Kok fabrikalarında kullanılan seramik kaynak teknolojisinin oda sıcaklığında uygulanabilirliğinin araştırılması
Investigation of the applicability of ceramic welding technology used in coke plant at room temperature
Yazar: GÖKTUĞ SUNGUR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER İNCESU
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Kaynak teknolojisi = Welding technology ; Kok = Coke ; Seramikler = Ceramics

Özet:
Bu tez çalışmasında, kok fabrikalarındaki bataryaların refrakter malzemesi olarak kullanılan tuğlalar ile bu tuğlalara servis koşullarında tamir için kullanılan seramik kaynak tozlarının oda sıcaklığında uygulanabilirliği araştırılmıştır. İki farklı seramik kaynak tozu (ST ve ST+) üç farklı refrakter tuğla (şamot, silika ve modül) yüzeylerinin kaplaması için kullanılmıştır. Uygulama esansında silika tuğla ile seramik kaynak tozlarının bağlanmadığı görülmüştür. Seramik kaynak tozları ve tuğlalara (X-Işını Floresans) XRF analizi yapılarak kimyasal bileşimleri tespit edilmiştir. Seramik kaynak tozu kaplamalı ve kaplamasız tuğlaların porozite ve yoğunluk ölçümleri yapılmıştır. Kaplamalı tuğlalara Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi yapılarak tuğla ve seramik kaynak tozu arayüzey geçişi detaylı olarak incelenmiştir. Uygulanan farklı seramik kaynak tozlarının tuğlaların mekanik özelliklerini nasıl etkilediğinin değerlendirilebilmesi için de kaplamalı ve kaplamasız tuğlalara basma deneyi uygulanmıştır. XRF analiz sonuçlarına göre silika, şamot ve modül tuğla arasındaki belirgin farklılığın SiO2, Al2O3 ve CaO faz içerik oranlarından kaynaklandığı belirlenmiştir. Seramik kaynak tozları arasındaki farklılık ise CaO faz içeriğinden kaynaklı olup S tozunda bu faz bulunurken (%1,82), S+ kaynak tozunda bulunmamaktadır. Yoğunluk ölçümlerine göre seramik kaynak uygulaması ile şamot tuğlanın yoğunluğunun düştüğü modül tuğlanın ise arttığı tespit edilmiştir. Refrakter tuğlaların poroziteleri uygulanan seramik kaynak tozu ile düşmüştür. Uygulanan seramik kaynak tozu ile hem şamot hem de modül tuğlanın maksimum basma mukavemetlerinin düştüğü görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, the applicability of the bricks used as the refractory material of the batteries in coke factories and the ceramic welding powders used for repairing these bricks under service conditions at room temperature were investigated. Two different ceramic welding powders (ST and ST+) were used for coating the surfaces of three different refractory bricks (chamotte, silica and module). It was observed that the silica brick and ceramic welding powders did not bond during the application. Chemical compositions of ceramic welding powders and bricks (X-Ray Fluorescence) were determined by XRF analysis. Porosity and density measurements of ceramic welding powder coated and uncoated bricks were made. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was performed on the coated bricks and the interfacial transition of brick and ceramic welding powder was examined in detail. In order to evaluate how the applied different ceramic welding powders affect the mechanical properties of the bricks, the compression test was applied to the coated and uncoated bricks. According to the XRF analysis results, it was determined that the significant difference between silica, fireclay and module bricks was due to the phase content ratios of SiO2, Al2O3 and CaO. The difference between ceramic welding powders is due to the CaO phase content, while this phase is present in S powder (1.82%), it is not found in S+ welding powder. According to the density measurements, it was determined that the density of the fireclay brick decreased with the application of ceramic welding, and the module brick increased. The porosities of the refractory bricks decreased with the applied ceramic welding powder. It was observed that the maximum compressive strengths of both fireclay and module bricks decreased with the applied ceramic welding powder.