Zirkon/mullit ilavesi ile asc refrakterlerin termo-mekanik ve termo kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi

Abstract

Refrakter malzemeler yüksek sıcaklık gerektiren proseslerde kullanılan önemli ürünlerdir. Refrakterlerin kullanıldıkları proseslerde performanslarını arttırmak ve refrakter malzemelerden kaynaklı duruşları azaltmak için farklı çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada çimento döner fırınlarında kullanılan ASC refrakter tuğla kompozisyonlarının içeriğine ağırlıkça %5, %10, %15 oranında zirkon müllit ilavesi yapılarak 4 farklı kompozisyon oluşturulmuştur. Oluşturulan kompozisyonlar öncelikle laboratuvar fırınında 1350˚C, 1400˚C, 1450˚C sinterlenmiştir. Sinterlenen numunelere porozite, yoğunluk, su emme, soğukta basma mukavemeti, hacimsel genişleme ve dış yüzey incelemeleri yapılmıştır. Tüm kompozisyonların kendi içlerinde en iyi mukavemet sonuçlarını 1450˚C’de sinterlendiklerinde vermişlerdir. Ama 1450˚C’de sinterlenen numunelerin dış yüzeyinde çok fazla kusma gerçekleşmiştir. Bu kusmalar hem performans hemde ticari olarak istenmemektedir. Bu sebeple tünel fırın pişirimi 1400˚C gerçekleştirilmiştir. Her kompozisyondan pişirimi gerçekleştirilen numunelere porozite, yoğunluk, su emme, soğukta basma mukavemeti, hacimsel genleşme, faz analizi, termal şok ve alkali testleri yapılmıştır. Yapılan testler sonucunda zirkon müllit ilavesi yapılan kompozisyonlarda iyileşmeler gözlenmiş ve optimum kompozisyon olarak %10 zirkon müllit içerikli 3. Kompozisyon belirlenmiştir.

Refractory materials are important products used in processes that require high temperatures. Different studies are carried out to increase the performance of refractories in the processes in which they are used and to reduce the downtimes caused by refractory materials. In this study, 4 different compositions were created by adding 5%, 10%, 15% zircon mullite to the content of ASC refractory brick compositions used in cement rotary kilns. The formed compositions were first sintered at 1350˚C, 1400˚C, 1450˚C in the laboratory furnace. Porosity, density, water absorption, cold compressive strength, volumetric expansion and outer surface examinations were carried out on the sintered samples. All compositions gave the best strength results in themselves when sintered at 1450˚C. But at 1450˚C, a lot of vomiting occurred on the outer surface of the sintered samples. These vomits are both performance and commercially undesirable. For this reason, tunnel kiln firing was carried out at 1400˚C. Porosity, density, water absorption, cold compressive strength, volumetric expansion, phase analysis, thermal shock and alkali tests were performed on the fired samples from each composition. As a result of the tests, improvements were observed in the compositions with the addition of zircon mullite, and the 3rd Composition with 10% zircon mullite was determined as the optimum composition.