Şekillendirilmiş ve Şekillendirilmemiş Refrakterler

Şekillendirilmiş refrakter özellikle malzemelerdir. Genellikle tek başına kullanılmayıp çeşitli bağlayıcılar ile karışım haline getirilip çeşitli yerlerde çeşitli amaçlar için kullanılır. Şekilsiz refrakterler; toz, kum, granül, iri taneli ve elyaf (lif) şeklinde olabilir. 

Pişme öncesi kırılıp pişirilebildikleri gibi refrakter malzemelerin pişiriminden sonra kırılarak da elde edilebilir. Yüksek derecelerde pişirilen refrakter hammaddeler küçülmesini ve bünyesindeki reaksiyonları önceden tamamlamış bir hammadde olarak şekiller refrakterlerde kullanılarak küçülme ve reaksiyonların meydana getirecekleri sakıncalar ortadan kaldırılmış olur ve daha yüksek ısıya dayanıklı refrakterler elde edilmesi kolaylaştırılır. 

Şekilsiz refrakterlere katılan bazı bağlayıcılar şunlardır: Kil, cam suyu, fosforit asit, ateş çimentosu, Ca alümina çimentosu, sönmüş kireç ve dekstrin. Şekilsiz refrakter malzemeler monolitik refrakterler olarak da adlandırılırlar. Şekilsiz refrakter malzemeler dökülebilir, kalıplanabilir, sıvılanabilir ve püskürtülebilir şekilde kullanılabilir. Bu refrakterler kullanıldıkları yerlerde şekillendirilebilirler ve genellikle fırın astar tamiratlarında kullanılırlar. Şekillendirilmemiş refrakterlerin sinterleme işlemi fırında kullanılacakları yerlerde şekillendirildikten sonra fırın ısıtılarak yerinde gerçekleştirilir. 

Şekillendirilmemiş refrakterler sınıfına giren diğer refrakter malzeme de (elyaf, lif) şeklindeki ürünlerdir. Bunlar elyaf dokuma, elyaf blok. Elyaf fitil, pres elyaf plaka ve tuğla şeklinde olabilir. 

2.5. Bağlanma Yapısına veya Şekline Göre Sınıflandırma:

Bu sınıflamaya göre refrakter malzemeleri 3 sınıfa ayırabiliriz. Bunlar: 

A. 150 ^oC’un altında bağlanma; pişirilmemiş ürünler 

— Seramik bağ (kil bağı)

— İnorganik kimyasal bağ

— Hidrolik bağ

— Organik bağ

B. 150 ^oC – 800 ^oC’lar arasında bağlanma, ısıl işleme tabi tutulan ürünler 

— İnorganik kimyasal bağ

— Hidrolik bağ

C. 800^oC’un üzerinde bağlanma

— Pişirme (seramik bağ)

— Füzyon ve katılaşma 

2.6. Toplam Porozite Oranına Göre Sınıflandırma:

a. Yoğunluğu yüksek refrakter ürünler <%45 (hacimce)

b. Yalıtkan refrakter ürürle >%45 (hacimce)

2.7. Kullanım (Uygulama) Alanına Sınıflandırma:

Demir–çelik sektöründe, Seramik sektöründe, Cam fırınlarda, Çimento sektöründe.

3. REFRAKTER MALZEMELERDEN BEKLENEN ÖZELLİKLER

1.Yüksek sıcaklıklara deforme olmadan, ergimeden kullanılma amacına yönelik dayanıklılık. Sıcaklığın yanında refrakter malzemenin kullanıldığı atmosferde refrakter malzemenin özelliklerini etkiler. Dolayısıyla malzemenin yüksek sıcaklıklarda bulunduğu fırın atmosferinde biçimini ve rijitliğini korumalıdır. Yani mekanik etkilere veya fiziksel aşınmalara karşı dirençli olmalıdır. 

2. Yüksek ısılarda yüklendiği ağırlığı deforme olmadan ve ezilmeden taşımalıdır. 

3. Termal şoklara (yani ani ısıtma ve soğutma şoklarına) dayanmalı, ufalanmamalı, çatlayıp dökülmemelidir. 

4. Devamlı doldurulup boşaltılan şarjlardan doğan sürtünmeye ve erozyona karşı dirençli olmalıdır. 

5. Bulunduğu ortamın kimyasal etkilerine direnç göstermelidir. Yani ortamdaki korozif kimyasallara karşı dirençli olmalıdır. Pişme ve ergime sırasında oluşan ergimiş metal, metal buharları SO₂, SO₃, CO, CO₂, CO₃ gibi gazlara, su buharı. Klor gibi malzeme ve kimyasallarını etkilerine karşı dayanıklı olmalıdır. 

6. Yerine göre ısıyı izole eden, yerine göre ısıyı iyi ileten (yalıtkanlık veya iletkenlik) gaz geçirgenliği ve geçirmezliği gibi özel istekleri karşılamalıdır. 

7. Yüksek sıcaklıkta ve ısı değişimlerinde boyut değişmesi hiç veya çok az olma gibi çok yönlü özelliklere sahip olmalıdır. 

Kullanım amacına göre çeşitli refrakter bulunmaktadır. Bahsi edilen özellerde bu değişik refrakterlerin değişik özellikleridir. Tüm refrakterler aynı özellikte olmayıp kullanım yeri ve amacına göre gerekli olan özellikler üretim sırasındaki özel hammadde reçete, şekillendirme ve pişirim ile sağlanır. Bu nedenle, refrakter seçimi yapılırken aşağıdaki hususlar göz önünde bulundurulmalıdır; 

1. 
   Refrakter malzemenin kullanılacağı yer
2. 
   Sistem kesintili mi yoksa süreklimi çalıştırılacak
3. 
   Sistemde kullanılacak yakıt çeşidinin refrakter malzeme üzerine etkisi

4. Fırının işletme sıcaklığı refrakter malzemenin kullanıldığı yerdeki sıcaklık nedir ve kesintili çalışmada en yükse ve düşük sıcaklıklar ve çalışma periyodu
5. 
   Ergitilen malzeme. Fırın atmosferi, cüruf ve uçucu küllerin refrakter malzeme üzerine kimyasal etkisi 
6. 
   Muhtemel mekanik zorlamalar ve bunların büyüklükleri
7. 
   Eğer fırın tuğlaların değiştirilmesine ihtiyaç duyuluyorsa daha önceden kullanılan refrakter malzemeler nelerdir ve kullanılan bu refrakter malzemelerin işletme koşullarına bağlı olarak performansları nasıldır?

Refrakter malzemelerin fırınlardaki zorlanma durumları ve buna bağlı özellikleri genel olarak tablo 3.1.’de verilmiştir. Tablo 3.1. göstermektedir ki refrakter malzemelerden çok yönlü özellikler beklenmektedir. Fakat bütün özellikleri bakımından mükemmel olan ve her ihtiyaca cevap verebilecek olan refrakter malzeme temin etmek mümkün değildir. Bu nedenle, bütün koşullar göz önünde bulundurularak istenen özellikleri sağlayan optimum bir seçim yapılmalıdır.