Sıvı Metal Hazırlama

6,9546 0,1267 0,2413 0,1279 0,0412 0,0011 0,0001 0,0007 0,0005 Standart Sapma % 0,0653 0,3420 0,6637 0,4133 0,7179 20,9249 53,6518 8,2744 8,4717 Element Mn Zn Cr Zr V Ca Na Ni Al Ortalama % 0,0047 0,0036 0,0012 0,0015 0,0074 0,0015 0,0018 0,0042 92,4619 Standart Sapma % 2,4398 5,4599 5,4111 1,1559 0,4582 70,1033 13,4191 0,8693 0,0052 3.1.2. Sıvı Metal Hazırlama

Sıvı metal eldesi için kullanılan 2,5 ton / saat kapasiteli Alman menşeli, reverber tipi Striko devirmeli ocağında yapılmıştır. Külçeler için ergitme sıcaklığı 750 ± 30 C olup, 500 kilogram sıvı metal 770 C’de FOSECO Insural 140 modeli transfer potasına (Tablo 3.3) alınmıştır. Sıvı metalin transfer potasına alınmasından sonra gaz giderme işlemi için pota WBB Minerals Firmasının yapımı Rotorject modeli rotorlu gaz giderme cihazına alınmıştır. Gaz giderme cihazında 4 dakika süreyle 1 barlık basınçta % 99,95 safiyetindeki Azot gazı (N2) ile birlikte 400 gr HMC – 37 flaks (curuf yapıcı) tozu ilavesiyle gaz giderme işlemi uygulanmıştır. İşlem sonrası yaklaşık 745 C sıcaklığına düşen sıvı metalden gazlılık ve kimyasal analiz

numuneleri alınarak IDECO marka Termal Analiz ve Gazlılık Ölçüm cihazı ile gazlılık ölçümü ve ARL Metals Analyzer Spektrometre ile kimyasal analizi yapılmıştır (Şekil 3.6). Analiz raporlarından sonra uygunluğu onaylanan 745 C’deki sıvı metal 700 kg kapasiteli indüksiyonlu bekletme ocağına alınmıştır.

3.1.2.1. Striko Reverber Ocağı

Sıvı metal eldesi için külçelerin ergitildiği STRIKO marka reverber ocağın yapısı Şekil 3.5’deki gibi olup banyo hacmi toplam 5 ton civarındadır. Ergitme hızı 2.5 ton/saat olan ocakta, doğalgaz ile çalışan brülörler banyo üzerinde konumlandırılmış olup yanma sonucu oluşan radyasyon ve konveksiyon ile gerekli ısı sağlanmaktadır. Şekil 3.5’de temsili yapısı görülen ocakta açığa çıkan sıcak yanma gazları ön ısıtma bölgesine açılan bir bacadan geçerek ergitilmek için yüklenen alaşım külçelerine ön ısıtma sağlayarak ergitme işlemini hızlı ve ekonomik bir hale getirmektedir. Söz konusu ocak devrilebilir türde olup, sıvı metalin transfer potasına boşaltılması hidrolik sistem aracılığıyla fırının yatırılması ve bu sayede sıvı metalin eğim dolayısıyla akması yöntemi ile yapılmaktadır.

Şekil 3.5: Reverber tipi ergitme ocağı 3.1.2.2. Sıvı Metal Transferi

Sıvı metal transferi için FOSECO firmasından tedarik edilmiş INSURAL 140 harç ile hazırlanmış 500 kg kapasiteli transfer potası kullanılmıştır. Söz konusu malzeme, sıvı alüminyumun taşınması, dağıtılması ve kontrolü için tasarlanmış, asbest içermeyen yalıtım özellikli ürünler olup, arzu edildiği takdirde işlenebilir. Malzeme sıcaklık değişimine yüksek oranda dirençlidir. Alüminyum tarafından ıslatılma

özelliği çok düşüktür. Döküm esnasında mekanik sağlamlılığı ve sertliği zarar görmesini engeller ve böylece refrakter malzemeden kaynaklanabilecek olan inklüzyon riskini azaltır. Malzemeye ait fiziksel bilgiler Tablo 3.3’de verilmiştir. [14]

Tablo 3.3: INSURAL 140 Fiziksel Özellikleri [14]

Maksimum Uygulama Sıcaklığı 1000 ^C

Yoğunluk 1,4 gr/cm³

Soğuk Kırılma Mukavemeti 4,5 MPa

Sıcak Kırılma Mukavemeti 5 MPa

Isıl Genleşme Katsayısı 3,9x10^-6 K^-1 745 ^C'de Isıl İletkenliği 0,46 W/mK

Spesifik Isı Kapasitesi 1001 J/kgK

3.1.2.3. Gaz Giderme İşlemi

Gaz giderme işlemi WBB Minerals firmasına ait Rotorject modeli gaz giderme cihazında gerçekleştirilmiştir (Tablo 3.6). Cihaz flaks enjeksiyon prosesine göre özel olarak tasarlanmış olup; flaks tozu, 300 devir/dakika (rpm) hızında dönmekte olan silisyum karbürden yapılmış bir rotor silindir içerisinden azot gazı ile birlikte sıvı metal içerisine enjekte edilmektedir. Transfer potasında bulunan 500 kg sıvı metal yaklaşık 4 dakika boyunca 400 gr HMC 37 toz flaks (BKZ: Bölüm 1.2.3.1) ve %99,95 safiyetindeki azot gazı ile gaz giderme işlemine tabii tutulmuştur. Gaz giderme işlemi sonrası sıvı metal sıcaklığı 745 C olarak ölçülmüştür (Tablo 3.4).

Tablo 3.4: Deneylerde Kullanılan Alaşımın Gaz Giderme Sonrası Ölçüm Sonuçları

Gaz Giderme Süresi (Dakika) Havadaki Yoğunluk (gr/cm³) Vakumdaki Yoğunluk (gr/cm³) DI (Yoğunluk İndeksi) ^{Sıcaklık (}C) 4 2,649 2,549 3,8 770 4 2,659 2,607 2,0 758 4 2,667 2,632 1,3 745

Tablo 3.5: Deneylerde Kullanılan Alaşımın Gaz Giderme Sonrası Ölçüm Sonuçları Element Si Fe Mg Ti Sr Sb P B Cu Ortalama % 7,2974 0,1183 0,2178 0,1170 0,0093 0,0001 0,0003 0,0003 0,0012 Standart Sapma % 1,2977 2,1233 2,1549 1,8811 4,1784 51,3095 84,5810 2,3373 6,6403 Element Mn Zn Cr Zr V Ca Na Ni Al Ortalama % 0,007 0,0036 0,0011 0,0011 0,0056 0,0006 0,0047 0,0029 92,1973 Standart Sapma % 1,6466 7,1406 9,3216 1,3324 1,7065 73,6338 86,9443 2,0083 0,1092

Tablo 3.6: WBB Minerals Yapımı Rotorject Gaz Giderme Cihazına Ait Teknik

Veriler [12]

WBB Minerals Rotorject Teknik Verileri

Voltaj 240 / 110 V

Güç Gereksinimi 13 A

Frekans 50 Hz

Opsiyonel Frekans 60 Hz

Besleme Voltajı Harici Kontrol

Voltajı 110 V

Kontrol Sistemi Otomatik

Azot Gaz Operasyonu Otomatik

Azot Gazı Besleme Basıncı 2 - 4 Bar (maks.) Azot Gazı Çalışma Basıncı 0,3 - 1,5 Bar

Azot Gazı Çıkış Basıncı 0,3 - 1,5 bar Azot Gazı Besleme Kontrolü Alarmlı Seviye Kontrol Azot Gazı Besleme Süresi (İşlem

Esnasında)

0 - 30 Dakika (Zamanlayıcı İle Kontrol)

Azot Gazı Besleme Süresi (İşlem

Öncesi) 0 - 215 Saniye

Azot Gazı Enjeksiyon Oranı Değişken

Flaks Besleme Oranı 0 - 250 gr / dakika

Rotor Hızı 0 - 600 rpm

Makine Ağırlığı 400 kg

Rotor Mil Uzunluğu 900 mm

Rotor Yerden Yüksekliği (Maks.) 1360 mm Rotor Yerden Yüksekliği (Min.) 460 mm

Rotor İlerleme Hızı 48 mm / saniye

Maksimum Yükseklik 2560 mm

Şekil 3.7: Rotorject Gaz Giderme Cihazı Şematik Gösterimi Ve Ölçüler [12] 3.1.2.4. HMC 37

HMC 37, alüminyum alaşımlarında kullanılan beyaz toz flaks olup, sodyuma toleransı bulunmayan diğer alaşımlardan ziyade bütün alüminyum alaşımları ile kullanılabilen temizleyici ve gaz giderici flakstır. HMC 37, taşıyıcı gaz olarak azotun kullanıldığı Flaks Enjeksiyon Prosesine göre uygun ve özel olarak geliştirilmiştir [13]. Bu proses ile sıvı metal ve flaks partiküllerinin optimum şekilde temasını sağlamaktadır. Bu sayede flaksın oldukça verimli kullanımı sağlanırken metal temizliği daha iyi sağlanmaktadır.

HMC 37 küçük potalardan büyük reverber tipi ergitme ocaklarına kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Flaksın toz yapıda olması sayesinde serbest akma ve sıvı metal içinde dağılma özelliğine sahiptir. Sıvı metal içerisine enjekte edilen flaks metalin içinde bulunan oksitlerin ve empüritelerin ayrışmasını ve içerde hapsolmuş gazların uzaklaşmasını sağlar.

Sıvı metal ve flaksın teması sırasında oluşan reaksiyonlar neticesinde kuru bir cüruf tabakası oluşarak sıvı metal yüzeyinde askıda kalır ve bu sayede cürufun kuru olması sebebiyle yüzeyden kolayca sıyrılarak alınabilir ve metal kaybının minimum olmasına yardımcı olur. Ayrıca bu flaks ile fırın duvarlarına yapışmış olan cüruf kolayca çözülebilmekte ve bu sayede temizleme işi kolaylaştırılarak, tamir işlemleri daha basitleştirilebilmektedir.

Kullanım yöntemi temel olarak aşağı belirtilen temellere dayanmaktadır:

1. Enjekte edilecek flaks miktarı genel olarak toplam sıvı metal ağırlığının % 0,2’si oranında olmalıdır. Ancak bu miktar sıvı metaldeki kontaminasyon derecesine göre arttırılabilir.

2. Flaksın ilavesi sıvı metal 640 – 720 C sıcaklık aralığında iken bir Flaks Feeder veya Rotorject ile yapılmalıdır.

3. Uygulamadan sonra yüzeyde oluşan cüruf tabakası sıyrılarak metalden ayrılır.

3.1.3. Numune Dökümü