Sıvı ham demirdeki silisyum miktarının torpido içerisinde azaltılmasına yönelik çalışmalar

Entegre çelik tesislerinde yüksek fırında üretilen sıvı ham demir çelikhanenin talep ettiği kimyasal analize ve sıcaklığa sahip olmalıdır. Sıvı ham demir kimyasal analizinde bulunan silisyum bu kritik elementlerden biridir. Sıvı ham demirde yer alan silisyumun büyük bölümü çelik üretiminde kullanılan konvertörlerde üflenen saf oksijenle yanarak silisyum dioksite dönüşmektedir. Bu yanma sırasında açığa çıkan yüksek enerji, sıvı ham demirle birlikte çeliğe ilave edilen hurdanın eritilmesinde kullanılır. Sıvı ham demirde silisyum içeriği ne kadar yüksekse, bu yüksek miktardaki silisyumun yanması sırasında ortaya çıkan enerjiyi kompanse edebilmek için o oranda hurda kullanımı artış göstermektedir. Çelik üretiminde hurda kullanımı belirli bir oranın üzerinde olduğunda üretim maliyetinin artması, proseste yaşanan zorluklar ve verim kaybı nedeniyle tercih edilmez. Hurda fiyatları spekülatif fiyat hareketlerinin olduğu dönemler hariç sıvı ham demir maliyetlerinin üzerinde seyretmektedir. Sıvı ham demir içerisindeki fazla silisyum konvertör prosesinde silisyum dioksite dönüşürken, hedeflenen bazitenin tutturulabilmesi için daha fazla kalsiyum oksit ilavesi gerektirir. Oluşan fazla cüruf taşmalara neden olur. Bunun sonucu olarak ısı ve metal kayıpları yaşanmaktadır. Hurda kullanımı artışına bağlı olarak empürite elementlerin sürece girişinin kontrolü zorlaşmaktadır. Bu da hedeflenen çelik kalitelerinin kontrolünü zorlaştırmaktadır. Dolayısı ile sıvı ham demir içerisindeki silisyumun miktarının kontrol edilmesi, istikrarlı, verimli ve kaliteli bir çelik üretim süreci için önemlidir. Silisyum, yüksek fırına şarj malzemeleri ile silisyum dioksit formunda girmektedir. İndirgeyici ortam koşullarında bir bölümü indirgenerek silisyum halinde dönüşür ve sıvı ham demire geçer. Yüksek fırın ısıl durumuna göre metal ve cüruf fazlarına geçişi değişim gösterir. Isıl durum potansiyeli arttıkça sıvı ham demir içerindeki silisyum miktarı da artış göstermektedir. Yüksek fırın prosesi kaynaklı bu tür dalgalanmalar oluştuğunda istikrarlı çelik üretim prosesi de bu dalgalanmalardan olumsuz etkilenmektedir. Sıvı ham demir içerisindeki silisyumun yüksek fırın prosesinde minimize edilmesinin sınırlı olması sebebiyle ön işlem yoluyla azaltılmasına yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Yüksek fırın döküm kanallarında, yüksek fırın ve çelikhane arasındaki bir istasyonda silisyumun düşürülmesi sağlanabilmektedir. Bu çalışmada sıvı ham demir içerisindeki silisyum miktarının azaltılmasına yönelik için, yüksek fırın döküm kanallarına demir oksit kaynağı olarak kullanılan tufalın ilavesi gerçekleştirilmiştir. İlave dilen tufal miktarına bağlı olarak alınan numunelerdeki silisyumun azaltılma oranı incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda sıvı ham demire ilave edilen tufal miktarının artırılmasına paralel olarak silisyum miktarında artan oranda azalma olduğu görülmektedir.