Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

KİMYASAL METALURJİ (Refrakter Malzemeler ) Yrd.Doç.Dr. MUSTAFA BOYRAZLI FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "KİMYASAL METALURJİ (Refrakter Malzemeler ) Yrd.Doç.Dr. MUSTAFA BOYRAZLI FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ."— Sunum transkripti:

1 KİMYASAL METALURJİ (Refrakter Malzemeler ) Yrd.Doç.Dr. MUSTAFA BOYRAZLI FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. ELAZIĞ

2 REFRAKTER MALZEMELER Yüksek sıcaklıklara, korozif eriyiklere içinde toz bulunan fırın gazlarının akışına dayanıklı her çeşit fırın yapmaya elverişli malzemeye refrakter malzeme denir. Kavurma, ergitme, tasfiye ve ısıl işlemlerinde kullanılan fırınlar uygun refrakter malzemeyle yapılırlar.

3 Geleneksel tanımlamayla; yüksek sıcaklıkta çalışan fırın ve benzeri ünitelerin yapımında veya içinin kaplanmasında kullanılan, sıcaklık altında fiziksel ve kimyasal nitelikte çeşitli aşındırıcı etkilere karşı ergimeden ve fiziksel-kimyasal özelliklerini koruyarak dayanabilen malzemelere REFRAKTER MALZEMELER denilmektedir. Refrakter malzemeler iki esas amaç için üretilirler. 1. Isı izolasyonu 2. Isı iletkenliği

4 Fırın içindeki ısının dışarıya gitmemesi arzu edilen işlemlerde termik izolasyon özelliği yüksek olan refrakter malzemeler kullanılır. Bazı ergitme ve tasfiye işlemlerinde (örneğin, çinkonun Pirometalurjik metotlarla üretilmesi veya tasfiyesi), termik iletkenliği yüksek olan refrakter malzeme kullanılarak muf (Retort) tipi fırınlarda yapılırlar. Aynı şekilde indirekt ısıtma kullanarak ısıl iletkenliği yüksek olan grafit potalar kullanmak suretiyle metaller veya metal alaşımları eritilmektedir.

5 Endüstride kullanılan belli başlı refrakter malzeme çeşitleri şunlardır : x Al 2 O 3.y SiO 3 Al 2 O 3 SiO 2 CaO MgO 2MgO.SiO 2 (Forsterit) Fe 2 O 3 veya Fe 3 O 4 FeO. Cr 2 O 3 Karbon (grafit) Metaller (çelik veya bakırdan yapılmış Water- jaketler)Silisyum karbür veya diğer karbürler

6 Refrakter malzemeler kullanımı sırasında şu özelliklere ve şartlara sahip olmalıdır. 1.Erimeden ve deforme olmadan yüksek sıcaklıklara dayanmalıdır, 2.Termik şoka dayanıklı olmalıdır, 3.Fırın yapısının ve şarjın yapacağı basınca soğukta ve kullanım sıcaklığında dayanıklı olmalıdır, 4.Cürufun, ergimiş metalin SO 2,Cl 2, CO 2, Su buharı (H 2 O) ve metal buharına dayanıklı olmalıdır., 5.Şarjın aşındırmalarına dayanıklı olmalıdır, 6.Şarjdan ve cüruf yapıcı flakslardan oluşan gazlara dayanıklı olmalıdır, 7.Kullanım esnasında boyutları değişmemelidir, 8.Kullanım yerlerine bağlı olarak yüksek sıcaklıklarda yüksek elektrik direncine sahip olmalıdır

7

8

9

10

11

12 Refrakterlerin şekilleri : Refrakter malzeme ya tuğla şeklinde ya da harç olarak kullanılırlar. Refrakter tuğlalar; fırın yapımını kolaylaştırmak amacıyla çeşitli şekillerde üretilebilirler. Harç (Dövme toprağı), fırında dövülerek şekillendirilip fırın ısıtılarak yerinde sinterleştirilip tek bir kitle halinde (monolitik) elde edilir. Buna dayanarak refrakter dövme toprağına, «monolitik refrakter» de denmektedir.

13 Refrakterlerin özellikleri : Refrakter malzemenin kullanılışında büyük ölçüde rol oynayan özellikler; 1. Fiyat: Kullanılacak refrakter malzemenin fiyatı imkân nispetinde düşük olmalıdır. Önemli olan, refrakter malzemenin ünitesinin fiyatı olmayıp, kullanıldığında işleme giren malzemenin ünitesine isabet eden refrakter malzeme masrafıdır.

14 Herhangi bir refrakter malzeme diğerlerinden daha pahalı olabilir. Fakat pahalı olan daha uzun zaman fırında dayanabiliyorsa, o taktirde diğerine nazaran daha ekonomik olmaktadır. Böylece refrakter malzeme tercihinde, genel olarak çalışılan malzemenin tonuna isabet eden masrafın düşük olduğu ve fırın tamirlerinin daha uzun periyotlarla yapılmasını sağlayabilen cinsler önem taşırlar.

15 2. Mukavemeti : Refrakter malzemenin mukavemetinin yüksek ve fırın gazları tarafından sürüklenen tozların sürtünmesine, karşı dayanıklı olması gerekir. Önemli olan refrakter malzemenin oda sıcaklığındaki mukavemetinden ziyade, çalışma sıcaklığı ve şartlarındaki mukavemetidir. Oda sıcaklığında kg./cm 2 mukavemete sahip refrakter tuğlalar yüksek sıcaklıkta ancak 1,5 - 3 kg/cm 2 mukavemete dayanabilmektedirler,

16 3.Yumuşama sıcaklığı : Refrakter malzemenin yumuşama sıcaklığı ne kadar yüksek olursa refrakter özelliği de o nispette yüksek olmuş olur. Refrakter malzemelerin kullanılmasında bu özelliğe büyük önem verilmektedir. Refrakter özellik, belirli standart ölçülerde yapılan piramitleri, yumuşama sıcaklıkları bilinen standart piramitler ile birlikte ısıtmak suretiyle, mukayese esasına dayanarak, tayin edilmektedir. Bu piramitlere ORTON piramitleri denmektedir. Deney yapılırken ısıtmanın belirli bir hıza göre yapılması gerekmektedir. Çünkü ısıtma hızlı yapıldığı zaman elde edilecek yumuşama sıcaklığı, yavaş ısıtma sonucu elde edilecek sıcaklıktan daha yüksek olmaktadır. Orton piramidi yapılırken, malzemenin homojen yapılı olması ve bağlayıcı olarak kullanılacak malzemenin refrakter özelliğe herhangi bir şekilde etkide bulunmayan ve düşük sıcaklıklarda uçucu karakterde olması gerekmektedir.

17 4. Kimyasal ve mineralojik yapı : Metalürjik amaçlar için refrakter malzeme seçilirken öncelikle onun kimyasal ve mineralojik yapısı üzerinde durulur. Böylece malzemenin bileşimindeki asit ve bazik oksitlerin miktarlarına göre refrakter malzemeler sınıflandırılarak kullanılırlar. Genellikle asit karakterli cürufların ve asit oksit tozlarını taşıyan baca gazlarının asit tuğlalara zarar verdirmedikleri bilinmektedir. Aynı durum bazik malzeme için de geçerlidir. Bir refrakter malzemenin cürufa dayanıklılığı büyük ölçüde onun yoğunluğuna da bağlıdır. Kimyasal bileşim bakımından aynı olan iki refrakter malzemeden poröz olan daha erkence cüruf tarafından aşındırılmaktadır. Refrakter malzeme yapılırken asit karakterli refrakter malzemeye az miktarda bazik ve bazik karakterli refrakter malzemeye de az miktarda asit malzeme bağlayıcı olarak karıştırılmaktadır.

18 Refrakter malzemenin kimyasal yapısına ek olarak mineralojik yapısının da bilinmesine ihtiyaç vardır. Silika tuğlalarında kuvarsın kristobalit ve tridimit'e geçmesi ve aynı şekilde alümina- silika (Şamot) tuğlalarda mullit’in teşekkül ettiği bilinmektedir. Kuvars incelendiğinde, °C sıcaklıklar arasında (α) kuvars (yoğunluğu, 2.65), 573 o C sıcaklıkta (β) kuvarsa geçmekte, 873°C sıcaklıkta tridimit'e (yoğunluğu 2.26) ve 1470°C de kristobalit'e (yoğunluğu 2.32) geçmektedir. 1710°C sıcaklıklarına kadar kristobalit kristal yapısını muhafaza etmekte ve sonradan erimektedir. Böylece muhtelif kristal değişme sıcaklıklarında meydana gelen hacim deşikliklerinden ötürü fırın gerekli hızdan daha fazla ısıtıldığı zaman çatlamalara sebebiyet verilmektedir. Bunu önlemek için söz konusu kritik sıcaklıklarda ısıtma hızı çok yavaşlatılarak, hacim değişikliklerinin zararsız şekilde meydana gelmesi için daha uzun bir zaman süresi sağlanmış olur.

19 5. Porozite ve yoğunluk : Refrakter malzemenin porozitesi azaldıkça cüruf veya fırın gazları içindeki tozlara dayanıklılığı da o oranda artmaktadır. Poroziyeti azaltmak, refrakter tuğla yapılırken kalıplamada daha yüksek basınçlı hidrolik presler kullanmak suretiyle mümkün olmaktadır. Porozitenin azalmasıyla orantılı olarak tuğlanın yoğunluğu da artmaktadır. Aynı refrakter malzemeyi kullanarak ne kadar yüksek yoğunluklu tuğla yaparsak, porozite yönünden o kadar iyi tuğla yapmış oluruz ve bu tuğlalar da, porozitesi daha fazla olanlara tercih edilirler.

20 6. Isıl iletkenlik : İçinde yakıt yakılan refrakter bir fırın duvarının minimum ısıl iletkenliğe sahip olmalıdır. Böylece fırın içindeki ısının minimum ölçüde dışarıya geçmesi sağlanır. Buna karşılık indirekt olarak ısıtılan Retort veya Pota fırınlarında ısının içeriye geçebilmesi için refrakter malzemenin imkân nispetinde yüksek ısı iletkenliğine sahip olması istenir.

21 Herhangi bir refrakter malzeme içinde sıcaklık kademeleri olacaktır. En yüksek sıcaklık, fırın duvarının iç yüzünde, en düşük sıcaklık fırın duvarının dış yüzeyinde olacak ve duvar kalınlığında kademeli olarak sıcaklık en yüksekten en düşüğe kadar inecektir. Sıcaklık, duvar kalınlığı ile lineer olarak değişmektedir.

22 Duvarın dış yüzeyine ısıyı izole eden bir malzeme (amyant levha) koymak suretiyle fırından dışarıya kaybedilen ısı miktarı büyük ölçüde azaltılabilir. Fırın ısısı dışarıya daha az verilmesiyle fırın içindeki sıcaklık artacak ve dolayısıyla refrakter malzeme daha çok tahribata uğrayacaktır. İşletmeci; yakıt tasarrufu veya refrakter malzemenin daha uzun ömürlü olması gibi iki alternatiften birini tercih etmek zorunda kalacaktır.

23 Bakır ve çelik, ısı iletkenliklerinin yüksek olmasından ötürü refrakter malzeme olarak kullanılmaktadırlar. Bunlar, sirküle ettirilen su ile soğutularak serin tutulmaktadırlar. Isınan su bir miktar ısıyı götürmüş olmaktadır. Fakat bakır ve çelikten yapılan ceketlerin uzun ömürlü olması ve kolayca tamir edilip yerlerine yenilerinin konabilmesi, ısı tasarrufuna nazaran daha avantajlı gelmektedir. Demir dışı metallerin ergitilmesinde kullanılan düşey fırınların hemen hepsi kısmen veya tamamen «Water Jacket» lerle yapılırlar. Bu ceketleri soğutan su kesildiği anda, ceketler susuz kalıp yanarlar.

24 7. Elektrik iletkenliği : Refrakter malzeme, elektrik fırınlarında kullanılacağı zaman, elektrik iletkenliği önem kazanmaktadır. Belli başlı refrakterler arasında grafit ve metaller iyi elektrik iletkenliğine sahiptirler. Diğer refrakter malzeme çeşitleri izolatör olarak kullanılırlar. Grafit, çok iyi bir refrakter malzeme olarak yüksek sıcaklıklarda çalıştırılan elektrik fırınlarında elektrot ve fırın astarı olarak kullanılmaktadır. Elektrik fırınlarında metaller refrakter malzeme olarak kullanılmayıp, sadece bakır, iletken tel olarak cereyanı grafit elektrota iletmede kullanılır. Metal iletkenler ekseriya su ile soğutulurlar.

25 8. Termik uzama : Refrakter malzeme ısıtıldığında genellikle uzama gösterir. Her bir refrakter malzeme çeşidi için sıcaklığa bağlı olarak değişen uzama değerleri tespit edilmiştir. Refrakter malzemeden yapılmış deney parçaları ısıtılarak sıcaklığa göre değişen uzama miktarları ölçülmektedir. Uzama değerleri, % olarak verilmektedir.

26 Refrakter malzemenin uzama katsayısının, imkân nispetinde küçük olması arzu edilir. Çünkü fırın ısıtılırken tuğlalar genişlerler. Fırın örülürken yeteri kadar genişleme payının bırakılması gerekmektedir. Aksi taktirde tuğlalar genişleyemez ve çatlayıp kırılırlar. Fırın devamlı olarak ısınmaya, soğumaya maruz kalırsa meydana gelen termik şoklardan ötürü çatlayıp kırılır (Spalling). Isıtma ve soğutma, imkân nispetinde yavaş yapıldığı taktirde bu çatlayıp kırılmalar kısmen önlenebilirler. Bu kırılmaları arttıran diğer bir sebep de; tuğla kullanıldıktan sonra bünyesine giren cüruf, metal veya diğer yabancı maddelerden ötürü orijinal özelliğini kaybedip, böylece uzama katsayısının başlangıçtaki değerlerden farklı olmasındandır.

27 REFRAKTER MALZEME ÇEŞİTLERİ 1-Refrakter Tuğlalar: Asidik seri : Şamot Tuğlalar. Silika Tuğlalar. Yüksek alümina tuğlaları Bazik seri : Manyezit Tuğlalar. Krom Tuğlalar. Dolomit Tuğlalar. Forsterit Tuğlalar.

28 2-Seramikler: Taşıl Seramikler Vicro Seramikler Özel oksit seramik 3-Camlar: Kuvars camı Borosilikat camları Pencere camları Kurşun camları Su camı Özel camlar

29 1-REFRAKTER TUĞLALAR Üretimde 0,5 ile 5 mm büyüklüğündeki kaba taneler bağlayıcı madde ile karıştırılarak form verilir ve pişirilir. Tuğlalara form verilmesi çelik kalıplar içerisinde kuru preslemeyle, plastik şekil değiştirmeyle, elle ve ayrıca nadiren alçı kalıplara süspansiyon halinde dökmek suretiyle yapılabilir.

30 Tuğla üretiminde önce ham tuğlalar kurutularak içindeki kabası alınır ve ardından da daha çok tünel fırınlar kullanılarak pişirme yapılır. Böylece kristal su yada CO 2 gibi uçucu maddeler uzaklaştırılır, daha sonrada sinterleşme gerçekleşir ve tuğla mekanik mukavemet kazanır. Demir ve çelik endüstrisinde, enerji santrallerinde, kok ve gaz üretim tesislerinde, metal işletmede, seramik, cam, çimento endüstrisinde kullanılan tüm fırınlarda kullanılır.

31 Asidik Refrakterler: a) Şamot Tuğlalar: Refrakter tuğlaların toplam miktarının yaklaşık olarak % 65 kadarı şamot olarak üretilirler ve metalurji fırınlarında cam ve tavlama fırınlarında, kafes yapımında, çeliğin dökülmesinde aşınma malzemesi (kanal tuğlası, çarpma seti, yolluk ağzı) olarak, kazan tesislerinde ve ev pişirme fırınlarında, sobalarda ve şöminelerde kullanılır. Ateşe dayanıklı hamurun ana bileşimi kaolindir. ( % 64,6 SiO 2, % 39,5 Al 2 O 3 ve % 3,9 H 2 O ) Esas bileşim olan bu karışımın dışında tüm diğer hamur mineralleri daha düşük Al 2 O 3 içerirler.

32 Şamot tuğla yapılırken kil su ile karıştırılıp preslenerek şekillendirilir. Tünel fırınında 36 saat süre ile kurutulduktan sonra yakılır gün zarfında sıcaklık 1280 – 1350 o C dereceye yükseltilir. Tuğlalar, bu sıcaklıkta gün tutulurlar. Soğuması için 3 gün daha fırında tutulurlar. Şamot tuğlalar yakıldıkları zaman, mekanik ve kimyasal olarak kompozisyonunda bulunan suyun kaybolmasından ötürü çekme yapıp küçülürler. Plastisitesi yüksek olan killer diğerlerine nazaran daha çok çekme yaparlar. Tuğla yapılırken yeni kullanılan kil malzemesine, daha önce yakılıp kırılan kil (şamot) malzemesinden karıştırmak suretiyle çekme miktarı azaltılabilmektedir. Böylece tuğlalar şekillendirilirlerken, yandıktan sonra istenen ölçülerden biraz daha büyük yapılırlar. Şamot tuğlalar; mullit, tridimit ve kristobalit karışımından meydana gelirler.

33 Şamot’un üretimi için hamurda mümkün olduğu kadar yüksek Al 2 O 3 ve mümkün olduğu kadar düşük alkali ve toprak alkali bulunması gerekir. Şamot ta bileşim şöyledir : % Al 2 O 3 - % 1-3 Fe 2 O 3 - % 0,5-2 TiO 2 ve geriye kalan SiO 2 ‘dir.

34 b) Silika Tuğlaları: Silika tuğlaları içinde % 93 - % 98 arasında SiO 2 bulunur. Bu tuğlalar yüksek sıcaklıkta %3,5 ‘a varan oranlarda genişleme gösterir. Bunun nedeni tuğla içinde bulunan kuvarsın önce tridimit haline daha sonrada kristobalit haline allotropik dönüşüm yapmasıdır. 870 o C 1470 o C Kuvars ↔ Tridimit ↔ Kristobalit d = 2,65 d= 2,26 d= 2,32 Bu dönüşüm sırasında özgül hacimde (d) önce küçülme sonra büyüme gözlenir. Bu durum silika tuğlaları yüksek sıcaklıkta dayanıksız yapar. Silika tuğlalar kuvarsitten 1470 o C’ nin üzerindeki sıcaklıkta üretilir. Tuğla pişirme sırasında % 14,3 hacim artışı yapar. Çok iyi ateşe dayanımları nedeniyle silika tuğlalar bir çok yerde kullanılır. Ancak asidik karakterde oluşları nedeniyle bazik karakterli cüruf ve eriyiklerle kullanılmazlar. Renkleri beyaz ile kahverengi arası lekeli fil dişi beyazıdır. Kok fırınlarında tercih edilirler.

35 c) Alüminyum Oksidi Yüksek Şamot Tuğlaları: Şamot üretimi için kullanılan ateşe dayanıklı maddelerin Al 2 O 3 miktarı en fazla % 45 kadardır. En iyi koşullarda 1450 o C’ ye kadar kullanılabilen şamot’un ateşe dayanımını iyileştirmek için hammaddedeki alüminyum oksit oranını yükseltmesi gerekir. Çimento, döner fırınlarının sinterleşme bölgesi gibi çok fazla zorlanan yerlerde kullanılırlar. Bazik Refrakterler: MgO, CaO ve CrO 3 içeren tuğlalardır. Bunlar manyezit tuğla ( periklas tuğla, MgO ), krommanyezit tuğla, dolomit tuğla ( CaO, MgO ) ve forsterit tuğla (2MgO, 2SiO 2 )’tir.

36 Tablo: Bazik refrakter tuğlaların bileşimleri ve özellikleri

37 3. Manyezit refrakterler : En çok kullanılan bazik refrakterler, manyezit tuğlalardır. Uygun bir bağlayıcı malzeme kullanarak şekillendirilen Periklas (MgO) dan yapılmaktadır. Periklas, manyezit (MgCO 3 ) veya Brusit (MgO.H 2 0)'in kalsinasyonu sonucu elde edilmektedir. Manyezit tuğla, öğütülmüş periklasın az miktarda demir oksit ile karıştırılıp şekillendirilmesi ve yakılması sonucu elde edilmektedir. Kompozisyonda bulunan demir oksit ve kuvars, manyeziferrit ve silikatlar yapıp Periklas tanelerini bağlamış olur. Manyezit tuğla, kompozisyondaki demir oksitten ötürü koyu kahverengindedir.

38 Manyezit refrakter malzeme, bazik cüruflara karşı çok dayanıklıdır. Yüksek sıcaklıklarda mekanik mukavemeti azalır. Oda sıcaklığında Kg./cm 2 mukavemete karşılık °Csıcaklıkta1.7 Kg/cm 2 'e düşmektedir. 4. Krom refrakterler : Krom refrakterler, krom cevherlerinin refrakter özellikte olanlarından yapılmaktadır. Esas mineral spinel olup kromit; (Fe, Mg)O. (Cr, Al,Fe) 2 O 3 bileşimindedir. Krom refrakterler nötr özelliğe sahip oldukları için asit ve bazik cüruflara karşı aynı ölçüde dayanıklıdırlar. Fırın şartlarının refrakter yönünden zor olduğu hallerde ve bazik refrakter malzeme ile asit refrakter malzemenin bir biri ile temas etmemesi gerektiğinde arada nötr tabaka olarak kullanılırlar. Krom refrakter malzeme imalinde kullanılan krom cevherlerinde % Al 2 O 3 + % Cr 2 O 3 toplamının altmışın üzerinde olması istenir.

39 Krom tuğlası yapılacak ham madde içinde % SiO 2 ve % MgO içeriklerine de dikkat etmek gerekmektedir. Şayet bu maddeler MgO·SiO 2 bileşimini yapacak miktarlarda iseler, bu durumda yapılacak refrakter malzemenin yumuşama sıcaklığı düşük olur. Krom tuğlaları 1600 – 1650 o C sıcaklığa kadar ısıtıldıklarında yok denecek kadar az bir hacim değişikliği gösterirler.

40 5. Forsterit : Forsterit refrakter malzeme, (2MgO SiO 2 ) kompozisyonundaki bir magnezyum silikattır. Bu çeşit refrakterler, içinde yaklaşık % 85 forsterit bulunan olivin'lerden yapılır. Forsterit tuğlalar; yüke oldukça dayanıklı olup, tekrar ısıtıldıklarında çok az miktarda çekme gösterirler. Genellikle fırınların tavan kısımlarında kullanılırlar.

41 7. Grafit: Grafit, karbonun bir kristal yapılı olanıdır. En yüksek refrakter özelliğe sahip malzemeden biridir. Çalışılan sıcaklıklarda hiç yumuşamayıp, ancak 3600°C civarında süblime olur (katı olan, gaz faza geçer). Hiçbir korozif madde ona etkide bulunamaz. Yüksek sıcaklıklarda okside olarak (CO) veya (CO 2 ) yapar. Grafit, ısıyı ve elektriği çok iyi iletmektedir. Bu nedenle indirekt ısıtmayı gerektiren hallerde grafit refrakter malzemeden geniş ölçüde faydalanılır. Son zamanlarda geniş uygulama alanı bulmuş olan sürekli metal dökümlerinde metalin akıtıldığı kalıp malzemesi olarak yine grafitten faydalanılmaktadır.

42 Grafit potalar, değişik oranda grafit tozu ve kil karışımından yapılmaktadır. Kil, bağlayıcı olarak kullanılmakta olup, onun % miktarı arttıkça potanın da kalitesi düşmektedir. Karbon ve grafit elektrotlar, sunî olarak petrol kok'undan elde edilen grafitten yapılırlar.

43 8. Metal refrakterler : İçi boş ve içinden hava veya su ile soğutulan çelik, pik veya bakırdan yapılmış ceketler refrakter malzeme olarak kullanılırlar. Hava veya su ile soğutulmaksızın olduğu gibi kullanılan hakiki anlamdaki refrakter metal olan platin, sadece laboratuar teçhizatında kullanılmaktadır. Demir ve demirden dışı metallerin üretiminde kullanılan su ceketli (water - jacket) fırınlar, metal refrakterin uygulamasına ait en iyi örnekleri oluştururlar.

44 9.Diğer refrakterler : (CaO) iyi bir refrakter olmakla beraber, havadan rutubet alarak hidrat, (CO 2 ) alarak karbonat yapmak suretiyle değişmektedir. Kalsine dolomit, kalsiyum magnezyum karbonat, Siemens Martin fırınlarında aşınan fırın kısımlarını tamir etmede dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Özel olarak elektrik fırınlarında imal edilen diğer refrakter çeşitlerinden (ZrO 2.),Silisyum karbür (SiC), Korund (Al 2 O 3 ), Eritilmiş Kuvars (SiO 2 ), Manyetit (Fe 3 O 4 ) sayılabilir. Bunlardan silisyum karbür yüksek ısı iletkenliği istenen yerlerde tercih edilir. Manyetit, bakır konverterlerinde, magnezit tuğlanın korunmasında özel olarak kullanılır.

45

46

47 İzolasyon Tuğlaları: Fırınlarda ve ısıl işlemlerin yapıldığı her türlü tesiste ısı izolasyonu için yüksek gözenekli (% 40 - % 70 ) izolasyon tuğlaları kullanılır. Ancak bunlar ateşe dayanıklı değildir. Bunların üretiminde ya yanarak boşluk yapan maddeler ( odun talaşı, naftalin ) yada yüksek gözenekli hammadde ( kieselgur ) kullanılır o C’ ye kadar hatta daha yüksek sıcaklıklara kadar kullanılabilen izolasyon tuğlaları hafif ateş tuğlası olarak adlandırılır. Bunlar şamot hafif tuğla, kaolin hafif tuğla ve alüminyum oksit hafif tuğlalardır. İzolasyon tuğlaları soğukta basma dayanımı yaklaşık 700 kg/m3 özgül ağırlıkta, 1,5 MPa ve 1100 kg/m3 ham özgül ağırlıkta 5 MPa olarak düşüktür.

48 Özel Tuğlalar: Silisyum karbür, forsterit, zirkon, grafit ve kromit gibi tuğlalardır. Bu tuğlalar hem ateşe dayanıklı hem de yüksek sıcaklıkta hacim değişikliği göstermemeleri nedeniyle normal refrakter tuğlaya göre üstünlükleri vardır. Elektrikli fırınlarda kullanılırlar.

49 Krom tuğlaları hammaddesi içinde (Cr 2 O 3 + Al 2 O 3 ) miktarı %60 veya daha fazla olan tuğlalardır. Kromit içine düşük erime sıcaklığına sahip silikatlar ve manyezit ilave edilerek imal edilirler. Böylece forsterit oluşur ve dayanıklılık artar.

50 2-SERAMİKLER Tablo: Seramik malzemelerin sembolleri, cinsleri ve kullanım yerleri


"KİMYASAL METALURJİ (Refrakter Malzemeler ) Yrd.Doç.Dr. MUSTAFA BOYRAZLI FIRAT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları