Korund esaslı dökülebilir refrakterlerin bağlayıcı matriks sisteminin optimizasyonu ve kırılma tokluğunun incelenmesi

Abstract

Demir-çelik, çimento, seramik v.d. sektörlerde fırın malzemelerinden kendiliğinden akıcı dökülebilir refrakterlerin kullanımı artmıştır. Refrakterin ömrünü etkileyen en önemli iki faktör korozyon ve termal şok dayanımıdır. Bu iki faktörü de önemli derecede belirleyen bağlayıcı matrikstir. Çeşitli tane boyutu dağılımı, belirli özgül yüzey alanı, kristal boyutlarına sahip reaktif alüminalar bağlayıcı matriks sistemin önemli bileşenidir. Yapılan çalışmalar iki aşamadan oluşmaktadır; birinci aşamada yerli hammadde gibsitten [Al(OH)3] reaktif alümina üretilmiştir. Bu üretilen reaktif alümina bağlayıcı matriks sistemi olarak yüksek alümina esaslı dökülebilir refrakterlerde kullanılmıştır ve matrisi geliştirmek için fiziksel özelliklere göre optimum şartlar belirlenmiştir. İkinci aşamada ise optimum şartlar elde edildikten sonra hazırlanan dökülebilir refrakterlerin reolojik davranışları, hacim ağırlığı, açık porozite gibi fiziksel özellikleri, termal şok dayanımı, üç nokta eğme mukavemeti, basma mukavemeti ve ASTM E-399 Standardı’na göre kırılma tokluğu belirlenmiştir. Sonuç olarak üretilen reaktif alümina ile hazırlanan refrakter numunelerde ticari firmadan alınan numunelere göre daha yüksek kırılma tokluğu değerleri elde edilmiştir.

The use of the self-flowing castable refractories as kiln material in processes like ironsteel, cement and ceramic production is on the rise. Studies on the binding matrix in these monolithic ceramics have also been the focus of research because of the important effect of the matrix on the thermal shock and corrosion resistance of these materials. Reactive alumina with different particle size distribution, specific surface area and crystal size are the important constitutes of the matrix system. The studies that have been practiced, consist of two steps; in the first step reactive alumina was produced from local raw material gibbsite [Al(OH)3]. This reactive alumina used as binder matrix system in high alumina based castable refractory and optimum conditions was evaluated according to their physical characteristics. In the second step, physical characteristics such as rheological behaviours, bulk density, open porosity and thermal shock resistance, bending and compressive strength and fracture toughness in accordance with ASTM E-399 standard were determined. Finally, KIc values of the refractory samples which was prepared from our reactive alumina were higher than that of commercially available samples.