Elektrik ark ocaklı demir çelik tesisleri için met kılavuzu

4MEVCUT EMİSYON DÜZEYLERİ VE HAMMADDELER VE ENERJİ TÜKETİMİ

4.1Mevcut tüketim ve emisyon düzeyleri

Kütle akışına genel bakış ve girdi/çıktı verileri

Şekil 3.1.a elektrik ark ocağı ile ilgili genel girdi-çıktı tablosunu ortaya koymaktadır. Bu genel tablo elektrikli ark ocağından veri toplamak için de kullanılabilir. Elektrik ark ocağı için belli başlı girdi faktörlerinin olmasının yanı sıra beli başlı emisyon faktörleri de belirlenmiştir. Bu faktörler Tablo 3.1.a’de verilmiştir. Kullanılan veriler dip notlarda belirtilen çeşitli kaynaklardan alınmıştır.

Karşılaştırma açısından, Tablo 3.1.b, Türkiye’deki yedi elektrik ark ocaklı tesise ait verileri içermekle birlikte Tablo 3.1.a’ya benzer bir tablodur. Bu yedi tesisin verileri yönlendiricidir ancak Türkiye’de bu türdeki bütün tesislerin temsilcisi olarak görülmemelidir.

Şekil 3.1 Elektrik ark ocağı kütle akışı genel tablosu
Tablo 3.1.a: AB’de elektrik ark ocakları için girdi/çıktı verileri (DRI = Doğrudan İndirgenmiş Demir, HBI = Sıcak briket demir)

Girdi				Çıktı
Ham Maddeler				Ürünler
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		Sıvı Çelik (SÇ)	Kg	1000
Kireç/dolomit (2)	kg/t SÇ	25 – 140		Hava emisyonları
Kömür (kok ve antrasit dahil)	kg/t SÇ	3 – 28		atık gaz akışı	milyon Nm3 /s	1 – 2
					Nm3/t SÇ	8 000 – 10 000
grafit elektrotlar	kg/t SÇ	2 – 6		Toz	g/t SÇ	4 – 300
					mg/m3	0.35 – 52
Refrakter astar	kg/t SÇ	4 – 60		Hg	mg/t SÇ	2 – 200
Alaşımlar: Karbon çelikleri Yüksek alaşım çeliği ve paslanmaz çelik	kg/t SÇ kg/t SÇ	11 – 40 23 – 363		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
Gazlar				Cu	mg/t SÇ	11 – 510
Oksijen	m3/t SÇ	5 – 65		HF	mg/t SÇ	0.04 – 15 000
Argon	m3/t SÇ	0.3 – 1.45		HCl	mg/t SÇ	800 – 35 250
Nitrojen	m3/t SÇ	0.8 – 12		SO2	g/t SÇ	5 – 210
Buhar (3)	kg/t SÇ	33 – 360		NOX	g/t SÇ	13 – 460
				CO	g/t SÇ	50 – 4 500
Enerji				CO2	kg/t SÇ	72 – 180
Elektrik	kWh/t SÇ MJ/t SÇ	404 – 748 1454 – 2693		TOC	g C/t SÇ	35 – 260
				Benzol	mg/t SÇ	30 – 4400
Yakıtlar (doğal gazlar ve sıvı yakıtlar)	MJ/t SÇ	50 – 1500		Klorür benzoller	mg/t SÇ	0.2 – 12
				PAH (4)	mg/t SÇ	9 – 970
				PCB (5)	mg/t SÇ	0.01 – 5
Su	m3/t SÇ	1 – 42.8		PCDD/F	µg I-TEQ/t SÇ	0.04 – 6
				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	dB (A)	90 – 133
(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 ].

Tablo 3.1.b: Türkiye’de elektrik ark ocakları için girdi/çıktı verileri (DRI = Doğrudan İndirgenmiş Demir, HBI = Sıcak briketlenmiş demir)

Girdi					Çıktı
Ham Maddeler					Ürünler
Metalik girdi: Hurda Dökme(pik) demir Sıcak Sıvı Metal (1) DRI (HBI)		kg/t SÇ kg/t SÇ kg/t SÇ kg/t SÇ	90 – 1176 0 – 150 -- 0 – 6,61		Sıvı Çelik (SÇ)	t/yıl	409.000 – 1.974.000
Kireç/dolomit (2)		kg/t SÇ	42 – 145		Hava emisyonları
Kömür (kok ve antrasit dahil)		kg/t SÇ	8 – 25		atık gaz akışı	milyon Nm3 /s	1 – 3,55
						Nm3/t SÇ	11.600 – 17.700
grafit elektrotlar		kg/t SÇ	1,3 – 2,9		Toz	g/t SÇ	13 – 127
						mg/m3	0.53 – 11
Refrakter astar		kg/t SÇ	4 – 10		Hg	mg/t SÇ	14
Alaşımlar: Karbon çelikleri Yüksek alaşım çeliği ve paslanmaz çelik		kg/t SÇ kg/t SÇ	-- --		Pb	mg/t SÇ	56 – 97
					Cr	mg/t SÇ	7,6 – 18
					Ni	mg/t SÇ	14 – 44
					Zn	mg/t SÇ	0 – 137
					Cd	mg/t SÇ	1 – 148
Gazlar					Cu	mg/t SÇ	11 – 510
Oksijen		m3/t SÇ	38 – 55		HF	mg/t SÇ	--
Argon		m3/t SÇ	0.16 – 2,61		HCl	mg/t SÇ	--
Nitrojen		m3/t SÇ	0.2 – 12		SO2	g/t SÇ	5 – 100
Buhar (3)		kg/t SÇ	0 – 40		NOX	g/t SÇ	46 – 190
					CO	g/t SÇ	42 – 360
Enerji					CO2	kg/t SÇ	72 – 180
Elektrik		kWh/t SÇ MJ/t SÇ	435 – 592 469 – 1.576		TOC	g C/t SÇ	1,35
					Benzol	mg/t SÇ	17
Yakıtlar (doğal gazlar ve sıvı yakıtlar)		MJ/t SÇ	50 – 1500		Klorür benzoller	mg/t SÇ	--
					PAH	mg/t SÇ	93 - 103
					PCB	mg/t SÇ	0.01 – 5
Su	m3/t SÇ		0,2 – 2,85		PCDD/F	µg I-TEQ/t SÇ	0,09 – 1,23
					Üretim Atıkları (atık/yan ürünler)
					Ocak cürufu	kg/t SÇ	60 – 178
					Pota cürufu	kg/t SÇ	15 – 25
					Tozlar	kg/t SÇ	10 – 21
					Atık refrakterler	kg/t SÇ	1.5 – 20
					Gürültü	dB (A)	70 – 115
(1) Sıcak metal yalnızca çok özel durumlar için kullanılır (yaklaşık 275 kg/t SÇ), böylece hurda miktarı azalır. (2) Normalde kireç kullanılmaktadır ancak çok nadir durumlarda tek başına dolomit kullanılmaz veya dolomit ve kireç kombinasyonu şeklinde kullanılır. (örneğin; ağırlık oranı 63/37). (3) Buhar genelde EAO çelik üretiminda kullanılmaz. Vakum işlemi olan ikincil metalurji tesisleri buna istisnadır. Not: — SÇ = Sıvı Çelik.

Bir elektrik ark ocağında, asıl demir kaynağı hurdadır. Sıcak metal ve DRI çok daha az işletme tarafından ve genelde çok nadir kullanılır. Bu durumda temsil aralığını belirlemek oldukça zordur. Sıcak metal ve DRI bazı çelik kalitelerinin kompozisyonu için kullanılabilir. Bazı durumlarda DRI ve sıcak metal girdisi ekonomik nedenlere dayalı olabilir. HBI temelde sıcak olarak briketlenmiş DRI’dır. Taşıma ve depolama açısından çok daha kolay ve daha az atmosferik oksidasyona maruz kalmaktadır.

Tablo 3.1’de belirtilen emisyon faktörleri bir araştırmanın sonucudur. Bazı emisyon faktörleri için gözlenen geniş aralık aşağıdaki nedenlere dayalı olabilir:

• 
  çevre koruma ekipmanlarının performanslarında farklılıklar olması
  
• 
  ulusal ve yerel yetkili merciler tarafından belirlenen emisyon sınır değerleri arasında farklılıklar olması
  
• 
  ölçüm kalitesi açısından farklılıklar olması - sıklık, kesinlik, örnekleme, laboratuar metodolojileri vb.
  
• 
  girdi malzemeleri arasında farklılık olması
  
• 
  tesis özelliklerinde farklılık olması
  
• 
  üretilen çelik türü (metal emisyonları)
  
• 
  tesis verimliliği.
  

Elektrik ark ocağı çelik üretimi ve çevresel konular

Elektrik ark ocağı çelik üretim işlemi sırasında önemli ölçüde toz ve katı atık/yan ürün açığa çıkar. Enerji tüketimi de ayrıca EAO çelik üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Emisyonları azaltmak için azaltma teknikleri kullanıldığı zaman çapraz medya etkileri ortaya çıkmaktadır. Aşağıdaki 3.1.2.1’den 3.1.2.6’ya kadar olan bölümler EAO prosesi sırasında oluşan en önemli çevresel konuları ele almaktadır.