Eti krom konsantreleri kullanılarak kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile düşük karbonlu ferrokrom alaşımlarının üretilmesi

Bu tez çalışmasında, hammadde olarak Eti Krom konsantresi kullanılmış olup kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS; Self propagating high temperature synthesis) yöntemi ile katma değeri her geçen gün artmakta olan düşük karbonlu ferrokrom eldesinin üretim koşulları araştırılmıştır. Günümüzde yaklaşık 8.200 kWh/t enerji tüketim değerleri ile üretilen düşük karbonlu ferrokrom alaşımının daha ekonomik ve yüksek hızda üretim olanağı sağlayan kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile üretimi denenmiştir. Deneysel çalışmalarda üretim parametrelerinin, toplam metal kazanım verimleri ve sonuç alaşım bileşimi üzerine olan etkileri incelenmiştir. SHS yönteminde tepkimenin başlamasını sağlayacak ilk enerji bir varyak yardımı ile dışarıdan verilir. Reaksiyonun serbest enerji değişimi negatif olduğu için ısı veren tepkime esnasında yüksek miktarda enerji açığa çıkar ve bu durum tepkimenin sürekli devam ederek hammadelerin tamamının ürüne dönüşmesini sağlar. Bu çalışma, termodinamik hesaplamalar, ferrokrom alaşımlarının üretildiği SHS deneyleri ve oluşan ürünlerin kimyasal analizleri olmak üzere 3 aşamadan oluşmaktadır. Tez çalışmasının ilk aşamasını oluşturan termodinamik incelemeler FactSageTM 6.3 termokimyasal veritabanı yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Termodinamik çalışmalarda yazılımın bünyesinde bulunan çeşitli modüller kullanılarak; SHS deneylerinde üretilecek alaşımların bileşimleri ve bu bileşimlere ulaşmak için kullanılacak hammaddelerin miktarları, SHS reaksiyonları sırasında üretilecek enerji ve reaksiyonların adyabatik sıcaklık değerleri hesaplanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında Eti Krom konsantresi, reaksiyon ısısını arttırmak için ilave edilen kromik asit ve redükleyici hammadde olarak kullanılan alüminyum tozları karışımı SHS yöntemine tabi tutulmuş ve demir - krom içeren alaşımlar elde edilmiştir. SHS yöntemi yardımıyla elde edilen metal ve curuf ürünleri tartıldıktan sonra halkalı öğütücü yardımıyla öğütülerek kimyasal analizlere uygun olacak tane boyutuna getirilmiştir. Kimyasal analizler sonucu yapılan hesaplamalarda kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi deneylerine ait optimum sonuçların % 65 konsantre, % 35 kromik asit ve redükleyici olarak kullanılan alüminyumun da % 110 stokiyometrik oranda ilavesiyle gerçekleştirilen deneyde elde edildiği saptanmıştır. Bu şartlarda krom kazanım veriminin % 66,46 değerinde olduğu alaşımın karbon içeriği % 0,25 olarak ölçülmüştür. Yapılan deneylerde şarj bileşiminin oluşan ürünlere etkisine ilave olarak şarj miktarının ve redükleyici miktarının stokiyometrik oranlarda değişiminin oluşan ürünlere etkileri de incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda kendiliğinden ilerleyen sıcaklık sentezi yöntemi ile kromit konsantresinden düşük karbonlu ferrokrom alaşımları üretiminin gerçekleştirilebileceği görülmüştür.