Şamot Refrakterler MUHARREM KOÇAK 1311150154 GÜLŞAH BUÇAN 1311140053 KAZIM BARLAS 1311140062

Tanımı : Şamot Tuğlalar: Asidik refrakter olarak bilinir.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 Ateşe dayanıklı hamurun ana bileşimi kaolindir. ( % 64,6 SiO2 , % 39,5 Al2O3 ve % 3,9 H2O ) Esas bileşim olan bu karışımın dışında tüm diğer hamur mineralleri daha düşük Al2O3  içerirler. Şamot’un üretimi için hamurda mümkün olduğu kadar yüksek Al2O3  ve mümkün olduğu kadar düşük alkali ve toprak alkali bulunması gerekir. Şamot ta bileşim  şöyledir : % 32-38 Al2O3 - % 1-3 Fe2 O 3  - % 0,5-2 TiO2 – 0,8 M2 O ve geriye kalan SiO2 ‘dir.

Kaolinin Tanımı Kaolin: Kaolin ya da kaolen, granit kayaçlardan elde edilen bir kil türüdür. Bazı seramiklerin ve porselenlerin yapımında kullanılır. Türkiye'de arı kil olarak da bilinir. Beyaz ve yumuşak bir toprak türüdür.  Granit kayaçlar feldspat minerallerini içerir. Sert olan granit kaçaylar, atmosfer etkileri ve yer altındaki lavların sıcaklığının etkisiye, ufalanır ve yumuşar. Bu şekilde uzun süreçler sonucu feldspat mineralleri kaoline dönüşür.

En iyi şartlarda 1450°C’ye kadar kullanılabilen şamotun ateşe dayanımını iyileştirmek için Şekil7.4’de verildiği gibi, hammaddedeki alüminyum oksit miktarının yükseltilmesi gereklidir. % 71,8 Al2O3 miktarının üzerinde, Al2O3-SiO2 sisteminde 1810°ye kadar ergime olayı görülmez ve saflığı yüksek hammadde kullanımında çok yüksek ateşe dayanıklılık değerine ulaşılır. Bu grupta, alüminyum silikat, silimanit, andolusit ve siyanit (AI2O3.SİO2) sentetik sinter yada ergitme mullit (3AI2O3.2SİO2) ve ayrıca ergitme korund sayılabilir. Çok sayıdaki kombinasyon olanağı, doğal olarak çok sayıda kalite çeşidini ortaya çıkarır.

Hammadde olarak, taneli ergitme korundlu alüminyumsilikat alınırsa, Al2O3 miktarı % 60–90 arasında olan korund şamot elde edilir. T0,5değeri, korund miktarına ve bağlantının iyiliğine bağlı olarak 1450–1600° C arasında olur. Bu değer, mullit tuğlalara nazaran daha düşüktür, ancak pahalı kalite korund malzemelerde 1600°C'nin üzerinde kullanım da mümkündür.

Korund şamotlar, asit ve bazik karakterli şamotlara karşı çok iyi dayanım yanında, yüksek mekanik dayanım ve aşınma dayanımı da gösterirler. Sıcaklık değişimlerine dayanımı, mullitin yaklaşık 45x10-71/K olan ısıl genleşmesine karşılık iki kat olan 87x10-71/K genleşmesinden dolayı, mullit şamotlara nazaran daha düşüktür. Kaba seramik üretim tarzıyla malzemenin porozitesini büyük ölçüde yok etmek ve böylece kimyasal dayanımı iyileştirmek için, yüksek alüminyum oksit miktarı ve zirkonyumlu maddeler, ergitme tekniğiyle de üretilebilirler.

Yüksek dayanıklı ateş kili tuğlaları genelde birkaç kilin karıştırılması ile yapılır. Flint killeri ve yüksek dereceli kaolinlerin refrakterliği yüksektir. Bu tuğlaların çoğu hızlı sıcaklık değişikliğine karşı çekme ve kırılmaya karşı dirençlidir. Bazıları daha yüksek ısıda pişirilir. Bu tuğlalar hacim kararlılığına sahiptir. Akışkanlara karşı direnci arttırılmış olup, karbon monoksit gazlı atmosferlerde karbon tortulaşması sebebiyle bozunmaya karşı inerttir. Refrakterler için çok önemli killer arasında çakmaktaşı kili (Flint clay) yarı çakmaktaşı kili (Semi- flint clay), plastik, yarı plastik killer ve kaolinler bulunur.

Çakmaktaşı kili sertliğinden dolayı bu ismi almıştır; kırıcılarda kırıldıktan sonra su ile karıştırılır. Plastikliği ve kuru çekmesi çok düşüktür. Pişme çekmesi ise orta derecelidir. Safsızlığı düşüktür. P.C.E. (Pirometrik Koni Eşdeğeri) 33- 35’dir. Plastik ve yarı plastik refrakter killeri hafif kil ya da bağlama kili olarak bilinir. Refrakterlik, plastiklik ve bağlama dayanımı açısından değişkendir. Kuru ve pişme çekmeleri çok yüksektir. Refrakterliği 29-33’dür. P.C.E. 26’dan 29’a kadar birçok kilin yüksek plastikliği ve mükemmel bağlama kuvveti vardır Kaolinler, kaolinit mineralinden oluşur. Orta dereceli plastik özelliği, yüksek kuruma ve pişme çekmeleri vardır. Kaolinitlerden oluşan kaolinlere göre, silikatlı kaolinler daha az, boksitik kaolinler daha çok çekerler. Refrakter kaolinler 33-35 P.C.E. değerine sahiptir. Daha az saf ise 29-32 P.C.E. aralığına düşer. Birçok flint ve plastik refrakter killeri kömür yatakları ile beraber bulunur.

Kuru presleme yöntemiyle üretilmiş şamot tuğlanın üretim sırasındaki akış diyagramı

Videomuzu izleyelim 

Ateşe dayanıklı hamurun ana bileşimi kaolindir Ateşe dayanıklı hamurun ana bileşimi kaolindir. ( % 64,6 SiO2 , % 39,5 Al2O3 ve % 3,9 H2O ) Esas bileşim olan bu karışımın dışında tüm diğer hamur mineralleri daha düşük Al2O3 içerirler. Şamot tuğla yapılırken kil su ile karıştırılıp preslenerek şekillendirilir. Tünel fırınında 36 saat süre ile kurutulduktan sonra yakılır. 3 - 5 gün zarfında sıcaklık 1280 – 1350oC dereceye yükseltilir. Tuğlalar, bu sıcaklıkta 2 - 3 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. Şamot’un üretimi için hamurda mümkün olduğu kadar yüksek Al2O3 ve mümkün olduğu kadar düşük alkali ve toprak alkali bulunması gerekir. Şamot ta bileşim şöyledir : % 32-38 Al2O3 - % 1-3 Fe2O3 - % 0,5-2 TiO2 ve geriye kalan SiO2 ‘dir. 

Şamot refrakter malzemelerin kullanım alanlarını şöyle sıralayabiliriz;  1.Çelik endüstrisinde fırınların çatılarında ve tutma hendeklerinin (soaking pits) astarlarında (ki burada sıcak billet'lar daha fazla işleme tutulmadan önce ısıtılırlar). Fakat sürekli dökümün uygulamasının artması bu bahsedilen uygulamada düşüşe neden olacaktır. 2.Cam ve tavlama fırınlarında 3.Rejeneratörlerde kafes yapımında 4.Çeliğin dökülmesinde aşınma malzemesi (kanal tuğlası, çarpma seti, yolluk ağzı) 5.Kazan tesislerinde ve ev pişirme fırınlarında,sobalarda,şöminelerde en ucuz malzeme olarak kullanılır.

6.Demir-dışı metallerde uygulamaları; bakır reverbar fırınlarında ve kurşun cüruf (dross) fırınlarında 7.Yüksek fırınlarda, yüksek fırın ısıtma ünitelerinde 8.Çimento fırınlarında, kireç fırınlarında 9.Potalarda 10.Kok fırınlarında

Örnek tasarım

Şamot ; boksit, magnezya, (MgO) ve grafitin tüketimi tüm refrakterler içerisinde önemli bir paya sahiptir fakat bunların tüketiminin düşmesi beklenmektedir. Bunun sebebi, daha gelişmiş performans beklentisidir. Bununla birlikte, SiC, ZrO2 gibi ürünlerin ise tüketiminin artması beklenmektedir.  Şamot refrakter ortalama fiyatı :US $100-600 / Ton

BİZİ DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİZ 

Kaynakça www3.kalkinma.gov.tr/DocObjects/Download/3301/oik567.pdf   www3.kalkinma.gov.tr/DocObjects/Download/3301/oik567.pdf https://www.youtube.com/watch?v=rvb9jSFuteo  http://www.atestugla.com.tr/samot-refrakter-tugla-ve-bloklar.html http://docplayer.biz.tr/8113192-Refrakterler-ve-endustri-firinlari-ders-notu- refraktor-malzemeler-adem-sahin-www-malzemebilimi-net.html