SÜREKLİ DÖKÜMLE ÜRETİLEN KÜTÜKLERDE SOĞUTMANIN VE MANYETİK KARIŞTIRICILARIN MAKRO YAPIYA ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÜRCAN KIRNAK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Cemalettin Yaman
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hurdadan çelik üretmek için öncelikle hurdalar ark ocağında ergitilir. Ardından alaşımlandırmak için bir sonraki aşama olan pota ocağı prosesine geçilir. Pota ocağında alaşımlandırılan ve vakum altında gaz alma (VGA) işlemine tabi tutulan sıvı çelik, bunun sonrasında son aşama olan sürekli döküm prosesine gönderilir. Ergitilmiş ve alaşımlandırılmış sıvı çeliği katılaştırmak için de sürekli döküm yöntemi kullanılmaktadır. Vakumla üretilmiş olan vasıflı çelik sürekli dökümde katılaştırılırken son üründe ciddi iç hatalar oluşabilmektedir. Bu hatalar, merkez boşlukları, merkez çatlakları, orta bölge çatlakları, köşegen çatlakları ve yüzey altı çatlaklarıdır. Deneysel çalışmalarda da bu hataların tipleri, büyüklükleri ve morfolojisi incelenmiştir. Sürekli dökümde meydana gelen bu hataları önlemek için, sürekli döküm makinesinde revizyon yapılarak FEMS (Final Electro Magnetic Stirrer) kullanılmaya başlanmıştır. Vakumla üretilmiş olan vasıflı çeliği sürekli dökümde katılaştırırken, manyetik karıştırıcı kullanılarak bu iç hatalar giderilmiştir. Bu deneysel çalışmalar ÇEMTAŞ/BURSA firmasının sürekli döküm makinesinde yapılmıştır. ÇEMTAŞ/BURSA firması Türkiye'nin vasıflı çelik üreticilerindendir ve 190000 ton/yıl üretim kapasitesine sahip bir firmadır. Bu firmada kullanılan F-EMS manyetik karıştırıcının etkileri üzerine çalışmalar yapılmıştır. Manyetik karıştırıcıda akımın, frekansın ve zamanın, kütük makro yapısında oluşan hata büyüklüğüne ve hatanın morfolojisine etkisi incelenmiştir. Manyetik karıştırıcı kullanılmadan önce 200x200 mm kütüğün enine kesitinde merkezde görülen çatlak hataları 10 - 20 mm uzunluk ve max. 1 mm genişliğe kadar görülebilmekteydi. Manyetik karıştırıcı kullanılmaya başlandıktan sonra bu hatalar 0 - 5 mm uzunluğa ve max. 1 mm kalınlığa kadar düşürülmüştür. Aynı şekilde kesiti 200x200 mm olan kütükte manyetik karıştırıcı kullanılmadan önce merkez boşluğu hataları 1,5 – 2,0 mm çapa kadar ulaşmaktaydı. Manyetik karıştırıcı kullanıldıktan sonra 0 - 1 mm arası çaplara düşürülmüştür. Mevcut çalışan sistemin parametreleri optimize edilerek önceki sistemde merkez çatlakları ve merkez boşluklarından dolayı oluşan iç hatalar, ciddi oranlarda düşürülmüştür. İç hatalar azaltıldığı için, ürün kalitesinde ciddi artışlar meydana gelmiş ve bu sayede verim artışı sağlanmıştır. Manyetik alanın, hataların büyüklüğünü ve morfolojisini nasıl etkilediği, manyetik alanın nasıl oluştuğu, bunun manyetik kuvvetlere nasıl dönüştüğü ve manyetik karıştırmayı nasıl sağladığı teorik olarak ortaya konmaya çalışılmıştır. Bu konunun açıklanabilmesi için manyetizma teorisi, indüksiyon bobininde meydana gelen manyetik alan etkisi ve enerji etkisi de teorik olarak açıklanmıştır. Yukarıda belirtilen iyileşmeler sürekli döküm makinesinde revizyon sonrası kullanılmaya başlanan manyetik karıştırıcılar sayesinde sağlanmıştır. Bu çalışmada manyetizmayı doğuran Fe atomunun 3d orbitallerinin tam dolmadan 4s orbitallerine geçme prensibinin teorisi verilmiştir. Ayrıca indüksiyon bobininin katılaşma bölgesinde, ısı, sıcaklık, manyetik kuvvet etkisi Q=mcΔT formülünün etkisinde manyetik kuvvet dağılımı V2/R formülüne uygun olarak etkisi teorik olarak incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Sürekli döküm, manyetik karıştırma, makro yapı, indüksiyon, kütük üretimi