Çelik cüruflarının borlu bileşiklerle kararlı hale getirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Met.ve Malzeme Müh.Böl., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ali Koray ÖZÇELİK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Cemalettin Yaman
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Geleneksel yöntemlerle pota ocaklarıyla çelik üretiminden çıkan cüruflar soğuma sonrası tozlaşarak çevreye ve fabrikaların depolama sahalarında ciddi sorun çıkarmaktadır. Türkiye'de üretilen kolemanitin cüruf yapıcı olarak fluşpatla beraber kullanılması tozlaşmayı engellemektedir. Günümüzde, Türkiye'de bazı çelik üreticileri 120 tonluk pota ocağına 45 kg kolemanit katarak pota cürufunun tozlaşmasını engellemektedirler. Fakat bu katılan kolemanitin çelik özelliklerine etkisi konusunda herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Bu çalışmada, 120 tonluk pota ocağına 0, 20, 40, 60 ve 80 kg kolemanit katılarak, hem cürufun davranışına hem de çelik bileşimine ve çelik özelliklerine etkisi incelenmiştir. 20, 40 ve 60 kg kolemanit pota ocağından döküm alınmadan ortalama 5 dakika kadar önce ocağa şarj edilmiştir. 80 kg kolemanit, üretilecek çeliğin bor içeriğini izin verilen değerin (30 ppm) üzerine çıkarabileceği için döküm alındıktan sonra, pota tumba yapılmadan hemen önce cürufa katılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda fluşpatla beraber 0 ve 20 kg kolemanit katılarak elde edilen çelik cüruflarının katılaştıktan sonra tozlaştığı, 40, 60 ve 80 kg kolemanit katılarak elde edilen cürufların ise katılaştıktan sonra tozlaşmadığı görülmüştür. Kolemanitsiz ve kolemanitli üretilen çeliklerin optik emisyon metotuyla spektral analizi yapılarak kimyasal içerikleri belirlenmiştir. Artan kolemanit oranıyla çeliğin bor içeriğinin de arttığı görülmüştür. 0, 20, 60 ve 80 kg kolemanit ile üretilen çeliklerin bor içerikleri sırasıyla 2, 5, 10, 6 ppm bulunmuştur. Kimyasal analiz sonuçları kolemanit katkısının kükürt oranını etkilemediğini göstermektedir. Kolemanitsiz ve kolemanitli üretilen pota cüruflarından örnekler alınarak cüruf yüzeyleri ve kesitleri makroskobik olarak incelenmiş ve kolemanitin cürufun akışkanlığına etkisi değerlendirilmiştir. Artan kolemanit miktarıyla cürufların yüzey poroziteleri azalmış ve daha kompakt yapıya ulaşmıştır. Bu durum bize çelik cürufunun akışkanlığının arttığını göstermiştir. Ayrıca 80 kg kolemanit katkısıyla elde edilen cürufların içine MgO-C refrakter tuğla atılarak, cüruf soğuyana kadar beklenmiştir. Refrakter yüzeyinde bulunan cüruf ile refrakter malzeme arayüzeyi makroskobik olarak incelenmiştir. Cürufun refrakterle bir etkileşiminin olmadığı görülmüştür. Literatürde, borun çelik sertliğini ve sertleşebilme kabiliyetini artırdığına dair birçok çalışma mevcuttur. Kolemanit katkısız çelikte yaklaşık bor miktarı 5 ppm olarak tespit edilmiştir. Su da sertleştirildikten sonra 5 ppm bor içeren çeliğin sertlik değerleri 245-302 HV arasında değiştiği görülmüştür. Borlu çelik üretmek için 60 kg kolemanit kullanılmış ve çelikte yaklaşık 25 ppm bor miktarına ulaşılmıştır. Su da sertleştirildikten sonra 25 ppm bor içeren çeliğin sertlik değerleri 250-327 HV arasında değiştiği görülmüştür. Burada sertliğinin artmamasının nedeni, literatürde de belirtilen çeliğin içinde bulunan bor atomlarının, azot ve karbon tarafından bağlanarak bor-nitrür ve bor karbür oluşturması ile çelik içindeki çözünmüş borun azalmasıyla açıklanmaktadır. Anahtar kelimeler: Cüruf, Kolemanit, Fluşpat, Refrakter, Sertlik, Mikroalaşımlı Çelikler, Borlu Çelikler