Alüminyum tüketimini azaltmak için kok ile ön deoksidasyon işlemi ve prensibi

Çelik insanoğlu için vazgeçilmezdir. Hayatımızın her alanını ona göre inşa etmekteyiz. Bu vazgeçilmeze sahip olabilmemiz için bir paha ödememiz gerekmektedir. Dünyadaki çelik üretiminde, hammaddeler, fluks malzemeleri, deoksidantlar, hurda ve gaz maliyetleri günden güne artmaktadır. Maliyet kalemlerinden olan alaşımlama ve deoksidant malzemeleri maliyetleri, sıvı ham demir ve hurda maliyetlerinden sonra gelmektedir. Deoksidasyon, çelik üretimin son aşamasıdır ve ergimiş metalden oksijeni alma metodudur. Bazik oksijen fırınlarında, istenmeyen safsızlık elementlerinin rafine edilmesi için oksijen kullanımı nedeniyle, çelik banyosu üfleme sonunda 400 -800 ppm arası oksijen ihtiva eder. Deoksidasyon prosesi, oksijene afinitesi yüksek olan metallerin istenilen miktardaki ferromangan, ferrosilis, alüminyum veya özel deoksidantların sıvı çelik içerisine beslenmesiyle olur. Çelik banyosundaki çözünmüş oksijen, beslenecek deoksidant malzemelerinin besleme miktarında ve çelik temizliğinde etkin rol oynar. Araştırmacılar, mühendisler, her geçen gün, çelik üretimindeki maliyetleri düşürmeye yönelik çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmalardan biri de, BOF prosesinin ürünü olan sıvı çeliğe, potaya döküm esnasında alüminyumdan önce belirli miktarda kok beslenmesiyle, deoksidant ve alaşımlama için kullanılan alüminyumundan tasarruf etmek için yapılan öndeoksidasyon işlemidir. Bu çalışmada, alüminyum deoksidant malzemenin maliyetinin, döküm esnasında alüminyumdan önce kok beslenmesiyle öndeoksidasyon yapılmasıyla azaltılmasını amaçlamıştır. Erdemir çelik üretim tesisinde, yapılan denemelerle çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada; ➤ Kok beslemesi yapılarak Alüminyum tasarrufu ➤ İdeal deoksidant malzeme besleme zamanı ➤ Kok beslenmesinin çelik temizliğine olan etkisi incelenmiştir. Deoksidasyonda, deoksidant malzemenin cinsi, miktarının yanısıra potaya beslenme zamanı da çok önemlidir. İdeal deoksidant malzeme besleme zamanı olarak da, yıl bazında tüm dökümlerin döküm süreleri regresyon denklemleri kullanılarak tahmini döküm süresi hesaplanmıştır. Bu sayede, en verimli olacak şekilde deoksidant malzemelerin potaya besleme zamanları da belirlenmiştir. Bu hesap, çelik üretim sistemi modeline monte edilerek, sürekli hale getirilmiştir. Tüm bu çalışmaların yanında, öndeoksidasyon olarak beslenen kokun inklüzyon analizleri yapılarak, çelik temizliğine etkisi olup olmadığı incelenmiştir. Yapılan incelemelerden alınan sonuçlara göre kok kullanılan ve kullanılmayan dökümlerdeki çeliklerin inklüzyon analizlerinde farklılık çıkmamıştır. Analizler birbirlerine yakın çıkmıştır. Bundan yola çıkarak, kok öndeoksidasyonun ile çelik temizliğine negatif etkisi tespit edilmemiştir. Sonuç olarak, konvertörden sıvı çeliğin potaya dökümü esnasında alüminyumdan önce kok beslenmesinin maliyet düşürücü bir uygulama olduğu gösterilmiştir. Karbon öndeoksidasyonu analiz aralıkları ultra-yüksek karbon (> 0.60% C) 'dan ultra düşük karbon (< 0.03% C) çelik kalitelerine de uygulanmaya başlanmıştır. Bu maliyet düşürücü uygulama ile yılda net tasarruf 400.000$ 800.000$ arası olabileceği anlaşılmıştır.