Yerli alüminanın dökülebilir refrakter üretiminde değerlendirilmesi çalışmaları

Abstract

Demir Çelik Endüstrisinde meydana gelen hızlı değişimleri bu sektörde kullanılan refrakter malzemelerdeki değişimi ve gelişimi de beraberinde getirmiştir. Kalite, uygulama kolaylığı, uzun servis ömrü gibi avantajları dökülebilir refrakterleri bu sektörde bir çok alanda tercih edilir duruma getirmiştir. Dökülebilir refrakterler içinde, alümina esaslı dökülebilir refrakterler, termal şok dayanımlarının yüksek olması, kimyasal etkilere karşı dirençlerinin yüksek olması ve hacimsel kararlılığa sahip olmaları nedenleriyle oldukça geniş kullanım alanına sahiptirler. Bu çalışmada, geniş kullanım alanı bulan alümina esaslı dökülebilir refrakter üretiminde yerli alüminanın değerlendirilebilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Daha önce yapılan karakterizasyon çalışmaları sonucunda, refrakter üretiminde, özellikleri iyileştirilmeden kullanılması uygun olmayan Seydişehir Alüminasını ıslah çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Islah çalışmaları çerçevesinde yıkama, kalsinasyon ve öğütme işlemleri yapılmıştır. Yıkama işlemi sonucunda, Seydişehir alüminasının yüksek olan soda oranı düşürülmüştür. Yapılan kalsinasyon işlemi ile alüminanın yapısında büyük oranda bulunan geçiş fazlarının kararlı a- Al203 (korund) fazına dönüşmesi sağlanmış ve ıslah çalışmalarının son adımı olarak yapılan atritörde yaş öğütme ile tane boyut dağılımı ayarlanmıştır. Farklı sürelerde öğütülmüş tozların spesifik yüzey alanlarını saptamak amacı ile yüzey alanı ölçümü (BET) yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda özellikleri iyileştirilen alümina, dökülebilir refrakter reçetesindeki -20 um ve -200 um tabular alüminalar ve reaktif alümina yerine değişik form ve oranlarda karışıma ilave edilmiş ve vibrasayonlu döküm yöntemiyle 50x50x50 mm. ebadında küp şeklinde numuneler üretilmiştir. Elde edilen numunelerin, X-ışınları difraksiyon analizleri ile; faz yapıları, SEM çalışmaları ile; mikroyapıları incelenmiş ve sonrasında elementer analizleri yapılmıştır. Bu çalışmaların ardından, numunelerin fiziksel özelliklerinin ölçümüne geçilmiş, porozite, hacim ağırlığı ve soğukta basma mukavemeti gibi fiziksel özellikleri saptanmıştır. Sonuçlar, Seydişehir alüminasının yer değiştirdiği tabular ve reaktif alüminalar kullanılarak hazırlanan orijinal numunenin özellikleri ile karşılaştırılmalı olarak incelenmiş ve yerli alüminanın, mevcut dökülebilir refrakter reçetesinde maksimum hangi oranda ve formda değerlendirilebileceği belirlenmiştir.The rapidly changing technology in steel industry, effected the sub-industries e.g. refractory industry in a way that; these sub-industries are forced to catch up with the changing technology. The improvement in means of; quality, lifetime, easier installation for a refractory lining, made castables playing a starring role in this field. Due to its effect on the non-stop production, lifetime of a refractory is one of the most important property in use. Therefore increasing the lifetime of a refractory lining makes the production effective. Lifetime of a refractory material depends mainly on the properties of the refractory. Chemical reactions between the refractory material and the media, directly reflects the refractoriness of the lining. The previous technologies in steel production, required acid base slags, and therefore a refractory material, that resists these kinds of slags. The recent developments, made basic slags necessary. This improvement was followed by an improve in the refractory materials, and basic refractories became popular. The refractory linings were used in brick form as a tradition. On the other hand, the time for the installation of a refractory, was so high that, this time waste caused great problems in the effectivity of the steel production. An easier way to install the lining was needed. The castable refractories are the cure for these problems. The utility of castable refractories have viii their roots in the usage of brick form. The parts of the crushed refractory were used combined with water and cement, and this was the first application of the castable refractories. Today castable refractories have a wider application after lots of studies on the composition (cement and water content reduced) and on the raw material (special purpose raw materials are developed). In conventional castables, the strength depended directly on the amount of cement added to the composition. Increasing cement quantity to achieve higher strength required additional water, creating more porosity. Although low-temperture properties improved, intermediate and high temperature properties did not. During the late 1970s and early 1980s, low and ultra low cement castable refractories were developed. The development of low cement castables (LCCs) began by replacing part of the cement with ultra fine materials such as clay, micro-silica and alumina. Although initially the mixing water content was reduced, an extremely long drying time was needed for the castables in order to avoid cracking. Later, considerable progress was made in the development of low and ultr low cement castables (ULCC). Alumina, as being an metallic oxide has a great refractoriness. It meets the requirements for the refractories. The high thermal shock, wear and corrosion resistance in addition with being cheap and most readily available in very pure form, made alumina a main component for a refractory material. In the production of castables, the main components are; Tabular alumina, Reactive alumina, Calsined alumina,