Çelik potası refrakter astarının incelenmesi ve geliştirilmesi

Özet

Bu çalışmada; İkincil Metalürjinin önemli prosesi çelik potalarında aşınma astarı olarak kullanılmakta olan refrakter malzemelerin incelenmesi ve bunlara alternatif olabilecek refrakterlerin geliştirilmesi hedef alınmıştır. Bu amaçla; Magnezit-karbon (MgO-C) tuğla refrakterler ve magnezya-alümina-spinef (MgO-$AI_2O_3$-spinel) dökülebilir refrakterlerin mekanik, termomekanik ve kimyasal özellikleri deneysel olarak araştırılmış ve pota astarı uygulamalarındaki performanslarının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Buna göre; MgO-C tuğla ve MgO-$AI_2O_3$-spinel dökülebilir refrakterler üretilmiş ve bunlara, DIN 51056 ve 51065'e göre %-porozite,-su emme, DIN 51067'ye göre soğukta basma mukavemeti, DIN 51063'e göre sıcakta yük altında refrakterlik deneyleri uygulanarak mekanik ve termomekanik özellikler belirlenmeye çalışılmıştır. Rekrakterlerin kimyasal özellikleri, yani cürufa karşı dayanıklılıklarının belirlenmesi için ise, DIN 51069'a göre; Pota Yönetimi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; potanın cüruf bölgesinde MgO-C tuğla refrakterlerin MA-spinel dökme refrakterlere göre yüksek cüruf dayanımı gösterdiği görülmüştür. Diğer taraftan, sıvı çelik çalışma bölgesinde refrakterin mekanik ve termomekanik özellikleri önem taşımaktadır. Bu açıdan bakıldığında, MA-spinel refrakterlerin, MgO-C refrakterlere göre daha üstün performans sergilediği görülmüştür. Özellikle düşük termal genleşme özelliği ile, yüksek sıcaklıklarda daha mukavemetli olduğu belirlenmiştir. Elde edilenlerin ışığında, potanın cüruf bölgesi aşınma astarı içinde MgO:C refrakterlerin, sıvı çelik çalışma bölgesinde ise MA-spinel dökme refrakterlerin tercih edilmesi önerilmektedir.

Abstract

The secondary metallurgy process has gained relative importance in the last decade for high quality molten steel processing. Refractory materials used in ladles has always been an important factor in this development since the refractory performance determines the lifetime of the ladle campaign. Basic refractories has been the dominant materials in this application, and the development of carbon-containing magnesia bricks had considerable contribution in extending the period of ladle process. Recently sutudied castable materials for ladle applications include alumina spinel compositions as well as high alumina and corundum based materials. This study evaluates the properties of MA-spinel castables in comparison with carbon-containing magnesia refractories for steel ladle lining application. When the properties of MgO-C/MgO refractories are compared with that of MA-spinel lining, the spinel castable is observed to exhibit better mechanical and thermomechanical behaviour. On the other hand, MgO-C bricks is found to have higher slag corrosion resistance. Accoding to these results, MA-spinel castable of 43% tabular alumina composition (TA43) can be proposed for the molten steel contact lining material at the sidewall and bottom of the ladle. 15% C-containing MgO-C brick refractory would be suitable for the slag contact lining material due to the highest slag corrosion resistance.