CVS MAKİNA-REFRAKTER ERGİTME OCAĞI TEKNOLOJİSİ

CVS MAKİNA İNŞAAT SAN. ve TİC. A.Ş.

theMill for Minimills

REFRAKTER ERGİTME OCAĞI (T.CANPOLAT -Proje Taahüt Departmanı-CVS Makine İnşaat San. Ve Tic.A.Ş.)

CVS Makine, kurulduğu 1998 yılında itibaren yurtiçi ve yurtdışı olmak üzere demir çelik sektörüne hizmet vermektedir. CVS Makine, Türkiye’ nin en önemli üretim alanlarından biri olan Dilovası Organize Sanayi bölgesinde bulunan 40.000 m2’ lik kapalı,45.000 m2’ lık açık alanı ile, kendisine ait fabrikasında faliyet göstermektedir. Sürekli artan tecrübesi ve iyi eğitimli işgücü sayesinde, CVS uzun süreli başarısı için insan faktörüne ve sürekli kendini geliştirmenin önemine inanmaktadır. CVS Uzak doğudan, Kuzey Amerika’ ya kadar tüm dünya çapında, demir çelik sektörüne yedek parça üretiminin yanında, komple sistemler ve anahtar teslim tesis tasarım ve kurulumunu yapmaktadır. Ayıca mevcut tesis ve ekipmanların yenilenmesi ve geliştirilmesi konusunda mühendislik ve danışmanlık hizmetleri de vermektedir. Güçlü mühendislik geçmişi, üretim prosesinin her aşamasında hayati rol oynayıp, kendisini dünya kalite standartlarında üretim yaptığını göstermiş ve ISO9001-2000 ve EN729-2 sertifikaları ile belgelendirilmiştir.

Su soğutmalı panellerden, komple elektrik ark ocaklarına, potalardan komple pota ocağına, tandişten komple sürekli döküm makinelerine, atık gaz borularından komple toz toplama sistemlerine kadar ve mühendislikten anahtar teslim tesis kurulumuna kadar geniş bir hizmet alanına sahiptir. CVS Avrupa standartlarında ekonomik olarak uygun çözümler önermektedir. Dizaynımız olan ocaklar, yüksek elektrik enerji kullanımına olanak vermekte olup ilave karbon ve oksijen enjekte sistemi sayesinde yüksek kimyasal enerjisi sağlanabilmektedir. CVS Makine olarak, yurt içi ve yurt dışında, 12 ton ile 200 ton sıvı çelik kapasiteli 50’den fazla Ark Ocağı dizayn ve montajı yapılarak başarılı şekilde devreye alınmıştır.

Günümüzde dünyada ve ülkemizde demir çelik endüstrisinde son zamanlardaki büyümeden dolayı maliyetler ve rekabet hızla artmaktadır. Cvs Makine bu sebeplerden dolayı kendini sürekli yenilemekte ve teknolojiler geliştirmektedir. Bunlardan birkaçı:

1)Tek şarj elektrik ark ocağı: Bu teknolojide ergitmeyi durdurmadan sürekli hurda şarjı yapabilen yeni konsept elektrik ark ocağı dizayn ve imal edilerek, seri üretim şartlarında denemektir. Geliştirilecek ocak ergitme sırasında şarj için durup üst kapağı açmayacağından ergitme süresi ve enerji kaybı açısından yüksek verimli olmaktadır.

2)EAO kapı ağzı lans manipülatörü: Ark Ocağında kimyasal enerji kullanımını artırmaya yönelik olarak kullanılan Kapı Ağzı Lensi, sadece yurtdışında imal edilmektedir. Amaç ekipmanı Türkiye’de üreterek, kendi dizaynlarımızda kendi ürünümüzü kullanmaktır

3)Pota acil karıştırma sistemi: Pota Ocağı ve Vakum Prosesinde Pota Gaz konisinde yaşanacak problemlerde üretime ara verilmesi yerine üstten lans ile karıştırma sistemi kullanılmasıdır. Söz konusu sistem Türkiye’de üretilmeyip, yurtdışında sadece 5 firma tarafından sağlanmaktadır.

Dilovası Organize Sanayi Bölgesi 3. Kısım Muallimköy Cad. No:21Gebze 41400 Kocaeli / TÜRKİYE

P a g e | 1 of 8

Tel. +90 262 759 1505 Fax. +90 262 759 1880 [email protected] www.cvs.com.tr

mailto:[email protected]



4)Yeni brülör dizaynı: Brülör yerleşimini çelik seviyesine yaklaştırarak ocakta kullanılan kimyasal enerji verimliliğini artırmak dolayısıyla üretkenliği artırmak ve elektrik sarfiyatını azaltmaktır.

5)Ark ocağı yeni kapak kaldırma dizaynı: Bakım ve İşletme kolaylığı düşünülerek Ark Ocağı Kapak Kaldırma Dizaynı değiştirilmiştir.

6)Sürekli DRI beslemeli yeni tip EAO: Ark ocaklarında hurda yerine alternatif malzeme olan Sünger Demir (Direct Reduced Iron – DRI) kullanımını mümkün kılmak ve kapaktan sürekli DRI besleme sistemi sayesinde enerji sarfiyatını düşürmek ve dökümden döküme geçen süreyi azaltmaktır.

7)Hurda pres ve makası: Hurda yoğunluğunun giderek düşmesi nedeniyle mevcut ocaklarda yaşanan üretkenlik ve verimlilik kaybını ortadan kaldırmak için hurdanın belirli prosesten geçirilmesi gündemdedir. Yurtdışında imal edilen hurda makaslarına ilave hurda presi eklenerek hurda manipülasyonunun daha verimli gerçekleştirecek yeni makas imal edebilmek amaçlanmaktadır.

8)Refrakter Ergitme Ocağı:

Bu yeni üretim teknolojisi ile Elektrik Ark Ocağı teknolojisi kullanarak,ergitilmiş manyezit, manyezit alümina spinel, oksikrom ve demirce zengin manyezit üretimini amaçlamaktadır. Bugün dünyada üretilen refrakter malzemelerin 70%’i demir çelik endüstrisinde tüketilmektedir. Çimento ve kireç endüstrisinde 7%, seramik endüstrisi 6%, cam endüstrisi % 3 ile 4 ve % 4 civarında bir miktarda ise petrol endüstrisinde kullanılmaktadır. Günümüzde dünyada ve ülkemizde demir çelik endüstrisinde son zamanlardaki büyüme göz önüne alındığında refrakter üretimi büyük önem kazanmaktadır.

Şekil 1: Refrakter Ergitme Ocağı Genel Görünüşü


P a g e | 2 of 8





1) Manyezit- Alümina Spinel

Manyezit alümina sipinel en dayanıklı refrakter birleşimlerden biri olup kimyasal formülü MgAl2O4 ‘ dir. Alümina ve spinelin( MgAl2O4 ) yüksek ergime sıcaklıkları, kimyasal ataklara karşı yüksek dirençleri ve çok iyi mekanik özelliklerinden dolayı refrakterlik ve yapısal uygulamaları bulunmaktadır.

Spinel yapı kristallografik olarak özel bir yapıyı temsil etmektedir. Bazı oksitler ( MgAl2O4 ) gibi spinel yapısında olup AB2O4 genel formülüyle gösterilirler. Burada A, +2 değerlikli metal iyonu, B ise +3 değerlikli metal iyonudur. Spinel yapı sekiz alt hücreden oluşan bir birim hücreye sahiptir. Spinel hücresinde alt hücrelerin her biri bir MgO*Al2O3 molekülünden ibarettir. Spinel yapıda oksijen iyonları YMK kafesini oluştururlar ve toplam 32 tane oksijen iyonu bulunmaktadır.

Spinelin Özellikleri

Spinel kristalleri izometrik sistem içersinde olup, genel olarak kristal yapısı sekizgen olup ikiz yapılıdır. Sertlik derecesi 8 olup yoğunlukları 3.5-4.1 arasındadır ve renksizdirler

Tablo 1: Spinel’in Özellikleri


P a g e | 3 of 8





Şekil 2: Spinel’in Kristal Yapısı

Spinel Üretimi

Spinel üretimi, farklı özelliklerde olan iki farklı oksidin reaksiyonu olarak tanımlanır.Proses olarak, bu reaksiyonlar termodinamik olarak tanımlanmaktadır. Elektrik ark ocağı ile ergitme prosesi sıvı malzemelerin sıkı bir şekilde karışımını ve dolayısıyla malzemeler arasındaki difüsyon ile sabit bir yapı sağlamaktadır.

Elektrik ark ocaklarında, katı malzemeler ( MgO and Al2O3 ), düşük iletkenliklerine bağlı olarak ergitme yapılmaktadır. İletkenliği sağlamak amacıyla elektrotlar arasına grafit parçalar ilave edilerek ergitme. Ark teknolojisi ile ısıtma işlemi daha basittir, çünkü ne malzemenin doğal yapısına nede malzemenin özelliklerine bağlı değildir ve proses sadece ısı transferine göre yönetilir.

Aşağıda gösterilen MgOAl2O3 faz diagramına spinelin kimyasal bileşimi 28,2 % MgO ve göre 71,8 % Al2O3’ den meydana gelmektedir ve ergime sıcaklığı 2135 ˚C’ dır. Ark ocağı prosesinde üretim için mümkün oldukça kullanılan hammaddeler alümina ve yüksek saflıkta kalsine manyezittir.


P a g e | 4 of 8





Şekil 3: Spinel’in Faz Diyagramı

Spinel’in Uygulama Alanları

Spinel Manyezit alüminanın ana uygulama yerleri Basik Oksijen ocakları, İkincil metalurjide kullanılan potalarda, çimento sanayiinde kullanılan döner fırınların orta bölgelerinde ve cam sanayiinde kullanılmaktadırlar.

2) OKSİKROM

Kromun, refrakter malzeme üretiminde kullanımı, metalurjik uygulmalarında önem açısından ikinci sırayı almaktadır. Bugün dünyada toplam krom cevheri tüketiminin 15% refrakter endüstrisinde tarafından yapılmaktadır. Refrakter endüstrisinde kullanılmaya uygun tipik krom cevheri analizi % 38-48 arasında Cr2O3, %12-24 arasında Al2O3, %14-24 arasında Fe2O3, % 14-18 arasında MgO ve % 10’ dan daha az oranda SiO2 içermektedir.

Kromitin, refrakter endüstrisinde kullanımının en büyük faydası yüksek ergime sıcaklığına sahip olmasından dolayı 2,180 °C (3,960 °F),refrakter malzemede termal genleşmeleri azaltmaktadır. Kimyasal olarak nötr bir yapı ve yüksek korozyon direnci sağlar. Kromite termal şok ve cürüfa karşı direnci arttırmakla beraber yapıya sabit hacim kazandırarak mekanik direnci arttırır. Demir oksit ile teması sonucu katı bir çözelti oluşturur ( Farklı minerallerin birbiri içersinde çözünerek homojen


P a g e | 5 of 8





kristal faz oluşmaktadır ), demir oksit ile beraber süreklilik arttırılır ve refrakteri genleşme artar, buda yapıda parçalanmalara sebep olur. Bunu engellemek amacıyla manyezit ilavesi yapılır.

Krom içerikli refrakter malzemeler döner fırınlarda, ikinci metalurji izabe ocaklarında, döküm kumu olarak ve cam ergitme ocaklarında kullanılmaktadırlar. Bazı uygulamalarda oksikrom’a alternatif olarak manyezit alümina spinel, spinel tane sınırlı manyezit ve yüksek alüminalı refrakterler krom ilaveli refrakter malzemenin yerini almıştır. Fakat bu malzemeler her zaman performans ve fiyat olarak istenileni karşılamamaktadır.

Krom bazlı refrakterler, % 100 oranında, daha iyi refrakterlik ve mekanik dayanım özelliği kazandırmak için bazı oksitler ( manyezit gibi )ile kromitin birleşiminden oluşan tuğlalardır. Cr2O3, sentetik tane yapılı halde MgCr2O4 ve Cr2O3 olarak veya ilave malzeme olarak yüksek miktarda refrakter üretiminde kullanılmaktadır.

3) DEMİRCE ZENGİN MANYEZİT

Manyezit doğada genelde magnezyumun ( Mg ), magnezyum karbonat birleşimi olarak bulunmakta ve magnezyum oksitin başlıca hammaddesidir dolayısıyla ergimiş ( fused ) manyezitinde. Manyezit genelde iki farklı fiziksel şekilde bulunmaktadır, bunlar; makrokristalin ve kripto kristalin dir. Kripto kristalin genelde daha yüksek saflığa sahiptir fakat doğada fazla bulunmamaktadır.Manyezit üretiminde, ana etkenler ocak boyutları ve enerji tüketimidir. Elektrik tüketimi ton başına 3500- 4000 kwh arasında değişmektedir.

Şekil 4: Refrakter Ergitme Ocağı Genel Yerleşim Planı


P a g e | 6 of 8





ÇALIŞMA PRENSİBİ

Slanted elektrot tipli, Elektrik ark ocağında, elektrotlar arasında oluşturulan ark bölgesine, malzeme beslenerek ergitme işlemi gerçekleştirilir. Ergitme işlemi araba üzerinde bulunan refrakter hammaddesinin bulunduğu malzeme kalıpları içersinde yapılır. Üretime başlama safhasında kalıp tabanında 35-40 cm yükseklikte yastık malzemesi ile doldurulur. Yüksek akım sistemi vasıtasıyla elektrot kolları üzerindeki iletken bakır tüpler vasıtasıyla akım grafit malzemeden oluşan elektrotlara taşınır.

Elektrotlar özellikle refrakter üretiminde kullanılan farklı bir tasarıma sahip olup; dikey eksen de 5 ile 8 derecede arasında birbirlerine doğru eğimli olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu tasarımın amacı; refraktert malzemenin iletkenliğinin çok düşük olması nedeniyle, elektrotların arasında oluşan ark sonrası ortaya çıkan, ısı enerjisi vasıtasıyla ergitme işleminin gerçekleştirilmesidir. Ergitmeyi hızlandırma amacıyla, elektrotların arasına gelecek şekilde ham malzeme üzerine, grafit malzeme ilavesi yapılır ki; bu sayede elektrik akımının malzemeye daha verimli iletimi sağlanır. Elektrot kol ve kolon hareketleri tamamen hidrolik hareketlerle sağlanıp, otomasyon sistemine bağlı olarak çalışmaktadır.


P a g e | 7 of 8





Kaynaklar:

1) Alumina Spinel Composite Material (1969). United States Patent Office.

2) Cemail Aksel, Brian Rand, Frank L. Riley, Paul D.(2001). Mechanical properties of magnesia-spinel

composites. Warren Journal of the European Ceramic Society.

3) Cemail Aksel, Paul D. Warren, Frank L. Riley (2003). Magnesia–spinel microcomposites. Journal of

the European Ceramic Society

4) Üstünbaş S.,İnel İ.,Albayrak M. (1997). Refrakterin Parlayan Yıldızı: Spinel .Endüstriyel

Hammaddeler Sempozyumu,106-108

5) Yazıcı O., Yılmaz S. (2009). Production and Characterization of Alumina/MgAl2O4 - Spinel by Sol-Gel Method. Science-Technology, 27, 126-130.

6) http://www.galleries.com/minerals/oxides/spinel/spinel.htm

7) http://www.e-reful.com/products/pr_pic_852.html

8) http://www.ktrefractories.com/FusedSpinel.htm


P a g e | 8 of 8



http://www.ktrefractories.com/FusedSpinel.htm

http://www.e-reful.com/products/pr_pic_852.html

http://www.galleries.com/minerals/oxides/spinel/spinel.htm

CVS MAKİNA-REFRAKTER ERGİTME OCAĞI TEKNOLOJİSİ

Technology

Transcript of CVS MAKİNA-REFRAKTER ERGİTME OCAĞI TEKNOLOJİSİ