ALÜMİNA DÖKÜLEBİLİR REFRAKTERLER HAZIRLAYANLAR: BİLGE TÜRETKEN 1311140051 BEGÜM TUŞGUL 1311140043

Refrakter Malzeme Nedir ? Refrakter malzemeler, yüksek sıcaklıklarda her türlü ergimiş metal, curuf, asit vb.korozif maddelere dayanıklı, mekanik darbe ve sürtünme etkilerine karşı fiziksel ve kimyasal özelliğini kaybetmeyen, yüksek ergime sıcaklığına sahip malzemelerdir. Refrakter malzemelerin tüketiminin en fazla olduğu sektör demir -çelik sektörüdür.Demir-çelik endüstrisinin son senelerde gelişmesi, bu endüstrinin ihtiyacı olan refrakterlerin kalite olarak gelişmesi ihtiyacını doğurmuştur. Bu nedenle günümüzde dökülebilir refrakter kullanımı artmaya başlamıştır.

yüksek iletken ince gözenekli C Sic kaplanmış dökülebilir SiC %60 Al2O3 kaplanmış SiC Al2O3 yüksek iletken ince gözenekli C Sic kaplanmış dökülebilir SiC Standart yüksek iletkenlik kaba C gözenekli Çakmaktaşı kili ateş tuğlası Standart Yüksek alümina

Refrakter Tuğla Boyutları ve Şekilleri

Refrakterlerin Sınıflandırılması Kimyasal özellikler esas alınarak yapılan refrakter sınıflandırması şöyledir a)Asidik Refrakterler Silika, semi silika, şamot gibi malzemeler bu grup içine girer. Bu malzemelerden yapılan her türlü refrakteri kapsar. b)Bazik Refrakterler Dolomit, magnezya, krom gibi malzemelerden yapılan her türlü refrakteri kapsar. c) Nötr Refrakterler Karbon, grafit vb. refrakterler bu grup içine girer.

Şekilli Refrakterler a) Silika tuğlalar b) Semi silika tuğlalar c) Şamot tuğlalar Al2O3-SiO2 ihtiva eden, maksimum %45 Al2O3 'lı refrakterlerdir. d) Yüksek Al2O3 tuğlalar Al2O3 oranları %50-99 arasındadır. (Yüksek alüminalı dökülebilir refrakterde mikrosilika taneleriningörüntüsü)

Dökülebilir Refrakter Nedir ? Dökülebilir refrakterler, yüksek kalitede taşıyıcı taneler (refrakter agregaları), modifiye edici dolgu maddeleri, bağlayıcılar ve katkı maddeleri gerektiren, karmaşık refrakter formülasyonlardır. Daha çok sentetik hammaddelerden üretilirler. Refrakter agregaları dökülebilir refrakterlerin temel iskeletini oluşturur ve miktar olarak en yüksek oranda bulunurlar Beyaz ergimiş alümina (WFA) ve Tabular alümina (TA) gibi sentetik alümina esaslı agregalar yüksek saflıkta alümina refrakterler için başlıca iki ana agregadır.

Dökülebilir refrakterlerde en önemli karakteristikler; partikül boyut dağılımı, priz alma, ısıtma ve su verme sırasında dayanım değişimi ve bağ sistemidir. Partikül tane boyutu akabilirliği ve çalışabilirliği kontrol etmektedir. Bağ sistemi ise yüksek sıcaklık özelliklerini belirler

ALÜMİNA REFRAKTERLER %45-80 Al2O3 içeren malzemeler yüksek alüminalı refrakterlerdir. Yüksek alüminalı tuğlalar; duman ve gazların, değişik curufların ataklarına karşı çok dirençlidir. Şamot tuğlasına nazaran yüksek sıcaklıklarda basınca daha dayanıklıdır. Termal şoklara karşı oldukça dirençlidir. Alüminyum ergitme fırınlarında taban ve yan duvarlarda, mekanik etkilerin ve basıncın yüksek olduğu yerlerde kullanılır. Max. Kulanılma sıcaklığı 1600-2000 ⁰C dir. Yumuşama sıcaklığı 1850-2000 ⁰C dir.

Stack (yığın) bölgesinde daha çok mekanik aşınmaya dayanıklı alümina refrakterler kullanılır. Kullanılan refrakter içerisindeki alümina miktarı stack bölgesindeki aşınma derecesine göre değişir. Mesela üst stack bölgesinde çok fazla mekanik aşınma varken (bu nedenle düşük alüminalı refrakter kullanılır) alt stack bölgesinde mekanik aşınma az, ısıl şok daha fazla olduğu için yüksek alüminalı refrakter kullanılır.

Yüksek alümİnali ürünler Yüksek alüminali ürünler (mullit, boksit, korund, tabular alümina) ve bazik ürünler (magnezya, dolomit, magnezya-krom) demir oksitlerle sürekli temas halindedirler. Alüminalı refrakterlerin demir oksitlerin saldırılarıyla gerçekleşlen korozyonda, Al2O3-SiO2-FeO ve Al2O3-SiO2-Fe2O3 üçlü faz diyagramlarından anlaşıldığı üzere düşük ergime noktasına sahip fazlar ortaya çıkmaktadır.

Mullit ve silika içerikli refrakterlerde FeO nedeniyle korozyon meydana gelmektedir; çünkü sıcaklık 1200oC olduğunda bile refrakter/cüruf ara yüzeyinde sıvı faz oluşur. Yüksek alüminalı refrakter olması durumunda (korund ve mullit içerikli) ise sıcaklık 1380oC olana kadar sıvı faz oluşumu gözlenmez. Fe2O3 ile temas halindeki alümina-silikat refrakterlerin korozyonunda 1460oC de sıvı faz oluşumu azdır. Demir oksitlerle tepkime halindeki saf alüminada, 1740oC de yüksek ergime noktasına sahip Al2O3-Fe2O3 (AF) herzinit spinel fazı oluşur.

Fakat AF faz oluşumu refrakter malzeme üzerinde hacimsel değişime yol açtığı için dayanım açısından refraktere zarar verebilir. Buna göre, alümina ve yüksek alüminalı refrakterler demir oksit korozyonuna dayanıklı olan düşük ergime noktasına sahip bileşenlerden oluşmuşlardır. Asit cürufa karşı -> Asidik Bazik cürufa karşı -> Bazik Nötr cürufa karşı -> Nötr refrakter tercih ederiz. Alümina (Al2O3 ) nötr cüruf olduğu için nötr refrakter içeren fırınlarda döküm tercih edilir.

Dökülebilir Refrakterlerin Bileşenleri 1)Tabular Alumina Tabular alumina, Bayer Prosesi’ndeki boksitten gelen alüminyum hidroksitten elde edilmektedir. Burada adından bahsedilen alümina kristalleri, α – Al2O3 (Korund) dur.

2)Kalsine ve Reaktif Alümina Kalsine ve reaktif alümina, dökülebilir refrakterlerde, refrakterlerin fiziksel ve reolojik özelliklerinin geliştirilmesinde önemli rol oynamaktadır. Bu malzemelerinde tane büyüklükleri, refrakter bünyenin akışkanlık ve yerleşim özellikleri ile kimyasal reaksiyonların gerçekleşebilmesi konularında önemli bir faktördür.

3)Ergitilmiş (Fused) Alümina Ergitilmiş alümina, alüminalı hammaddelerin elektrik ergitmesiyle elde edilmektedir.Bu ergitme işlemi genel olarak elektrik ark fırınlarında gerçekleştirilmektedir.

Dökülebilir refrakterlerin, pişmiş tuğla refrakterlere oranla birçok avantajı bulunmaktadır : Bunlar;  Termal şok dayanımının yüksek olması,  Şekillendirme ve ısıtma masrafının olmaması, Örüm kolaylığı ve örümün ucuz olması, Değişik şekillerde kullanılabilmesi, Tuğlaları birleştirmek için harç kullanılmaması Kolayca onarılabilir olması Yüksek sürünme Direnci Yüksek aşınma Direnci İşçi masraflarının azalmasI

Dökülebilir refrakterlerin birçok avantajı olmasına rağmen bazı dezavantajları da bunmaktadır. Bunlar; Yüksek görünür porozitesi Mukavemetinin tuğlaya oranla az olması Örüm sırasında fazla gürültü çıkması  

Kaynakça http://www.serfed.com/content_files/dergi/30/106-113-BILIM-MAKALE.pdf http://www.academia.edu/25090900/D%C3%B6k%C3%BClebilir_refrakterler https://www.metalurji.org.tr/dergi/dergi135/d135_4954.pdf http://acikerisim.aku.edu