Türkiye sinter manyezitlerinden manyezit karbon refrakter tuğla üretimi ve özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

ÖZET Çelik sanayindeki teknolojik gelişmeler ;refrakter üreticilerini yüksek performanslı refrakterler geliştirme yönünüde araştırmalar yapmaya yöneltmiş tir. Bu araştırmalar yüksek karbonlu tuğlaları ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada; Türkiye Sinter Manyezitlerinden yükse arbonlu tuğla üretiminin işletme bazında üretilmesi ve özelliklerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu araştırma iki önemli özelliği ile dikkat içidir: 1- Çalışmanın endüstriyel bazda yapılmış olması ve inlerin kullanım yerinde ( pota ve ark ocaklarında ) dener L, 2- Türkiye'de böyle bir çalışmanın ilk defa yapıln alması. Konya Krom Magnezit T.A.Ş'nin desteği ile yürütülen çalışmada; üretilen manyezit tuğlaların kalitesi,yurddışı emsalleri ile rekabet edebilecek seviyede geliştirilmiştir. Çalışma sonunda ulaşılan tatminkar kalite sebebile çalışmayı destekleyen Konya Krom Magnezit T.A.Ş bu yeni ürünün üretimini 1989 yılı üretim programına almıştır. Deneysel çalışmalar laboratuvar şartlarındaki test briketleri ( 50 $.50 hmm ; 250 gr/adet ) ve işletme tecrübe tuğlaları (152/114. 375. 100. mm ; 15 kg/ adet ) olmak üzere iki büyüklükte yapılmıştır. Çalışma üç kademede yürütülmüştür: 1- Test briketlerinin yapılması sırasında hazırlama ve şekillendirme tekniklerinin geliştirilmesi. Bu kademede porozite ve hacım ağırlığı gibi basit fakat etkili testlerin yapılması, 2- Test briketleri sonuçlarından yararlanılarak işletme şartların da tecrübe tuğlalarının üretilmesi için harman hazırlama tekniklerinin geliştirilmesi ve testlerin yapılması, 3- Tecrübe tuğlarının özelliklerinin birinci ve ikinci kademenin verilerinden yararlanılarak geliştirilmesi, katkı maddelerinin ilavesi ve final ürünlerinin üretilerek testlerinin yapılması. Çalışmalarda porozite baz alınarak diğer özellikler geliştirilmiş tir. % 8-16 olan test briketi porozitelerinden % 6-11 lik ikinci kademe tecrübe tuğla ( % 10-15 karbonlu ) porozitelerine ulaşılmış tır. Tane dağılımı, harman hazırlama, şekillendirme tekniklerinin geliştirilmesi ve katkı maddelerini ilavesi ile çiğ tecrübe tuğlalarında % 2 ve kavrulmuş tuğlalarda %3.3 gibi çok düşük porozite değerine ulaşılmıştır. Deneylerimizde yurdumuzun en kaliteli tabii sinter manyeziti kullanılmıştır. En büyük safsızlık olan SiO2 % 1.30 civarında olup C/S 1.40 dır. Karbon kaynağı olarak % 13 kül veren Alman malı sentetik pul grafit kullanılmıştır. Bağlayıcımız sentetik fenel formaldehit reçine olup % 76 lıktır.Antioksidan olarak saf Seydişehir alüminyumu ve ithal malı silikon kullanılmıştır.Tecrübe çalışmaları için hazırlanan harmanlar ( 12 - 0.09 )mm.tane aralığında ve en çok 6 değişik fraksiyonun karıştırılmasıyla elde edilmiştir. Test briketlerine 25 ve tecrübe tuğlalarına 1250 tonluk şekillendirme basıncı uygulanmıştır. Koklaştırma işlemi 275 C de redüktan ortamda yapılmıştır. Hammadde, test briketleri ve tecrübe tuğlalarına aşağıda sıralanan testler uygulanmıştır. Çoğu deney için standart henüz olmadığı için klasik deney metotlarına baş vurulmuştur. - Kimyasal Analiz - Paketleme Dansitesi - Porozite (Ger çek, Açık, Kapalı ve Efektif) - Gaz Geçirgenliği - Dansite - Soğukta Basınca Mukavemet - Dilatasyon - Termal Kondaktivite - Cüruf Atağı Testi - Toplam ve Kalıcı Karbon, Ateş Zayiatı, Oksidasyon Direnci ve Hızı - Sıcakta Kırılma Mukavemeti ( HMOR ) - Elastisite - Sıcakta Yük Altında Refrakterlik - Termal Şok - X-Ray - Polarizan Mikroskop - Taramalı (Skanning) Elektron Mikroskop İkinci kademede üretilen tecrübe tuğlası ( 44 nolu ) Çolakoğlu Metalürji Sanayi Rafine Potasında denenerek 25 döküm alınmış tır. Aynı tuğlalar Çukurova ark ocağı elektrot sırtlarında ( hot spot ) kullanılmış ve tatminkar sonuçlar vermiştir. Üçüncü kademede üretilen ( 52 ve 60 nolu ) tecrübe tuğlarının özellikleri geliştirilerek ( % 3.33 açık porozite, düşük gaz geçirgenliği, por çapı ve efektif porozite ) kullanım yerinde dayanımları artı rılmıştır. Bunlardan 60 nolu tecrübe metalik ilavelidir. Metaş ark ocağı ile Çukurova ark ocağının elektrot arkalarında denenen 52 nolu tecrübe yurd dışı emsalleri ile rekabet edebilecek bir dayanım göstermiştir. Aynı tecrübe ark ocağı hot spotlarında zift bağlı manyezit refrakterin gösterdiği performansın ( dayanımın ) iki katını göstermiştir.Kullanımca firmanın çalışma ürünlerimizle ilgili görüşleri EKLER bölümünde verildi. Sonuç olarak; bu çalışma ` Türkiye Sinter Manyezitleri Kullanılarak MgO-C Tuğla Üretilmesi ve Özelliklerinin Geliştirilmesi`ile amacına ulaşmışmıştır.

SUMMARY Technological developments in the steel industry forced refractory producers to make hard efforts to improve the properties of present refractory products. In this study, the aim is ` being able to produce High Carbon Magnesia Brick and to improve its properties by using Turkish Natural Sinter Magnesite`. This study has two important points : l.The products produced on industrial proses basis were tested in real using places ( EAF and Ladles ). 2. I t is the first and unique study in Turkey The test bricks produced in this study that were supported by Konya Krom Magnezit T.A.Ş reached the same quality as imported MgO-C bricks. By this reason the supporter of this study, Konya Krom Magne zit decided to produce this MgO-C bricks in 1989. It will be first Turkish MgO-C Bricks in Turkey. The investigation was carried out through small test pieces ( 50 mm 0. 50 mm h ; 250 gr /piece ) and trial bricks ( 152/114 mm. 375 mm. 100 mm ; 15 kg/ brick ). This study was don% in three steps : l.To improve grain size distribution, blending and pressing technics through working on small test pieces and apply on all pieces open ( apparent ) porosity test which is simple, fast and having effective reults. 2. By using the results got from test pieces to make trial bricks and apply all test metoths on them. 3. To improve the properties of trial brick by using expe riences getting from step one and two. It means that good blending and high pressing pressure. For thermore to add metalic antioxidants like Al and Si.Third step trial bricks are final products and apply all testes on them. In this work porosity was accepted the most important test and on this base other properties was tried to be improved. The porosity value was improved from 8-16 % test pieces and 6-11 % 2. step trialbricks to 3.33 % 3. step final trial bricks.In this study, the highest Turkish Natural Sinter Magnesite which has SiO^ less than 1.5 % and imported Flake graphite (it has 13 % ash content) and fenolresin as binder and metalic Al-Si as antioxidant were used. To batch for test pieces and trial bricks were utilized max. 6 different size of sinter magnesite fractions (from 12 mm to 0.09 mm). The mixtures prepared was shapped test pieces and trial bricks by 25 and 1250 tons of presses respectively. Finaly the test pieces and trial bricks were coked at 275 C in reducing atmosphere. The following tests were caried out on raw materials and samples. - Chemical Analaysis - Packing density - Porosity ( True, Open, Close and Effective ) - Permeability - Density( true and bulk ) - Cold Crushing Strength - Thermal Expantion - Thermal Conductivity - Slag Resistance - Total and Fixed Carbon ignition Loss »Oxidation rate Oxidation Resistance - Hot MOR - Elasticity - R.U.L - Thermal Shock - X-Ray Identification - Microscope Identification - Scanning Electron Microskop Identification Trial bricks produced on second step ( number 44 ) were lined in 45 tons ladle of Çolaköğllu Metalürji and 25 cycles was obtained.The same trial bricks were tested in 75 tons EAF's hot shots of Çukurova Çelik. Test result was sufficient to use in this furnace. The improved (porsity,permability,por radius) third step trial bricks ( number 52 and number 60 ) were tested (only number 52 not number 60 including metal antioxidant) in EAF'hot spots of Me taş and They per formed two times higher service life than clasic tar bonded magnesia brick. The same trial bricks showed service life as long as imported MgO-C bircks in EAF's hot spots of Çukurova Çelik. The results are shown in encl. Finally ; this study reached its aim by producing MgO-C bricks and improving their specifications.