Elektrik Ark Fırınındaki Çelik Üretiminin Termodinamik Açıdan Analizi

Abstract

Demir-Çelik sektörünün Dünyadaki toplam enerji üretiminin, yaklaşık olarak %12'sini kullanması, sektörde enerji tasarrufu yöntemlerinin ne anlama geldiğini çok iyi ortaya koymaktadır. Bu noktada enerji tasarruflarında oldukça yaygın olarak kullanılan termodinamiğin birinci yasasına göre tanımlanmış enerji verimi ile birlikte, süreç boyunca enerji kalitesindeki farklılaşmaya bağlı olarak daha niteliksel sonuçlar veren, termodinamiğin ikinci yasası uygulamaları, oldukça fazla önem ifade etmektedir. Bu çalışmada alaşımlı çelik üretimi yapan bir firmada kullanılan, elektrik ark fırınında(EAF), bir cins çelik üretim için termodinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda, termodinamiğin birinci yasasına göre sistemde enerji analizi ile termodinamiğin ikinci yasasına göre tespit edilen iş potansiyellerinin hesabı ve tersinir iş elde edilmiştir. Çalışmanın sonunda da her iki analizden yararlanarak da hurda ön ısıtma sistemi, baca gazları, fırından çıkan tozlar ve soğutma suyu ile ilgili sonuçlara yer verilmiştirThe fact that the Iron and Steel sector uses approximately 12% of the world's total energy production clearly demonstrates the meaning of energy saving methods in the sector. At this point, along with the energy efficiency defined according to the first law of thermodynamics, which is widely used in energy savings, the applications of the second law of thermodynamics, which gives more qualitative results depending on the variation in energy quality throughout the process, are of great importance. In this study, thermodynamic analysis is applied to electric arc furnace (EAF) which is used at a steel company. The company has a very considerable position in producing of alloy steels in Turkey. In this regard, energy analysis and availability analysis are carried out for EAF according to first and second laws of thermodynamics. The scrap pre-heating system, stack gases, dusts and cooling water leaving the furnace are investigated by using analysis of thermodynamics.