Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,

Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR

DEMİR ÇELİK TESİSLERİ VE HAVA KİRLİLİĞİ

2 / 36

Demir Çelik Üretimi

Demir çelik tesisleri

Entegre Tesisler Cevher çelik üreten tesisler

Elektrikli ark mocakları (EAF) Hurda demir çelikten

çelik üretimi yapan tesisler

Haddehaneler: Kütük çelikten inşaat demiri, profil v.b. son kullanım ürünlerini üreten tesisler

3 / 36

Entegre demir-çelik üretim süreci

Demir cevherinin, kırma, eleme ve sinterleme işlemleriyle hazırlanması veya külçe cevherin doğrudan yüksek fırına yüklenmesiyle ile başlar.

Yüksek fırınlarda, demir cevheri, kokun üfleme havasıyla yakılması neticesinde oluşan karbon monoksit ile indirgenerek ve oluşan ısı ile ergitilerek, sıvı metale dönüştürülmektedir.

Birincil çelik üretimi sürecinde, belirli bir miktarda hurda ve alaşım elementleri bir konvertör içinde sıcak metale eklenir. BOF teknolojisinde alaşımın üzerine saf oksijen üfletilir, ve sıvı çelik elde edilir.

Rafinasyon işlemlerinden sonra, potadan alınan sıvı çelik, sürekli döküm makinalarında istenen ebatlarda, yarı ürüne (kütük, blum, slab) dönüştürülmektedir.

4 / 36

Hurdadan demir-çelik üretimi

Elektrik ark ocaklı tesislerde, çelik hurdası grafit elektrotlar aracılığı ile ergitilerek, sıvı çelik elde edilir.

Rafinasyon işleminden sonra sıvı çelik potadan alınarak sürekli döküm makinasına aktarılan sıvı çelik katılaştırılarak, istenen ebat ve şekillerde yarı ürün haline getirilmektedir.

Yarı ürünler (kütük, blum, slab) istenen haddeleme sıcaklığını elde etmek için yeniden ısıtma fırınına yüklenir. Yeniden ısıtma sonrasında yarı ürün hadde standından geçirilerek istenen boyutta bitmiş ürün üretilir. (Haddehane)

5 / 36

Demir-çelik üretiminin çevresel önemi

Demir çelik endüstrisine ilişkin en önemli çevresel konulardan biri madde ve enerji tüketimidir. Tüketimin büyüklüğüne dair bir fikir vermek açısından, Türkiye’de faaliyette olan 22 elektrik ark ocaklı tesisin 2010 yılında 23.4 milyon ton hurda tüketmiş olduğu ve üretilen bir ton ham çelik başına tüketilen ortalama elektrik enerjisi 475 kWh’dir.

Bu süreçte önemli ölçüde hava emisyonunun yanı sıra atık ve yan ürünler gibi katı proses kalıntıları (çoğunlukla filtre tozu ve cüruf) da üretilir.

Ocaktan havaya yayılan emisyonlar çok çeşitli inorganik bileşiklerden (demir oksit tozu ve ağır metaller) ve kalıcı organik kirleticiler örn. PCB ve PCDD/F gibi organik bileşiklerden oluşmaktadır.

6 / 36

Demir-çelik üretiminin çevresel önemi

Sera gazı emisyonları. Çelik üretimi, çok miktarda enerji tüketimine ihtiyaç duyar ve enerji tüketildiğinde de CO2 meydana gelir. Avrupa’daki elektrik ark ocaklı tesislerde çelik üretimindeki enerji tüketimi yaklaşık olarak bir ton sıvı çelik başına 1,8 GJ’dır. Enerji verimliliği göz önüne alındığında, birincil enerji tüketimi oldukça yüksek olacaktır. Ayrıca, bir ton sıvı çelik başına 0,5 GJ kadar fosil yakıt girdisi de söz konusudur. Bu sektörün sera gazı emisyonundaki payını azaltmak için farklı stratejiler izlenmektedir: enerji tasarrufu, atık enerji geri kazanım ekipmanları, CO2 yakalama ve depolama, vb.

Koku ve gürültü emisyonları belirli koşullar altında önemli olabilir. Hurda ve ürünün taşınması, ocağa hurda şarjı ve hurdanın ergitilmesinden kaynaklanabilir.

Toprak ve yeraltı suyu kirliliği büyük bir sorun değilse de, çevresel etkinin değerlendirilmesi sırasında dikkate alınması gerekmektedir. Ancak??????

7 / 36

Demir-çelik üretiminin çevresel önemi

Hurda taşıma işlemleri

Kontrolsuz emisyonlar nedeniyle toprak kirliliği Bacalar

Açıkta depolama (hurda, curuf, baca tozu)

Kirleticilerin taşınımı

Su kullanımı

8 / 36

ÜRETİM SÜREÇLERİ VE TEKNİKLERİ

9 / 36

HAMMADDELERİN TAŞINMASI VE

DEPOLANMASI

Hurda metal genelde geniş, üzeri kapatılmamış ve çoğunlukla da kaplamasız zeminde depolanır. Demirli hurda metal, kıskaçlar (polipler) veya mıknatıslar aracılığıyla sepetlere yüklenir.

Hurdanın satın alınması, metal harici parçaların en aza indirgenmesini öngören uluslararası şartnamelere dayanarak yapılır. Bu şekilde taşınma sayesinde, manyetik olmayan taş ve odun parçaları ile demir dışı metallerin işleme girmesi engellenmiş olur.

Bazı türdeki ve kalitedeki hurdalarda, metalin depolanması ile taşınması sırasında zemin üzerine kalıntı materyaller ile ağır metaller ve hidrokarbonlar birikebilir.

10 / 36

Demir-çelik üretiminin çevresel önemi

Hurda metal genelde geniş, üzeri kapatılmamış ve çoğunlukla da kaplamasız zeminde depolanır. Demirli hurda metal, kıskaçlar (polipler) veya mıknatıslar aracılığıyla sepetlere yüklenir. Hurdanın satın alınması, metal harici parçaların en aza indirgenmesini öngören uluslararası şartnamelere dayanarak yapılır. Bu şekilde taşınma sayesinde, manyetik olmayan taş ve odun parçaları ile demir dışı metallerin işleme girmesi engellenmiş olur. Bazı türdeki ve kalitedeki hurdalarda, metalin depolanması ile taşınması sırasında zemin üzerine kalıntı materyaller ile ağır metaller ve hidrokarbonlar birikebilir.

11 / 36

HAMMADDELERİN TAŞINMASI VE

DEPOLANMASI

Hurda metal genelde geniş, üzeri kapatılmamış ve çoğunlukla da kaplamasız zeminde depolanır. Demirli hurda metal, kıskaçlar (polipler) veya mıknatıslar aracılığıyla sepetlere yüklenir.

Hurdanın satın alınması, metal harici parçaların en aza indirgenmesini öngören uluslararası şartnamelere dayanarak yapılır. Bu şekilde taşınma sayesinde, manyetik olmayan taş ve odun parçaları ile demir dışı metallerin işleme girmesi engellenmiş olur.

Bazı türdeki ve kalitedeki hurdalarda, metalin depolanması ile taşınması sırasında zemin üzerine kalıntı materyaller ile ağır metaller ve hidrokarbonlar birikebilir.

12 / 36

HAMMADDELERİN TAŞINMASI VE

DEPOLANMASI

İşlemden geçen hurdanın türüne ve kalitesine bağlı olarak taşıma işlemleri, belirli hava koşulları altında inorganik (toz) ve organik emisyonlara neden olabilir. Bazı hurda türleri, taşıma esnasında aynı zamanda gürültü emisyonlarına da neden olabilir.

Tehlikeli kirleticilerin bulaşmasını engellemek amacıyla belirli düzeyde hurda tasnifi yapılmaktadır. Hurda, oksijen üfleme borusu kullanılarak, daha kolay ele alınabilecek büyüklüklerde kesilebilir.

Hurda, yükleme sepetlerine hurda sahasında doldurulabilir veya çelikhane içerisindeki geçici hurda hollerine aktarılabilir. Kimi durumlarda, hurda, bir şaftta ya da bir taşıyıcı bantta önceden ısıtılır.

13 / 36

HAMMADDELERİN TAŞINMASI VE

DEPOLANMASI

Tek şaftlı fırınlarda, hurdanın sadece % 50'si ön ısıtmaya tabi tutulabilir. Hurda kısmen baca gazıyla ve kısmen de gövde brulörleri yardımıyla ısıtılmaktadır.

Gelen hurdada mevcut bulunan radyoaktivite, kimi durumlarda soruna neden olabilir.

Kireç ve karbon tozu, alaşım eklentileri, oksijen gidericiler ve refrakter malzemeler gibi diğer parça veya toz halindeki hammadde akışları genelde kapalı alanda depolanmaktadır.

Sevkiyatın ardından, taşımanın asgari derecede yapılmasına dikkat edilir ve uygun görüldüğünde, toz giderme ekipmanı kullanılır.

Toz halindeki maddeler, sızdırmaz ambarlarda depolanabilmekte (kireç kuru olarak muhafaza edilmelidir) ve havalı sistemlerle ya da sızdırmaz çuvallarda taşınabilmektedir.

14 / 36

ARK OCAĞI ERGİTME VE ARITMA

Ergitmenin ilk aşamasında, elektrotlar hurda yükünü delmeye çalışırken, ocak kapağı ve gövdesini ark ışımalarından korumak amacıyla uygulanan güç, düşük tutulur.

Ark hurda yükünü deldikten hemen sonra etrafında hurda ile çevrelenmiş bir kalkan olması sebebiyle, tam ergitme yapabilmek için güç artırılır. Oksijen lansı ve/veya oksijen-yakıt brülörleri ergitmenin ilk aşamalarında, yoğun bir şekilde kullanılır. Yakıtlar doğalgaz veya fuel-oil olabilir. Ayrıca oksijen üfleme, özel nozullar vasıtasıyla cüruf kapısından veya ocak duvarlarından

yapılabilir.

15 / 36

ARK OCAĞI ERGİTME VE ARITMA

Oksijen kullanımı birçok amaca hizmet etmektedir:

Oksijen ve toz (0-3mm) karbonun birlikte enjeksiyonu ile, CO baloncukları sayesinde köpüklü cüruf üretimi mümkün olmaktadır. Karbon çelik yapımında artık yaygın olarak kullanılmakta olan bu 'köpüklü cüruf' tekniği, fırın duvarlarının arktan kaynaklanan radyasyondan korunmasını arttırır ve ark enerjisinin çeliğe aktarım verimini arttırır.

Oksijen, karbonsuzlaştırmada ve fosfor, silisyum gibi istenmeyen elementlerin alınması amacıyla metalürjik sebeplerle kullanılmaktadır.

Sonradan yakma (post-combustion) için, EAO gövdesinden çelik banyosunun üstüne oksijen enjekte edilir ve böylece yanma gazları fırını terk etmeden önce, oksijen CO ile reaksiyona girerek fırın içerisindeki ekzotermik reaksiyonlardan ortaya çıkan ısının mümkün olduğu kadar çoğunu tutmaya yarar.

16 / 36

ARK OCAĞI ERGİTME VE ARITMA

Oksijen enjeksiyonu sonucunda, fırındaki gaz ve duman oluşumu çoğalır. CO ve CO2 ile beraber, oldukça ince demir oksit parçacıkları başka ürünlerin dumanları oluşturulur. Birincil yanmadaki CO içeriği hacmi %0,5'in altındadır.

Azot veya diğer inert gazlar, çelik banyosunun karıştırılması ve sıcaklığın eşdağılımı için ergimiş metale enjekte edilebilir. Cüruf-metal arası kimyasal tepkimelerin kinetiği de bu teknik sayesinde daha iyi hale getirilmektedir. Ergitme işleminden ortaya çıkan dumanlar ve gazlar, bir baca gazı arıtma tesisinde işlenir ve bu tesiste kirletici emisyonlarının da azaltılmasını hedefleyen toplama ve arıtma donanımları bulunmaktadır.

17 / 36

ARK OCAĞI ERGİTME VE ARITMA

Curuf alma:

Cüruf, döküm alma işleminden önce ısıtma ve oksitleme esnasında alınır. Bu amaçla ocağın cüruf kapısına doğru belirli bir açıda devrilmesi ve yere veya fırın aşağısındaki cüruf potasına akıtılması sonrasında, toz ve duman meydana gelmektedir.

Özel çelik türlerinde ve de özellikle alaşımlı çelikte, metalürjik nedenlerden dolayı, cüruf, potaya sıvı çelikle beraber dökülür.

Cürufun çoğu, cürufsuzlaştırma istasyonunda çelikten ayrıştırılarak bir cüruf potasına alınır. Oluşacak dumanlar, bir egzoz sistemi tarafından toplanacaktır.

18 / 36

İKİNCİL METALURJİ UYGULAMALARI

Karbon çeliği

İkincil metalürji, ana çelik yapım ocağından potaya alınan sıvı çeliğin, döküm makinasına gönderilmesinden önce pota ocağında yapılır.

Deoksidant malzemeler ile alaşım elementleri, çeliğin son kimyasal kompozisyonunu ayarlamak amacıyla katılır. Bazı durumlarda, vakum işlem birimleri kimi özel gereksinimleri karşılamak amacıyla kullanılmaktadır. Bu özel gereksinimler, çeliğin son halinde bulunması istenen hidrojen, nitrojen veya oksijen gibi elementlerin konsantrasyonlarının ayarlanmasıdır.

İyi bir homojenleşme elde etmek için, inert gazlar (Argon veya Azot) potaya karıştırma amacıyla verilir. Bazı küçük pota işlem istasyonları, inert gaz veya toz enjeksiyonu ekipmanından oluşmaktadır

19 / 36

İKİNCİL METALURJİ UYGULAMALARI

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çeliğin ikincil metalürjisi, ya pota içinde vakum altında (VOD prosesi - vakumda oksijenle dekarbürizasyon) ya da AOD (argonlu oksijenli dekarbürizasyon) konvertörü adında başka bir metalürjik araç ile bunu izleyen pota işlemi ile yürütülmektedir.

Üretilecek çelik sınıfına göre, bazı işletmeciler, AOD ve VOD'den oluşan bir kombinasyonu uygulamaktadırlar.

Paslanmaz çelik çelikhanesinin bir akış şeması:

20 / 36

paslanmaz çelik çelikhanesinde malzeme akışı

21 / 36

DÖKÜM

İstenen çelik kalitesine ulaşıldığında pota içindeki çelik döküm makinelerine götürülür. Bugün tercih edilen yöntem, çeliğin “Sürekli Döküm Makinaları” nda sürekli dökümüdür.

Potada bulunan sıvı çelik, bir rezervuar ve dağıtıcı işlevini gören tandişe akıtılır. Sürekli dolu bulunan tandişten çelik, tandiş tabanındaki deliklerden döküm kalıplarına akıtılır. Sürekli döküm yöntemiyle, son hadde ürününe yarımamul teşkil edecek değişik kalite ve ebatlarda, kare, dikdörtgen, taslak , yassı ve ince yassı kesitler dökülebilir ve istenen boylarda kesilebilir.

22 / 36

Sürekli Döküm

23 / 36

CÜRUF ARITMA, DÜZENLİ DEPOLAMA

Eğer cüruf EAO'daki cüruf potasında (veya AOD ve VOD gibi ikincil metalürjik tesislerde) biriktiriliyorsa, katılaşması için dışarıdaki cüruf çukurlarına dökülmesi gerekir.

Cürufun soğuması su spreyiyle desteklenebilir.

Bazı sahalarda, cürufun nihai kalitesini ve boyutsal istikrarını geliştirmek için sıvı haldeyken içine silika, alümina, bor (kolemanit veya sodyum borat) eklenir ve soğuma süresi kontrol edilir.

Bazı tesislerde, farklı proseslerden elde edilen cüruflar, daha fazla prosesten geçirilmeye uygun hale gelmeleri için, sıvı haldeyken karıştırılırlar.

24 / 36

CÜRUF ARITMA, DÜZENLİ DEPOLAMA

Eğer cüruf zemine dökülürse, katılaşmasının ardından ekskavatörler veya kürekli yükleyiciler aracılığıyla ön kırma işleminden geçirilir ve dışarıda bir depolama alanına getirilir.

Belirli bir süre sonrasında, cüruf parçalanarak ve eleme aletlerinden geçerek konstrüksiyonda kullanılmak amacıyla istenen tutarlılığa getirilir.

Bu işlem esnasında, cürufta bulunabilecek metal parçalar, manyetik olarak, elle veya kazma, parçalama ve elekten geçirilme aracılığıyla cüruftan ayrıştırılır ve ardından çelik üretimi prosesinde kullanılmak üzere geri dönüştürülür.

Cüruftan metal geri kazanımı özellikle ticari değeri yüksek metaller için daha fazla önem taşır.

Cüruf kırma ve metal geri kazanımı toz emisyonlarına neden olabilir.

25 / 36

CÜRUF ARITMA, DÜZENLİ DEPOLAMA

EAO dan cüruf alınması esnasında, kimi zaman cürufun soğutulması için su kullanılabilir ve böylece cürufun mikro yapısı ve mekanik özellikleri iyileştirilebilir.

“Siyah elektrik ark ocağı cürufu”, bazı işlemlerden geçirilerek yol inşa malzemesi olarak; cüruf çukurunda bulunan “beyaz pota ocağı cürufu” da kireç gübresi olarak kullanılabilir.

26 / 36

Haddehane

Sıcak haddelemede slab, kütük, blum veya ingotların boyut, şekil ve metalürjik özellikleri, sıcak metalin ( 1050 - 1300°C sıcaklıkları arası) elektrik tahrikli merdaneler arasında ezilmesi ile değiştirilir.

Sıcak haddeleme için kullanılacak çelik, proses akışına ve üretilecek mamule göre farklı şekil ve formda olabilir.

Slablar, (Genişliği 400 mm'den 2500 mm'ye kadar ve kalınlığı 40 mm'den 500 mm'ye kadar) yassı ürünlerin haddelenmesinde kullanılan yarı mamul sürekli döküm ürünleridir.

Kütükler, (kare veya dikdörtgen şeklinde ve kesit alanları 2500 mm2'den 40000 mm2'ye kadar) (50x50 mm - 200x200 mm) ve blumlar (kare veya dikdörtgen şeklinde keistlerii 14000 mm²’den yaklaşık 100000 mm²’ye kadar) uzun ürünlerin haddelenmesinde kullanılan yarı bitmiş sürekli döküm ürünleridir.

27 / 36

Haddehane

Sıcak haddehanelerde genellikle aşağıdaki proses adımları kullanılmaktadır:

Girdinin yüzey temizliği (skarfing, taşlama)

Haddeleme sıcaklığına kadar ısıtma

Tufal giderme

Haddeleme (genişliğin azaltılması da dâhil olmak üzere kaba hadde, nihai boyut ve özelliklere kadar haddeleme)

Tamamlama (baş ve sondaki bozuk kısımları kırpma, dilme, kesme)

28 / 36

29 / 36

TOZ TOPLAMA SİSTEMİ

O2/C LANS

MANÜPLATÖRÜ

KOMBİNE BRÜLÖRLER

SU SOĞUTMA SİSTEMİ

HURDA SARJI

MLZ. BESLEME SİSTEMİ

EBT, DÖKÜM ALMA

EAO TRAFOSU

SERİ REAKTÖR

KOMPANZASYON

DİPTEN KARIŞTIRMA SİST.

PROVA ALMA

SICAKLIK ÖLÇME

İNDİRİCİ TRAFO

ŞEKİL 1: ÇELİKHANE PROSES AKIŞ DİYAGRAMI

HURDA ATIK GAZ

BUHAR + ISI

SOĞUTMA SUYU Ş

AR

J

MA

LZ

EM

ELE

Rİ

CURUF (STOK SAHASI)

KİREÇ

ELEKTRİK ENERJİSİ

O2+KARBON

YANMA ENERJİSİ

O2+KARBON+HAVA

O2 +DG +TOZ KARBON AZOT GAZI

AZOT

TEDAŞ Y.GERİLİM BESLEME

2

3 4 SIVI ÇELİK 1.620°C

1

5

6

PELET

BACA

SU SICAK SU

7

ELEKTRİK ARK OCAĞI

KARBON

30 / 36

SPEKTRAL ANALİZ

PO TRAFOSU

Fe-Si-Mn, Fe-Si, Fe-Mn, KARBON, KİREÇ, Fe-V

DİPTEN KARIŞTIRMA SİSTEMİ

SICAKLIK ÖLÇME

KÜTÜK MAKASI

SOĞUTMA PLATFORMU

KALİTE KONTROL

SU SOĞUTMA SİSTEMİ

YARI MAMÜL STOK SAHASI

SOĞUK ŞARJ HADDEHANE TAV FIRINI

SICAK ŞARJ

2 1 4 3

AZOT + ARGON

PROVA ALMA

KÜTÜK SATIŞI

500-800 °C

BUHAR + ISI

SU

SOĞUTMA SUYU

ELEKTRİK ENERJİSİ

130×130×12.000 MM KÜTÜK

HADDEHANE

SÜREKLİ DÖKÜM MAKİNASI

POTA OCAĞI

SU SICAK SU

5 SOĞUTMA SUYU

6

SICAK SU

7

31 / 36

SO

ĞU

K S

U

STOK

SICAK BACA GAZI

KABA HADDE GRUBU

ÇELİKHANE

T=1.150 °C

REKÜPERATÖR

SOĞUK HAVA 20 °C YAKMA

HAVASI ~ 500 °C

BUHAR EKONOMİZÖRÜ

SICAK SU EKONOMİZÖRÜ

ATIK GAZ

TAV FIRINI

SU

SICAK SU

BUHAR

SU SOĞUTMA KULELERİ

SU KUYULARI

ISI + BUHAR

BASINÇLI SU

YAKIT (DOĞAL GAZ)

ŞEKİL 2: HADDEHANE PROSES AKIŞ DİYAGRAMI

BACA

SOĞUK SU

SICAK SU

SU SOĞUTMA KULESİ

TUFAL TEMİZLEME

YATIK/DİK HADDE

ISI + BUHAR

ARA HADDE GRUBU

TU

FA

L +

SU

TUFAL

TUFAL ÇÖKELTME HAVUZLARI

SICAK SU

HURDA ÇELİK

UÇAR MAKAS

HURDA ÇELİK

UÇAR MAKAS

1 2 3

130 x 130 mm 130 x 130 mm

SU

32 / 36

KONTROLLU SOĞUTMA

SOĞUTMA PLATFORMU

PAKETLEME TESİSİ

SOĞUK MAKAS

FİZİK LABARATUARI

BİL

Gİ

MAKAS BAŞI VE SONU (HURDA)

KISA MAMUL (İÇ PİYASA)

T= ~ 650 °C

T= ~ 1.050 °C Ø8-50 MM ÇUBUK

60 / 72 M BOY

İÇ PİYASA

İHRACAT

Ø8-50 mm DÜZ VE NERVÜRLÜ ÇUBUK

SO

ĞU

K S

U

TU

FA

L +

SU

FİNİŞ HADDE GRUBU

1 2 3

FRENLEME

START-STOP MAKAS

ÇUBUK SAYMA PAKETLEME

NUMUNE ALMA

PAKET TARTIMI

MAMUL STOK HOLÜ

KISA PARÇA AYIRMA

33 / 36

34 / 36

35 / 36

36 / 36

37 / 36

38 / 36

39 / 36

40 / 36

41 / 36

42 / 36

43 / 36

44 / 36

45 / 36

46 / 36

47 / 36

48 / 36

49 / 36

50 / 36

51 / 36

52 / 36

53 / 36

54 / 36

55 / 36

56 / 36

57 / 36

58 / 36

59 / 36

60 / 36

61 / 36

62 / 36

63 / 36

64 / 36

Girdiler - Hammaddeler

Ham Maddeler

Metalik girdi:

Hurda

Dökme(pik) demir

Sıcak Sıvı Metal (1)

DRI (HBI)

kg/t SÇ

kg/t SÇ

kg/t SÇ

kg/t SÇ

039 – 1232

0 – 153

0 – 215

Kireç/dolomit (2) kg/t SÇ 25 – 140

Kömür (kok ve antrasit dahil) kg/t SÇ 3 – 28

grafit elektrotlar kg/t SÇ 2 – 6

Refrakter astar kg/t SÇ 4 – 60

Alaşımlar:

Karbon çelikleri

Yüksek alaşım çeliği ve paslanmaz

çelik

kg/t SÇ

kg/t SÇ

11 – 40

23 – 363

65 / 36

Girdiler

Gazlar

Oksijen m3/t SÇ 5 – 65

Argon m3/t SÇ 0.3 – 1.45

Nitrojen m3/t SÇ 0.8 – 12

Buhar (3) kg/t SÇ 33 – 360

Enerji

Elektrik kWh/t SÇ

MJ/t SÇ

404 – 748

1454 – 2693

Yakıtlar (doğal gazlar ve sıvı

yakıtlar)

MJ/t SÇ 50 – 1500

Su

Su m3/t SÇ 1 – 42.8

66 / 36

Çıktılar

Üretim Atıkları (atık/yan ürünler)

Ocak cürufu kg/t SÇ 60 – 270

Pota cürufu kg/t SÇ 10 – 80

Tozlar kg/t SÇ 10 – 30

Atık refrakterler kg/t SÇ 1.6 – 22.8

Gürültü

Gürültü dB (A) 90 – 133

Ürünler

Sıvı Çelik (SÇ) Kg 1000

67 / 36

Çıktılar- Hava Emisyonları Hava emisyonları

atık gaz akışı milyon Nm3 /s 1 – 2

Nm3/t SÇ 8 000 – 10 000

Toz g/t SÇ 4 – 300

mg/m3 0.35 – 52

Hg mg/t SÇ 2 – 200

Pb mg/t SÇ 75 – 2 850

Cr mg/t SÇ 12 – 2 800

Ni mg/t SÇ 3 – 2 000

Zn mg/t SÇ 200 – 24 000

Cd mg/t SÇ 1 – 148

Cu mg/t SÇ 11 – 510

HF mg/t SÇ 0.04 – 15 000

HCl mg/t SÇ 800 – 35 250

SO2 g/t SÇ 5 – 210

NOX g/t SÇ 13 – 460

CO g/t SÇ 50 – 4 500

CO2 kg/t SÇ 72 – 180

TOC g C/t SÇ 35 – 260

Benzol mg/t SÇ 30 – 4400

Klorür benzoller mg/t SÇ 0.2 – 12

PAH (4) mg/t SÇ 9 – 970

PCB (5) mg/t SÇ 0.01 – 5

PCDD/F µg I-TEQ/t SÇ 0.04 – 6

68 / 36

(1) Sıcak metal yalnızca çok özel durumlar için kullanılır (yaklaşık 275 kg/t SÇ), böylece hurda miktarı azalır.

(2) Normalde kireç kullanılmaktadır ancak birkaç durumda tek başına dolomit, veya dolomit - kireç kombinasyonu kullanılır. (örneğin; ağırlık oranı 63/37).

(3) Buhar genelde EAO çelik üretiminda kullanılmaz. Vakum işlemi olan ikincil metalurji tesisleri buna istisnadır.

(4) Tutarlı bir veritabanı bulunmamaktadır. Bazı sonuçlar toplam16 EPA PAH gösterir, diğerleri sadece bir kısmını.

(5) Tutarlı bir veritabanı yoktur. Değerler farklı PCB seçimlerini göstermektedir. (iki tanesi yukarıda bahsedilen Ballschmiter PCB atıfta bulunmakta, üç tanesi WHO-TEQ’ye atıfta bulunmaktadır ve ikisinin başka göstergesi yoktur).

Not: — Bazı ölçüm yöntemleri bir ülkeden diğerine veya bir tesisten diğerine oldukça ciddi farklılıklar gösterebilmektedir. Atılan tüm maddeler bütün tesislerde ölçülmemektedir. Ölçüm programları izin şartlarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir.

— Veriler Elektrikli Ark Ocağı (EAO) çelikhane işletmecilerinden alınan bilgiler dahilinde oluşturulmuştur (karbon çeliği, alaşımlı çelik ve paslanmaz çelik) ve 37.4 Mt çelik üretimini temsil etmektedir. Bu oran 2004 yılında 11 farklı AB ülkesinde EAO’da üretilen toplam çelik miktarının %50’sine yakındır.

— SÇ = Sıvı Çelik.

Kaynak: [ 140, Eurofer 2009 ] [ 200, Komisyon 2001 ] [ 220, Eurofer 2008 ] [ 234, Polonya 2007 ] [ 367, Prüm et al. 2005 ] [

371, Eurofer 2007 ] [ 372, Çek TWG üyesi 2008 ].

69 / 36

EAO’da kullanılan toplama sistemleri

70 / 36

Azaltım sonrası EAO prosesinden hava

emisyon yoğunlukları Parametreler Torbalı filtre Elektrostatik toz

tutucu (1)

Birim

Toz 0.35 – 3.4 1.8 mg/Nm3

CO 88 – 256 mg/Nm3

NOX 0.97 – 70 mg/Nm3

SOX 8 – 17 mg/Nm3

Hg 0.016 – 0.019 <0.0003 mg/Nm3

Metaller

:

Toplam (Sb, Pb, Cr, CN, F, Cu,

Mn, V, Se, Te, Ni, Co, Sn dahil)

0.006 – 0.022

0.01 – 0.07

mg/Nm3

Cr (Cr (VI) hariç) 0.013

Mn 0.036

Ni 0.003

PAH <0.00001 <0.001 mg/Nm3

PCDD/F 0.0015 – 0.1 (2) ng/Nm3

HF 0.085 – 0.2 mg/Nm3

HCl 3 – 5.4 mg/Nm3

Cl2 <3 mg/Nm3

(1) Tablodaki değerler paslanmaz çelik üreten bir Alman tesisinden alınmıştır.

(2) Aralığın en yüksek değeri 1997 yılında alınan ölçümlere dayanır.

Not: — Değerler yıllık ortalama değerlerdir ve merkezi toz tutma sistemine dayanır.

—PAH benzol(a)piren ve dibenzol-(a,h)-antrasen içerir.

Kaynak: [Plickert, Almanya demir çelik tesisleri performans değerleri, UBA, 2007]

[Wiesenberger, Demir Çelik üretimi BREF’i gözden geçirilmesi, UBA, 2007,].

71 / 36

Azaltım sonrası ikincil metalurji ile ingot döküm ve

sürekli dökümden kaynaklanan emisyon değerleri

Parametreler

Pota metalurjisi

birincil toz giderme

(toz tutma) birimleri

ingot döküm ve

sürekli döküm (1)

Vakum işlem ve

oksijen üfleme

birimi

PM 0.6 – 1 0.5 4.1 – 13.2

Pb, Co, Ni, Se, Te 0.006

Sb, Cr, CN, F, Cu,

Mn, V, Sn

0.01 0.01 – 0.03

(1) Yalnızca paslanmaz çelik üretimi için.

Not: Değerler yıllık ortalama değerlerdir ve mg/Nm3 cinsindendir.

Kaynak: Plickert, Almanya’daki demir ve çelik tesisleri performans değerleri, UBA,

2007.

72 / 36

EAO’dan çıkan birincil atık gazın yanma-sonrası

işlemi ve takiben hızlı soğutulması işlemi

73 / 36

PCDD/F’lerin torbalı filtrelere ek olarak

adsorban malzeme kullanılarak azaltılması

Baca gazlarında özellikle PCDD/F gibi kalıcı organik kirleticileri azaltmak için toz kontrol sistemi öncesinde, egzoz çıkış oluğuna adsorban madde (örneğin aktif karbon, toz aktif linyit koku, ya da bunların kireç ile karıştırılmış bileşimi) katılabilir. Gerekli miktar adsorbanın türü ve boyutuna bağlıdır. Genellikle bu miktar 20 ile 150 mg/Nm3 aralığındadır. Toz aktif linyit koku boyutu tipik olarak 0 ile 0.4 mm arasındadır ve ortalama olarak 0.63 µm değerindedir. Öğütülmüş olduğu için ortalama büyüklüğü yaklaşık 24 µm değerindedir ve bu da daha düşük doz kullanılmasına yol açar. Kullanılan karbon içerikli adsorbanların ortalama tanecik boyutu yaklaşık 25 µm değerindedir. Adsorpsiyon işlemi üç adımda gerçekleşir; -adsorpsiyon maddesinin akışı ham gaz akışına çarptığı ilk adımda, -adsorban ile zenginleşmiş ham gaz filtreleme cihazına doğru ilerlediği ikinci adımda, -ve özellikle torbalı filtrelerin kullanılması durumunda, gaz evresi filtre ortamının adsorban ile zenginleştirilmiş toz kaplama yüzeyini geçerken üçüncü adımda.

74 / 36

→ KAYNAKLAR

SALINIMLAR ↓

Ham

mad

de

taşı

ma

EA

O:

hu

rda

şarj

ı

EA

O:

erG

itm

e

ve

arıt

ma

EA

O:

çeli

k v

e

cüru

f d

ökü

m

EA

O:

fırı

n v

e

po

ta a

star

lam

a

tam

irle

ri

Ala

şım

lam

a

Po

ta i

şlem

i

Po

tad

an p

ota

ya

akta

rma

ve

kar

bo

n v

erm

e

Gaz

gid

erm

e

Kar

bo

nsu

zlaş

tır

ma

Ele

ktr

ocü

ruf

erit

me

Vak

um

ind

üksi

yo

n

ergit

me

İnd

üksi

yo

n

ergit

me

Fer

ro-

alaş

ım

tozl

arı

Sü

rekli

dö

kü

m

İngo

t d

ökü

mü

Yü

zey k

usu

ru

gid

erm

e

Cü

ruf

işle

me

Po

ta d

ibi

yak

ma

*

SO2 H H H H H H

NOx H H H H

CO2 H H H H H H H

CO H H H H H H

HCl H

HF H H H

H2S H

NH3

Demirin oksitleri H s H H H H t H H H H t H H st H t H st st H k

Alkali metaller sT H K

Toprak alkali

metaller

sT H K

Metal oksit

parçacıklar H s

H st H t H st st H k

Metalik olmayan

parçacıklar H s

st

Metalik demir H t H st

İnorganik florürler H t H

Hidrojen siyanür H T H

Kadmiyum ve

kadmiyum oksit S H H

St H t

Çinko, kurşun ve

oksitleri s H H

st H t

H st H t H st

H t

Diğer metaller ve

oksitleri H s H H H

H H sTt H T

H Hst

H st

H T

Fosfor bileşikleri H

Sülfür st

Diğer inorganik

kimyasallar

H S H H

H t HT H

Yağlar ve makine

yağları s

s

Cüruf T T Ht T HT t T T T T T T Tt

Atık çamur st

Refrakter atık H s HT t T T T T T T T

PCDD/F H H

PAH ve PCB H

UOB’ler H

Not:*Sakal giderme: ocağın iç yüzeyine katılaşarak yapışmış kalıntıların eritilerek temzilenmesi prosesi. Bileşiğe ayrıca atıfta bulunmadığı sürece, maddeler bileşiklerini de

kapsamaktadır. Kullanılan azaltma tekniğine, örneğin toz, atık çamur veya flottenin toplanmasına bağlı olarak, havaya salınımlar, aynı zamanda toprağa ve suya da salınabilir.