Elektro curuf ergitme yöntemiyle ferrobor üretimi ve optimizasyonu
Production of ferroboron by electroslag remelting process and optimization of the production
- Tez No: 544364
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET EKERİM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Üretim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Demir-bor alaşımı olan ferrobor üretimi için iki temel üretim yöntemi bulunmaktadır. Bunlar; karbotermik yöntem ve alüminotermik yöntemdir. Karbotermik yöntemde ürün karbon, alüminotermik yöntemde ise alüminyum içerir. Bu nedenle ferroborun kullanım alananına bağlı olarak üretim yöntemi seçilmektedir. Ancak redükleyici alüminyumun yüksek maliyeti alüminotermik yöntemin üretim maliyetini arttırmaktadır. Elektro curuf ergitme prosesi yüksek kaliteli malzeme üretimi için kullanılan gelişmiş bir yöntemdir. Yöntemde kullanılan rafinasyon tekniği ve hızlı katılaşma sayesinde üstün özelliklere sahip malzeme üretilir. Üretilen malzemeler havacılık ve nükleer sanayi gibi önemli alanlarda kullanılır. ESR prosesi pek çok bilim alanını ilgilendiren kompleks bir prosestir. İstenen kalitede ürün elde etmek için her bir işlem parametresinin hassas kontrolü gerekmektedir. Bu çalışma, ferroborun yüksek kalite ve düşük maliyetle üretilebilirliğini sağlamak amacıyla ESR prosesinin avantajlarından faydalanmayı hedeflemiştir. ESR yönteminin sağlayacağı faydalar şu şekilde özetlenebilir: elektrik enerjisinin etkin kullanımı, reaksiyonların sınırlı bir alanda gerçekleşmesi, demir cevheri için harcanan redükleyiciye gerek duyulmaması, ESR curuflarının doğal olarak CaO içermesi sebebiyle kolemanit cevherinin yöntemde kullanılabilmesi ve bunların getireceği maliyet düşüşü. Bu amaçla çalışma kapsamında ESR yöntemi ferrobor üretimi için uygun hale getirilmiş ve yeniden tasarlanan proses yapılan ergitme deneyleriyle kontrol edilmiştir. Yapılan deneyler neticesinde ticari alaşım değeri taşıyan % 15,23 B ve % 1,19 Al içeren ferrobor ve % 18,39 B ve % 5,44 Al içeren ferrobor üretilmiştir. Tüketilir elektrot kullanımı sayesinde ESR prosesinde alüminyumun demir cevherini indirgemek için kullanılmaması, Al tüketimini 3,37 g/g B değerine kadar düşürmüştür. Elde edilen sonuçlar, ESR prosesinde yapılan değişiklerle prosesin ferrobor üretimine uygun hale geldiğini göstermektedir. Proseste elde edilen ürün bileşimi proses parametrelerinde yapılacak değişikliklerle geliştirilebilir. ESR prosesinin ferrobor üretimine uyarlanmasıyla, üretim esnasında kontrol edilmesi gereken işlem parametreleri artmıştır. Redüksiyon reaksiyonları, şarj/elektrot ergitme hızı oranı yeni proses parametreleri olarak eklenmiştir.
Özet (Çeviri)
There are two basic production methods for production of ferroboron, which is an iron-boron alloy. These; carbothermic method and aluminothermic method. The product of carbothermic method contains carbon, The product of alüminothermic method contains aluminium. Therefore, production method is selected depending on the usage area of ferroboron. However, the high cost of reductant aluminium increases the production cost of the aluminothermic method. Electroslag remelting process is an advanced technology which is used for production of high quality materials. Materials with superior properties is produced due to the refining technique and rapid solidification which is used in the method. The materials, which is produced, are used in important areas such as aircraft and nuclear industry. The ESR process is a complex process that includes many fields of science. Precise control of each process parameter is required to obtain the product at the desired quality. This study aims to benefit from the advantages of the ESR process to ensure high quality and low cost of ferroboron production. The benefits of the ESR method can be summarized as follows: efficient use of electrical energy, occurrence of reactions in a limited zone, no reducing agent for iron ore reduction, colemanite ore can be used in the process due to ESR slags naturally contains CaO content and the cost reduction accompanied with these advantages. For this purpose, the ESR method was optimized for ferroboron production and the redesigned process was controlled by melting experiments. As a result of the experiments, products which have commercial alloy value were produced ferroboron containing 15.23% B and 1.19% Al and ferroboron containing 18.39% B and 5.44% Al. Due to the use of consumed electrodes, the fact that aluminum was not used to reduce iron ore in the ESR process reduced the consumption of Al to 3.37 g/g B. The results show that ESR process has become suitable for ferroboron production due to applied alterations. The composition of the obtained product in the process can be improved by the optimization of the process parameters. By adapting the ESR process to ferroboron production, the process parameters that requir to be control during production have increased. Reduction reactions, charge/electrode melting rate ratio are added as new process parameters.
Benzer Tezler
- Elektro Curuf Ergitme (ESR) yöntemiyle çelik hurdalarından kaliteli çelik üretimi ve curuf özelliklerinin modellenmesi
The production of high quality steels from steel scraps by Electroslag Remelting (ESR) and modelling the properties of slags
BURAK BİROL
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHLİS NEZİHİ SARIDEDE
- S355J2+N malzemelerin elektrocuruf kaynak yöntemi ile kaynaklanabilirliği ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of weldability and mechanical properties of S355J2+N materials by electroslag welding method
UMUT DEMİRBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriDüzce Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN APAY
- Redükleyici ergitme yöntemiyle kobaltlar ve nikelbor ön alaşımlarının DC ARK fırınlarında üretim şartlarının belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
İSMAİL KARACAN
- AA5052/2024 alaşımlarının sürtünme karıştırma kaynağı yöntemiyle birleştirilebilirliğinin araştırılması
Investigation of the joinabilitiy of AA5052/2024 alloys by friction stir welding method
LEVENT TANRIÖVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET HASÇALIK
- Combustion synthesis and characterization of molybdenum and boron containing multicomponent composite materials
Molibden ve bor içeren çok bileşenli kompozit malzemelerin yanma sentezi ile üretimi ve karakterizasyonu
SEVINCH RAHIMI MOGHADDAM
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. CEVAT BORA DERİN