Beyaz erimiş alümina (WFA), çelik pota fırınlarında (SLF) yüksek performanslı bir refrakter malzeme olarak kritik bir rol oynar ve öncelikle zorlu çalışma koşullarına dayanmak için astarlarda ve fonksiyonel bileşenlerde kullanılır. Temel işlevleri, fırın yapısını korumak, çelik kalitesini sağlamak ve hizmet ömrünü uzatmak etrafında döner; aşağıda ayrıntılı olarak belirtilen özel rolleri vardır:
1. Kritik Fırın Bölgeleri için Refrakter Kaplama
WFA, özellikle yüksek aşınma ve korozyona maruz kalan bölgelerde kullanılan çelik pota fırın astarlarında kullanılan refrakter tuğla/döküm malzemelerin üretiminde önemli bir hammaddedir:
- Pota kabuğu astarı : Çelik kabuk ile erimiş çelik/cüruf arasında ısı yalıtımı ve aşınma önleyici bariyer oluşturmak üzere diğer refrakter malzemelerle (örneğin, boksit, spinel) karıştırılarak yüksek alümina içerikli refrakter tuğlalar/dökümler üretilir.
- Cüruf hattı bölgesi : Cüruf hattı, erimiş cüruf (yüksek CaO, SiO₂ içeriğine sahip) tarafından şiddetli kimyasal aşınmaya ve mekanik erozyona maruz kalır. WFA’nın yüksek Al₂O₃ içeriği (≥98%) ve yoğun yapısı, cüruf penetrasyonuna ve çözünmesine direnç göstererek astar aşınmasını azaltır.
- Taban ve nozul bölgeleri : Erimiş çelik darbesine dayanmak ve yapısal hasarı önlemek için yüksek mekanik mukavemetinden yararlanılarak pota tabanları ve batırma giriş nozulları (SEN) gibi refrakter bileşenlerde kullanılır.
2. Fonksiyonel Refrakter Bileşenler
WFA, fırın işlemlerinde doğrudan yer alan özel fonksiyonel parçalara işlenir:
- Pota (Pota gözenekli tıkaçları) : WFA, erimiş çeliği karıştırmak için potaya argon enjekte eden gözenekli tıkaçlar için ana agrega olarak kullanılır. Yüksek sıcaklık stabilitesi ve korozyon direnci, tıkaçların erimiş çelik/cüruf nedeniyle tıkanmasını veya hasar görmesini önleyerek homojen karıştırmayı sağlar.
- Onarım için refrakter döküm malzemeleri : Aşınmış astarların yerinde onarımı için WFA bazlı döküm malzemeleri (düşük çimentolu veya ultra düşük çimentolu) kullanılır. İyi akışkanlık ve hızlı kürlenme özelliklerine sahip oldukları için potanın hizmet ömrünü uzatmak amacıyla hızlı bakım yapılmasını sağlarlar.
3. Çelik Kalitesinin ve Fırın Çalışma İstikrarının İyileştirilmesi
- Safsızlık bulaşmasını en aza indirme : WFA, ultra düşük safsızlık içeriğine sahiptir (Fe₂O₃, SiO₂ ≤%1,5), bu nedenle kullanım sırasında erimiş çeliğe zararlı elementler (örneğin, Fe, Si) sokmaz ve özel çeliklerin (örneğin, alaşımlı çelik, paslanmaz çelik) saflığını sağlar.
- Isı şokuna ve yapısal deformasyona karşı direnç : Çelik pota fırınları sık sık sıcaklık değişimlerine maruz kalır (oda sıcaklığından 1600°C’nin üzerine). WFA’nın orta düzeydeki ısı şoku direnci ve düşük termal genleşme katsayısı, astarın çatlamasını veya dökülmesini önleyerek yapısal bütünlüğü korur ve erimiş çelik sızıntısı riskini engeller.
- Hizmet ömrünü uzatma : Geleneksel refrakter malzemelere (örneğin, kahverengi korundum) kıyasla, WFA’nın üstün korozyon ve aşınma direnci, pota astarlarının ve bileşenlerinin hizmet ömrünü %20-50 oranında uzatarak, astar değişimi için gereken duruş süresini azaltır ve üretim maliyetlerini düşürür.
4. Kompozit Formülasyonlar Aracılığıyla Refrakter Performansının Optimize Edilmesi
Pratik uygulamalarda, WFA genellikle performansı dengelemek için diğer malzemelerle karıştırılır:
- Isı şokuna karşı dayanıklılığı artırmak için spinel (MgAl₂O₄) ile karıştırılmıştır; sık sıcaklık değişimlerinin yaşandığı pota bölgeleri için uygundur.
- Karbonlu malzemelerle (örneğin grafit) karıştırılarak cüruf direncini artırmak ve yüksek korozyon riski taşıyan cüruf hattı bölgelerini hedeflemek amacıyla üretilmiştir.
- Isıya dayanıklı döküm malzemelerde yoğunluğu artırmak ve gözenekliliği azaltmak, böylece malzemenin genel aşınmaya karşı direncini iyileştirmek için ince toz katkı maddesi olarak kullanılır.
