Yüksek fırın
Yüksek fırın, metal cevherlerini (çoğunlukla demir cevheri) işlemekte kullanılan dikey izabe fırını.
Bir yüksek fırında; demirli malzemeler (demir cevheri, sinter ve pelet), yakıt malzemeleri (metalurjik kok) ve cüruflaştırıcı malzemeler (kireçtaşı) fırının tepesinden kesintisiz bir şekilde şarj edilirken sıcak hava[1] ise fırının alt kısmından (tüyer bölgesinden) üflenir. Bu sayede demir cevheri ergiyerek aşağı doğru akış sağlarken, yüksek fırın gazı yukarı akış ile bir karşı akım süreci ile kimyasal tepkimeler gerçekleşir. Fırındaki işlemin ürünü fırının alt kısmında toplanan sıvı ham demirin yanında yan ürün olarak curuf ve yüksek fırın gazı da elde edilir.
En geniş tanımı ile yüksek fırınlar cevherin yakıtla doğrudan temas halinde olduğu izabe üniteleridir. Bu tanıma göre yansımalı fırınlar (İng: reveberatory furnace) haricinde kalan bütün demirci ocakları (İng: bloomery), kalay üfleme ocakları (İng: blowing house) ve tarihte kurşun izabesinde kullanılan izabe değirmenleri (İng: smeltmill) bir yüksek fırındır. Ancak günümüzde yüksek fırın terimi çelik üretiminde bir ara ürün olan pik demir elde edilen fırınlar için kullanılmaktadır.
Yüksek fırınların 1900 ve 2015 yılları arasında küresel sera gazı emisyonlarının %4'ünden fazlasından sorumlu olduğu tahmin edilmektedir, ancak bu işlemin karbondan arındırılması zordur.
Tarihçe
[değiştir | kaynağı değiştir]MÖ 5. yüzyıldan itibaren Çin'de kullanılan yüksek fırınların Avrupa'da kullanımı ise Orta Çağ’ın Zirve Dönemine rastlar. Valonya'nın (Belçika) Namur bölgesinde 15. yüzyılda görülen metodun İngiltere'de yerini alması 1491 yılındadır. Bu dönemde tüm yüksek fırınlarda yakıt olarak odun kömürü kullanılmıştır. Daha verimli bir yakıt olan kokun, Abraham Darby'nin araştırmaları sonucunda, odun kömürünün yerini alması 1709 yılını bulmuştur. 1828 yılında James Beaumont Neilson'un geliştirdiği basınçlı üfleme havasını (İng: blast) önısıtma yöntemi yüksek fırınların verimi arttıran çalışmalardandır.
Türkiye
[değiştir | kaynağı değiştir]Türkiye'de 9 adet yüksek fırın bulunur. Yüksek fırınlara üretimlerinin artması için doğurganlık özelliği nedeniyle kadın isimleri verilir. İskenderun Demir-Çelik Fabrikası'nda Cemile, Ayfer, Gönül, Dilek isimlerinde 4 adet, Ereğli Demir-Çelik Fabrikası'nda Ayşe ve Atatürk'ün annesinin adının verildiği Zübeyde olmak üzere iki adet, Karabük Demir-Çelik Fabrikası'nda ise Fatma (1939-Türkiye'nin ilk Yüksek Fırını), Zeynep (1950) ve Ülkü (1962) fırınlarına ek olarak 10 Ocak 2015 tarihinde hizmete giren yeni fırın ile5 adet ve toplam 11 adet yüksek fırın mevcuttur.[2]
Kardemir 4. Yüksek Fırın projesine 2007 Ocak ayında başlamış olup bir Çin firması ile ortak yürüttüğü bu projeyi 2008 Şubat ayında bitirmeyi planlamaktadır. İsdemir 4. Yüksek Fırın projesini bir Çin firmasına vermiş ve inşaatını başlatmıştır. Erdemir 2007 Ayşe'nin yerini alacak yeni bir yüksek fırın yapımına başlamış ve 6 Mayıs 2008'de tekrar devreye alınmıştır. Bu fırının en önemli özelliği mühendislik, imalat ve montajının tamamen yerli imkânlarla yapılmış olmasıdır. Türkiye deki ilk şarj konveyörü beslemeli Yüksek Fırın olacaktır.
Cevherden üretim yapmanın bir metodu olan Yüksek Fırın prosesi, maliyetleri düşürerek daha ucuza çelik elde etmeyi mümkün kılmaktadır. Yüksek fırın adetlerinin artması durumunda çelik fiyatları düşeceğinden ülke sanayisinin rekabet gücü artar. İsdemir 2006 da 3 nolu yüksek fırınında büyük bir modernizasyon yapmıştır. Bu modernizasyonla fırına çansız tepe ekipmanı monte edilmiş, soğutma plakaları ve tuğlaları yenilenmiş, otomasyon sistemi modernize edilmiştir. Diğer fırınların yenilenmesi için bir deneme olan bu proje başarı ile 13 Şubat 2007'de tamamlanmıştır.
Dipnotlar
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ Bazı durumlarda verimi arttırmak için oksijenle zengileştirilmiş hava kullanılır
- ^ "Arşivlenmiş kopya". 12 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Ocak 2015.
