Entegre Demir Çelik Tesisleri ve Proses Akışları Part 2

Sinter Müdürlüğü

Demir cevherinin yüksek fırın için istenilen gaz geçirgenliğine, mukavemete, parça iriliğine getirilmesi işlemine sinterleme denir. Bu işlem belirli bir sıcaklık ve basınç ile yapılır. Sinterleme, toz partiküllerinin bu sıcaklı ve basınç yardımıyla bir araya gelerek birleşmesi şeklinde de açıklanabilir. Bu nedenle sinterleme sıcaklığı ve basıncının optimal ayarlanması nihai yapı için oldukça önemlidir. Sinterleme sıcaklığı, ham demirin ergime sıcaklığının altında seçilir. Basınç ise sinterleme sırasında fırının alt bölgesinden emiş gücü ile tozların bağlanmasına yardımcı olur.

Yüksek fırında kullanılan cevher sadece sinterlenmiş ham demirden oluşmaz. Genellikle hazır alınmış peletlerde kullanılır. Peletleme işlemi, sinterlemede kullanılan toz partiküllerinden daha küçük olanlara uygulanır. Ve tabii ki Fe tenörü %62’nin üzerinde olmalıdır.

Sinterleme Yapılmasının Nedenleri

-Yüksek fırında reaksiyon sonucu oluşan gazların belirli bir gaz akışı vardır ve bu minimum bir kanallama olan yatakta sağlanabilir. Bunu da sinterlenmiş ham demir sağlar, toz halindeki değil. Toz gaz kanallamasını arttıracaktır. (Tıkanıklığa sebep olur)

- Cevherin içerisinde bulunan ve çeliğe geçmesini istemediğimiz kükürt, arsenik, nem gibi yapıların uzaklaşması aksi halde kükürt ve arsenik çelikte kırılmaya neden olacaktır. (Belirli bir yüzdeden sonrası istenmez.)

- Ham cevheri sinterlemeden kullanmak yüksek fırının kapasitesini düşürür.

Sinterleme Adımları

Sinter fırını 

Öncelikle sinter harmanlaması yapılmalıdır. Bunun için sinter tozu, ham cevherde bulunan yabancı maddelerden kurtulmak için dolomit ve kireç taşı ve yakıt malzemesi karışıma eklenir.

Cevher + dolomit + kireçtaşı + sinter tozu + katı yakıt = sinter

Cevher içerisindeki asit-baz durumu iyi ayarlanırsa yüksek fırında üretilen pik demirin kalitesi de bir o kadar iyi olacaktır.

Ayrıca K₂O ve Na₂O sinterin yapısında kaldığı zaman yüksek fırında devamlı olarak sirkülasyon yaparlar (900 – 1000 C⁰ civarında buharlaşırlar ve fırın külahında sıcaklık 700 C⁰ olduğu zaman aşağı inerler.) ve bu durum istenmez. sodyumklorür ve potasyumklorür olarak veya NaF, KF oluşumu ile atılması için CaF₂ veya CaCl₂ sinter harmanına direkt olarak ilave edilmelidir.

Sinterleme sırasında düz soğutucudan sonra sinter, elekte elenir. Elek üstü sinter direkt olarak yüksek fırına gönderilir. Elek altı ise sinter tozu ve yatak malzemesi olarak ayrılır. Elek altı sinter tekrar yatak malzeme eleğine alınır.

Sinter yatak altı malzemesinin kullanılma sebepleri şunlardır.

1) Izgaralar yüksek sıcaklıktan korunmuş olur. 
2) Sinter kütlesinin ızgara ve peletlere yapışması önlenir

3) Harman içindeki toz malzemeler emici kasalara dökülüp verim düşüklüğüne sebep olmaları önlenir.

Sinter Safhası

Karışım yapıldıktan sonra topaklanması için karıştırıcıya gönderilir. Topaklanmayı kolaylaştırması için içerisine %8 oranında nem de ilave edilir. Topaklanan malzeme sinterlenmesi için fırına şarj edilir. Kok sayesinde ateşlenen fırının yanma zonunda sıcaklığı 1300 – 1400 C⁰’ ye kadar çıkmaktadır. Bu sıcaklık sayesinde cevher ve katkı maddeleri parçalanarak içeriklerini kaybetmek te ardından basınç sayesinde birbirlerine bağlanmaktadırlar.

Sinterleme sonrası yüksek fırına uygun boyutlu olanlar (20-60 mm) ile olmayanlar (20 mm altı) ayrılır. Olmayanlar tekrar sinterlenmeye gönderilirken uygun olanlar yüksek fırına şarj edilmek ve pik demiri üretmek üzere yüksek fırına gönderilir.