İkincil Arıtma Türleri ve Süreçleri

İkincil Arıtma Türleri ve Süreçleri

İkincil arıtma, kimyasal bileşim, sıcaklık ve temizlik üzerinde hassas kontrol sağlamak için birincil çelik üretiminden (BOF veya EAF'de) sonra gerçekleştirilen kritik süreçleri kapsar. Temel hedefler arasında derin kükürt giderme ve fosfor giderme yer alır.

I. Ergitilmiş Çeliğin Fosfor Giderimi

Modern konvertörler 40-100 ppm'lik fosfor seviyelerine ulaşabilse de, bu durum büyük ölçüde sıcak metalin başlangıç silisyum ve fosfor içeriğine bağlıdır. Etkili fosfor giderme, P₂O₅ oluşturulmasını ve bunu bazik bir cürufa sabitlemeyi gerektirir. Mevcut gelişmiş uygulamalar, son konvertör aşamasında cüruf hacmini en aza indirmeye odaklanmaktadır.

   Sıcak Metal Ön İşlemi (Fosfor Giderme): Özellikle Japonya'da popüler bir strateji, sıcak metali ayrı bir kapta veya ana konvertör şarjından önce ilk bir konvertör işleminde silisyum giderme ve fosfor gidermeyi içerir. Bu, ana konvertörün ultra düşük silisyum girdileriyle çalışmasını sağlayarak verimli "daha az cüruf" veya "cürufsuz" üfleme sağlar. Önemli bir ödünleşme, daha düşük bir hurda şarj oranıdır.

   İki Aşamalı (Dubleks) Konvertör Süreci: Bu yöntem iki konvertör aşaması kullanır:

    1.  İlk konvertör silisyum giderme ve fosfor giderme gerçekleştirir.

    2.  İlk aşamadan elde edilen cüruf tamamen uzaklaştırılır ("cüruf alma").

    3.  Yarı rafine metal daha sonra ikinci konvertörde karbonsuzlaştırılır ve bitirilir.

    Cüruftan fosforun geri dönüşünü engelleyerek, bu işlem üfleme sonu fosfor seviyelerini 30 ppm kadar düşük seviyelere indirebilir.

   İkincil Arıtmanın Rolü: Nihai fosfor içeriği, potadan alma uygulamaları ve sonraki adımlardan etkilenir. Potadan alma sırasında herhangi bir cüruf taşınması, cüruftaki P₂O₅'nin indirgenmesiyle fosforun geri dönüşüne yol açabilir. Ayrıca, fosfor içeren alaşımların (örneğin, bazı ferro-manganez türleri) eklenmesi fosforu artırabilir. Tipik olarak, nihai ürünün fosforu konvertör bitiş noktasından yaklaşık 10 ppm daha yüksektir.

   Ultra Düşük Fosfor İçin Gelişmiş Pota Arıtması: Özel cüruf uygulamalarıyla bir Pota Fırını (LF) kullanmak, daha da düşük nihai fosfor sağlar. Stratejik bir yaklaşım, konvertörü ~50°C daha düşük bir sıcaklıkta boşaltmaktır, bu da cürufta fosfor tutulmasını destekler. Gerekli termal enerji daha sonra, geri dönüşü önlemek için kontrollü, indirgeyici koşullar altında LF'de ark yeniden ısıtma ile sağlanır. Modelleme, optimize edilmiş cüruf (örneğin, ~%18 FeO, %0,4 P₂O₅) ve kontrollü potadan alma ile ~20 ppm fosforlu çeliğin elde edilebilir olduğunu göstermektedir.

II. Kükürt Giderme

Entegre çelik üretiminde kükürt giderme üç aşamada gerçekleşir: sıcak metal kükürt giderme, sınırlı konvertör içi kükürt giderme ve ikincil arıtma sırasında pota kükürt giderme.

   Sıcak Metal Kükürt Giderme: Kalsiyum karbür, magnezyum veya kireç-magnezyum karışımları gibi reaktiflerin demir potaya enjekte edilmesiyle gerçekleştirilir. Bu, kükürdü çok düşük seviyelere (örneğin, 20 ppm) indirebilir, bu da reaktif tüketimine bağlıdır.

   Pota Kükürt Giderme (Ana Aşama): Potada verimli derin kükürt giderme için üç koşul çok önemlidir:

    1.  Güçlü İndirgeyici Koşullar: Çeliği iyice deoksidize etmek ve düşük bir oksijen potansiyeli oluşturmak için yeterli alüminyum eklenmelidir.

    2.  Optimal Cüruf Kimyası: Pota cürufu kireç doymuş (CaO-doymuş) olmalıdır. "Kireç Doygunluk Derecesi" önemli bir parametredir:

           =1: Cüruf CaO-doymuş (yüksek CaO aktivitesi için optimaldir).

           <1: Cüruf doymamış, sıvı, ancak daha düşük CaO aktivitesine sahip, verimliliği azaltır.

           >1: Cüruf aşırı doymuş, heterojen ve daha az reaktiftir.

    3.  Yoğun Karıştırma: Güçlü cüruf-metal teması ve reaksiyon için kinetik koşulları sağlamak için ergitilmiş çelik şiddetle karıştırılmalıdır (argon kabarcıklaması yoluyla).

Optimal koşullar altında (CaO-doymuş cüruf + yoğun karıştırma), kükürt giderme oranları %95'e ulaşabilir. Verimlilik, daha zayıf karıştırma veya optimal olmayan cüruf ile önemli ölçüde düşer.

   Karıştırma Sırasındaki Karmaşıklıklar: Yoğun pota karıştırma, diğer eşzamanlı reaksiyonları tetikler:

       Cüruftaki SiO₂'nin çözünmüş [Al] tarafından indirgenmesi, çeliğin silisyum içeriğini artırır.

       Alüminyumun havayla yeniden oksidasyonu.

       Cüruftan MnO'nun indirgenmesi, manganez içeriğini hafifçe artırır.

    Silisyum içeriğindeki artış, özellikle düşük silisyumlu çeliklerin (örneğin, ince şeritler için) üretimi için zararlıdır ve kükürt gidermeyi engelleyebilir.

   Entegre Kükürt Giderme Stratejisi: Ultra düşük kükürt elde etmek (örneğin, <20 ppm) entegre bir yaklaşım gerektirir:

       Sıcak Metal Kükürt Giderme, ~%75 verimlilik sağlamalı, kükürdü <30 ppm'e düşürmelidir.

       Pota Kükürt Giderme daha sonra yüksek verimlilikte (%90'dan fazla) çalışmalıdır. Pota kükürt giderme verimliliği düşükse (örneğin, %35), sıcak metal kükürt giderme, ~50 ppm'lik bir nihai hedefe ulaşmak için ~30 ppm S'lik bir başlangıç noktasına ulaşmak için daha da agresif olmalıdır.

       ~100 ppm S'lik bir nihai hedef için, sıcak metal ön işlemi tipik olarak kükürdü ~150 ppm'e düşürmelidir.

 Biz profesyonel bir elektrikli fırın üreticisiyiz. Daha fazla bilgi için veya batık ark ocakları, elektrik ark ocakları, pota arıtma fırınları veya diğer eritme ekipmanlarına ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle  adresinden iletişime geçmekten çekinmeyin.susan@aeaxa.com