Demir-çelik endüstrisinde kullanılan karbon bağlı alümina-zirkon-silikat (AZS) sürgü plakalarının geliştirilmesi

Abstract

Refrakter tüketiminin en fazla olduğu sanayi kuruluşu olan demir-çelik endüstrisinde çelik üretimindeki teknolojik gelişmelere paralel olarak daha uzun ömürlü ve dayanımı yüksek refrakter malzeme talebi de artmaktadır. Çelik üretim prosesi boyunca refrakter malzeme tüketiminin en fazla olduğu proseslerden biri de sıvı akış kontrol sistemleridir. Burada refrakterden beklenen özellikler üretilen çelik kalitesinden bağımsız olarak yüksek erozyon, korozyon direnci, ısıl şoka dayanım, mekanik aşınmaya dayanıklı plakalar olmasıdır. Üstün ısıl şok direnci ve kimyasal korozyona karşı dayanımı açısından karbon bağlı sürgü plakaları kullanımda geleneksel seramik bağlı sürgü plakalarına göre daha çok tercih edilmektedir. Bu tez kapsamında, endüstriyel ürünün elde edilmesi için yapılan literatür araştırmasının ardından uygun hammaddeler seçilerek deneysel çalışmalar başlatılmıştır. Daha sonra, uygun ürün eldesi için farklı parametrelerde reçete tasarımları yapılmıştır. Tüm parametreler için şekillendirme basıncı 1000 kg/cm2, 1200°C'de tünel fırında anti-oksidatif atmosferde pişirim uygulanmıştır. Belirlenen ana parametreler ise; harman içerisinde kullanılacak zirkon miktarı, anti-oksidant çeşidi ve miktarı son olarak yapıda karbon bağını oluşturacak karbon çeşidi ve miktarıdır. Burada belirlenen parametreler ile varılması hedeflenen amaç şu şekildedir: Parametre 1; zirkon miktarı ile ısıl genleşmesi ölçülerek ısıl şoka dayanımının yorumlanmasıdır. Parametre 2; kullanılacak anti-oksidantların hem karbonun oksidasyonunun engellenmesi hem de yapıda oluşan viskırların daha yüksek dayanım sağlaması yönünde incelenmesidir. Parametre 3; kullanılan karbon kaynağının çeşidi ve miktarı ile yapıda oluşan karbon bağının ve viskır oluşumunun gözlenmesidir.Optimum özelliklerin elde edildiği nihai ürün reçetesi ile üretilen sürgü plakasının üç farklı demir-çelik fabrikasında endüstri denemeleri yapılmıştır. Denemeler sonucunda hedeflenen döküm ömürleri karşılanmıştır.Anahtar Kelimeler: Akış Kontrol Sistemi, Sürgü Plakası, Karbon Bağlı Refrakterler

Heavy metal industry is one of the biggest consumer of refractory materials among other industries. The industry require more durable and long-lived refractory material in consequence of developing technology increasingly.One of the most consumable system of the refractory is flow control mechanisms such as slide gate plate throughout the steel manufacturing process. Beside of steel manufacturing quality, high corrosion resistance, thermal shock resistance and chemical corrosion resistance are required characters of slide gate plate. Carbon based slide gate plates are more preferable than ceramic based gate plates due to having superior thermal shock resistance and chemical corrosion. In order to obtain equivalent characteristic of material, experimental studies were initiated right after researching articles. Due to obtaining proper product, designed different recipes using tunnel type furnace under 1000 kg/cm2 forming pressure at 1200°C in antioxidant environment. Determined main parameters are; rate of zirconia in blend, rate and type of antioxidant, rate and type of carbon that making carbon bonds in the structure. Aims of the project are; 1) Interpreting of thermal shock resistance of material, measuring thermal expansion trying different zirconia rate. 2) Investigating effects of antioxidant that prevent carbon oxidation and also, `whisker` occurs in material structure that increasing high resistance. 3) Observing carbon bond and `whisker` using different rate and type of carbon.Slide gate plates were tried in 3 different iron and steel plants to validate optimum properties of refractory material.Key words: Flow Control System, Slide Gate Plate, Carbon Bonded Refractories