtikten sonra fırının haznesi çevresindeki ana hava simidi vasıtası ile üfleme borusundan tüyerlere üflenir.

Yüksek fırın ve yüksek fırına hava temin eden sobaların görünümü

Yüksek Fırın

Hammadde

Coke particles: 25-70 mm Sinter: 5-50 mm

Lumpy ore: 10-30 mm Pellets: 10-25 mm

Normal olarak günümüz yüksek fırınlarında 1 ton pik demir elde edebilmek için yüksek fırına sinter, pelet veya parçacık şeklinde toplam 1600 kg cevher yüklemesi yapılmaktadır. Ayrıca 380 kg kok ve 280 kg kireçtaşı tüketilmektedir. Bunların yanısıra yüksek fırının tuyerlerinden sobalarda 1150-1250 aralığında ısıtılmış 1000 m3 hava üflenmektedir.

Yüksek Fırında Reaksiyonlar

454°C’de başlar595 °C’de başlar

704 °C’de başlar

850 °C’de başlar

FeS+CaO--------> CaS+FeO

Yüksek Fırında Pik Üretimi

Pülverize kok tüketimi

Yüksek Fırın

ö

Şekil 3. Yüksek fırının şematik gösterimi

Malzeme miktarı (kg) Boyutu (mm)Kok kömürü 380 50Sinter cevher 1160 20Pelet cevher 190 12 Kireçtaşı 280 25

Fırın gazının kompozisyonu (hacimce)Toplam miktarı (m3) 1533CO % 22 CO2 % 22,8 H2 % 4,2Sıcaklık (°K) 430Basınç (Mpa) 0,25

Fırından alınanSıvı pik demir sıc. (°K) 1800Curuf/pik demir oranı 0,30Pik demirin kompozisyonu(%ağ.)C 4,50Si 0,39Mn 0,27P 0,10S 0,03Curufun kimyasal kom (%ağ.)SiO2 33,8CaO 42,5Al2O3 14,3MgO 6,5MnO 0,26S 0,96

1 ton sıvı pik demir için Yüksek fırına yüklenen malzeme

Pik DemirPik demirin kimyasal bileşimiDemir (Fe) : % 93,5-95Silisyum (Si) : % 0,30-0,90Sülfür (S) : % 0,025-0,050Mangan (Mn) : % 0,55-0,75Fosfor (P) : % 0,03-0,09Titanyum (Ti) : % 0,02-0,06Karbon (C) : % 4,1-4,4

Pik Demir

Pik DemirSıvı halde fırından dışarı akıtılan metalik faza pik denmektedir. Elde edilen pik demirdeki Mn ve Si oranı yüksek fırındaki kullanılan cevher ve kireçtaşındaki miktarlarına bağlı olarak değişmektedir. Pik demirdeki manganın fazla olması demirin karbonla Fe3C şeklinde bileşik yapmasını kolaylaştırır ve elde edilen pik demirdeki sementit fazından dolayı beyaz renktedir. Bu tür pik demir çelik üretiminde kullanılır. Eğer mangan yerine pik demirde silisyum daha fazla bulunuyorsa silisyum pik demirin soğumasınıyavaşlatacak ve pik demirdeki karbonun serbest halde yani grafit halde bulunmasını sağlayacaktır. Bu durumda grafitin renginden dolayı elde edilen pik demir esmer renkte olacaktır ve esmer pik demir olarak isimlendirilir. Bu tür pik demir daha çok dökme demir parçaların üretiminde tüketilmektedir. Beyaz pik demir sert ve aşınmaya dayanıklıbuna karşılık esmer pik demir yumuşak ve kırılgandır.

İngot demirin endüstride çok az ve özel kullanım alanları vardır. Saf demir olarak ta isimlendirilen ingot demirin tipik kimyasal analizi şu şekildedir.Karbon (C) : % 0,012Manganez (Mn) : % 0,017Fosfor (P) : % 0,005Sülfür (S) : % 0,025Silisyum (Si) : % eser halde

İngot Demir

Saf Demirin Soğuma Eğrisi

δ HMK

β HMK

γ YMK

Çelik ve Tanımı

Çelik, pikdemirin çelik üretim fırınlarında (elektrik ark ocakları veya bazik oksijen konvertörleri)ikinci bir işlem görmesinden sonra elde edilen üründür. Çelik içerisinde %1,7’ye kadar karbon, % 1’e kadar mangan, % 0,5’e kadar silisyum ve % 0,05’ten az kükürt (S) ve fosfor (P) bulunduran demir karbon alaşımıdır.

Çelik Üretim Metotları- - Bessemer – Thomas çelik üretim metodu- - Simens-Martin çelik üretim metodu- - Elektrik ark ocaklarında çelik üretimi- - Bazik oksijen konvertörlerinde çelik üretimi

Çelik üretiminin ülkemizde ve diğer dünya ülkelerinde 2006 yılı itibariyle ne şekilde yapıldığına bakacak olursak,

Bessemer – Thomas Çelik Üretimi Metodu

Si + 2FeO 2Fe + SiO2

Mn + FeO Fe + MnO

FeO + C Fe + CO

2FeS + 302 2FeO+2SO2

Konvertör İçerisinde Meydana Gelen Reaksiyonlar

Simens – Martin Çelik Üretim Metodu

Ocak içine yüklenen maddeleri

1- Çelik hurdası %50’ye

kadar olabilir.

2- Ergimiş pik demir

3- Katı pik demir

4- Cüruf yapıcı (kireç taşı)

Elektrik Ark FırınlarıElektrik ark fırınlarında (EAF) hurda çelik ergitilir ve yeniden yüksek kaliteli çeliğe dönüştürülür. Modern elektrik ark fırınlarının pek çoğunun temel görevi katı hammaddeyi olabildiğince kısa sürede sıvı ham demire dönüştürmektir. 2006 yılı ihtibariyle dünya çelik üretiminin üçte biri EAF’larında üretilmiştir. Hurda çelik tüketerek EAF’larında geniş bir aralıkta düşük ve yüksek alaşımlı çelik üretilebilmektedir (özellikle paslanmaz çelikler). Normal olarak EAF’nın kapasiteleri 50-150 ton arasında değişmektedir. Üretim süresi ise 45 dakika ile 2 saat arasında değişebilir. Fırındaki hurda tamamen ergidiğinde fırın sıcaklığı 1650 C üzerine çıkar.

Hammadde

Hurda malzemeler

1- Kimyasal kompozisyonlarına göre (düşük alaşımlı, Paslanmaz çelik gibi)

2- Atık element miktarına göre (S, P ve Cu gibi)

3- Fiziksel boyut ve şekline göre

Yüksek kalite hurda demek, her yönüyle (fiziksel ve kimyasal içerik olarak) çok iyi tanımlanmış, düşük atık içeren hurda demektir. Bu tip hurdalar çok pahalıdır ve çelik üretiminde son aşamada tüketilir.

Elektrik Ark Ocaklarında Çelik Üretimi

Elektrik Ark Ocaklarında Çelik Üretimi

Bazik Oksijen Fırını

Konvertöre yüklenenler : Sıvı Pik Metal, Çelik Hurdası veya Demir Cevheri, Curuf Yapıcı (CaO veya CaO-

MgO) 20-40 mm boyutlarında, Saf Oksijen

Konvertörün, dışı çelik sac, içi magnezit veya dolomitik refrakter tuğlayla örülmüş. Kapasitesi yaklaşık 200-300 ton arası sıvı çelik olup, işlem süresi 30 dakikadır. Oksijen üfleme süresi yaklaşık 15 dakikadır.

BOF’da Üretim

Farklı BOF Tipleri