Yerli ve İthal Peletlerin Yüzey, Mikro Yapı, Fiziksel ve Metalurjik Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Düşük kaliteli demir cevherleri (> %50 Fe içeriği) öncelikle yüksek fırında kullanılabilir hale getirmek için zenginleştirilir. Zenginleştirme sonrası en yaygın kullanılan aglomerasyon yöntemi peletlemedir. Bu çalışmada, üç farklı pelet türünün (biri yerli, ikisi ithal) yapısal, yüzey, fiziksel ve metalurjik özellikleri belirlenmiştir. Peletlerin yüzey morfolojileri, element ve bileşik analizi SEM, EDX, XRF ve XRD cihazları ile yapılmıştır. Peletlerin boyutu farklı boyutlardaki elekler kullanılarak belirlenmiştir. Peletlerin nem içeriği hesaplanmıştır. Peletlerin yük altında azalmasının belirlenmesi için RUL testi yapılmıştır. Peletlerin aşınma indeksi ve parçalanma indeksi tambur testi ile gözlemlenmiştir. Ayrıca, peletlerin serbest şişme indeksi ve azalma-parçalanma indeksi belirlenmiştir. Araştırmanın sonunda, Kardemir A.Ş. tarafından sağlanan üç farklı peletin özellikleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, peletlerin gözeneklilik miktarı ve faz dönüşümlerindeki farklılıkları incelemek için numunelere ısıl işlem uygulanmıştır. Sonuçlar, yerli peletin ithal peletlere göre daha iyi kimyasal içeriğe sahip olduğunu ortaya koymuştur. Ancak, yerli peletin yüksek fırında ayrı olarak kullanılabilmesi için metalurjik özelliklerinin geliştirilmesi gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Demir Cevheri Pelet
• Demir Oksit İndirgeme
• Demir Cevheri Aglomerizasyonu
• Gözeneklilik
• Yüksek Fırın
• Şişme

Investigation of Surface, Microstructural, Physical and Metallurgical Properties of Domestic and Imported Pellets

Öz

Low-grade iron ores (> 50% Fe content) are primarily enriched in order to make these ores available at the blast furnace. The most widely used method of agglomeration after enrichment is pelletizing. In this study, structural, surface, physical and metallurgical properties of three different pellet types (one domestic and two imported) have been determined. The surface morphologies, element and compound analysis of pellets were performed with SEM, XRF and XRD devices. Size of pellets were determined by using different size of sieves. Moisture contents of pellets were calculated. RUL test was done for determination of reduction of pellets at under load. Abrasion index and disintegration index of pellets were observed with tumbler test. Furthermore, free swelling index and reduction-disintegration index of pellets were determined. At the end of the research, properties of three different pellets provided by Kardemir A.Ş. were compared. Also, heat treatment was applied to samples for investigating variance of porosity quantity and phase transforms of pellets. The results concluded that domestic pellet has better chemical content than imported pellets. However, metallurgical properties of domestic pellet should be developed to use domestic pellet in blast furnace separately.

Anahtar Kelimeler

• Iron Ore Pellet
• Iron Oxide Reduction
• Iron Ore Agglomeration
• Porosity
• Blast Furnace
• Swelling

Teşekkür

The authors would like to thank to Figen DİKİLİTAŞ, Fikret FURTUN, Gülüm ÖZDUMAN and Erkan ŞANLI working at KARDEMİR A.Ş. for their help. We would also like to thank Karabük University Iron and Steel Institute for the equipment used during the experimental studies.

Kaynakça

1. Al-Kahtany, M. M., & Rao, Y. K. (1980). Reduction of Magnetite with Hydrogen. I.--Intrinsic Kinetics. Ironmaking Steelmaking, 7(2), 49-58.
2. Derkach, O., Horbas, I., Stepanova, A., & Kyrylchuk, O. (2020, May). Formıng Of Industrıal Enterprıse Development Strategy Based On Balanced Scorecard. In Eastern European Conference Of Management And Economıcs (p. 170).
3. Dey, S. K., Jana, B., & Basumallick, A. (1993). Kinetics and reduction characteristics of hematite-noncoking coal mixed pellets under nitrogen gas atmosphere. ISIJ international, 33(7), 735-739
4. Harrison, W. D. (1971). Iron Ore Pellets, Annals of the Association of American Geographers. Kordzadeh, E., Campos, F., Strüber, G., & Schwalm, T. (2017, October). Contributions to the technology comparison between straight grate and grate-kiln. In The 5th Brazilian Ore Agglomeration Symposium, October 2nd to 6th (pp. 222-236).
5. Mourão, J. M. - The Growing Importance of Pelletizing for Iron Ore Mining and Iron Production. Paper presented at the 2nd International Symposium on Iron Ore, sponsored by ABM, held in Brazil, Sep 22 - 26, 2008, (www.abmbrasil.com.br). 28
6. Mourão, J. M. (2022, November). Evolution and growth of iron ore pelletizing. In 4th EMECR-International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry (Vol. 2022).
7. Narçin, N., Aydln, S., Şeşen, K., & Dikec, F. (1995). Reduction of iron ore pellets with domestic lignite coal in a rotary tube furnace. International journal of mineral processing, 43(1-2), 49-59.
8. Pimenta, H. P., & Seshadri, V. (2002). Characterisation of structure of iron ore sinter and its behaviour during reduction at low temperatures. Ironmaking & steelmaking, 29(3), 169-174.

9. Sharma, T., & Prakash, B. (1992). Swelling of iron ore pellets by statistical design of experiment. ISIJ international, 32(12), 1268-1275.
10. Sharma, T. (1994). Swelling of iron ore pellets under non-isothermal condition. ISIJ International, 34(12), 960-963.
11. Shatokha, V. (2016). The sustainability of the iron and steel industries in Ukraine: challenges and opportunities. Journal of Sustainable Metallurgy, 2(2), 106-115.
12. Shigaki, I., Sawada, M., & Gennai, N. (1986). Increase in Low-temperature Reduction of Iron Ore Sinter due to Hematite-alumina Solid Solution and Columnar Calcium Ferite. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 26(6), 503-511.
13. Yıldız, N. (1990). Demir cevherinin peletlenmesi. Bilimsel Madencilik Dergisi, 29(1), 17-32.