Karbotermik ferrobor üretim parametrelerinin optimizasyonu

ÖZET Ferrobor elektrik/elektronik sanayinde yumuşak (trafo saçı) ve sert magnetik malzemeler üretiminde ve çeliğin al aş i ml and iri İmasında kul! anılmaktadır. Bu çalışmada borik asit, demir oksit, odun kömürü ve tahta ta laşının farklı oranlarda karıştırılması ile elde edilen şarj harma nı, 40 kg şarj alabilen 100 kVA'lık, tek fazlı, doğru akım elektrik ark fırınına beslenerek farklı konsantrasyonlarda ferrobor üretil miştir. Deneylerde bulunan elektriksel değerler, bilgisayar programı ve data toplama sistemi kullanılarak okunmuş ve üretim parametrele rinin optimizasyonunda kullanılmıştır. Küçük çapta yapılan deneyler konsantrasyon ve verimin şaft ti pi bir fırında artırılabileceğini göstermiştir. Şarj içinde H3BO3/ Fe2Û3 oranının ve sabit karbon miktarının arttırılması ferroborda bor konsantrasyonunu arttırırken, karbon konsantrasyonunu ve enerji tüketimini azaltmıştır. H3B03/Fe203 oranının 1.12, sabit karbon mik tarının % 12.25 olduğu şarj bileşimi ile belirlenen optimum şart larda, % 18 B, % 0.2 C içeren alaşım 35.1 kWh/kgB enerji tüketim de ğeriyle üretilirken, bor kaybı sadece % 1.7 olarak saptanmıştır. Şarjdaki redükleyici madde miktarının aşırı arttırılması (% 14.88 sabit karbon), fırında metal yerine ergimemiş birikintinin oluşması na sebep olmuştur. % 16-18 B içeren ferrobor üretiminde grafit elek- trod ortalama 120.5 g/kg metal miktarında tüketilmiştir. Fırın içinde kalan sinter fazının X-ışınları ve kimyasal ana lizleri ferrobor oluşumunun demir borat bileşikleri içeren ve elek- trodun ark yaptığı bölgede toplanan sığ bir cüruf fazı üzerinden ol duğunu göstermiştir. Seçilen demir oksid ve odun kömürü cinsi ferrobor kalitesini ve üretim rejimini doğrudan etkilemiştir. Yaklaşık 40 kW güç kullanılarak, fırına 570 kW. m~2 güç yoğun luğunun uygulandığı deneylerde, voltaj 20-35 V, akım 1400-2200 A arasında salınmış, kısa devre 5-8 V arasında oluşmuştur. Demir bo- ratlı cürufun ortalama direnci 0.02 ohm olarak ölçülürken spesifik iletkenliği yaklaşık 0.8 ohm"1. cm"1 olarak saptanmıştır. - vii -