Refrakter malzemelerin ısıl iletim katsayısı ve dayanımının optimizasyonunda reçete ve üretim parametrelerinin etkisi

Bu çalışma ile refrakter hammaddelerin farklı basınçlarda ve farklı kalınlıkta üretimi yapılarak analizleri incelenmiştir. Çalışma, SÖRMAŞ A.Ş.'nin üretim sürecinde kullandığı hammaddeler ile manyezit bazlı refrakter tuğlalar üzerine odaklanmıştır. Sektör olarak çimento sektöründe manyezit spinel refrakter tuğlalar tercih edilmiştir. Bu çalışmada için 1400 kg/cm², 1500 kg/cm² ve 1600 kg/cm² basınçlarda; 60 mm, 70 mm ve 80 mm kalınlıklarda olmak üzere toplam 9 farklı tuğla üretimi yapılmıştır. Üretim öncesi hammaddeden kimyasal analiz yapılmıştır. Üretim sonrası ise boyut kontrolü, yoğunluk, görünür porozite, su emme, soğukta basma mukavemeti ve ısıl iletim katsayısı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda en ve boy yönlerinde değişim oranlarına baktığımızda, genel olarak bir negatiflik gözlemlenmektedir. Bu negatiflik ise tuğlanın küçüldüğünü yani çekme olduğunu ifade eder. Yoğunluklardaki değişim ise fırın sonrası rutubetin attığı için en boy oranına bağlı olarak düşüşü göstermektedir. Porozite, su emme ve soğuk basma mukavemeti açısından dengeli bir performans için 1500 kg/cm² presleme basıncı ve 80 mm kalınlık optimal değerler olarak belirlenmiştir. Ancak, maksimum mekanik mukavemetin öncelikli olduğu uygulamalar için 1600 kg/cm² presleme basıncı ve 80 mm kalınlık önerilmektedir. Isıl iletim katsayı değerlerine baktığımız zaman deneysel sonuçlara göre, basınç arttıkça ısıl iletkenlik değerlerinin genel olarak arttığı gözlemlenmiştir. 1600 kg/cm² basınca ve 20 mm kalınlığa sahip numune en yüksek iletkenlik değerine (20,25 W/m.K) ulaşmıştır. Bu değer, düşük kalınlıkla birlikte yüksek yoğunluğun etkisinin bir sonucudur. Buna karşılık, 1400 kg/cm² basınca ve 30 mm kalınlığa sahip numune en düşük iletkenlik değerini (16,037 W/m.K) ölçmüştür. Bu, düşük presleme basıncı ve orta kalınlık kombinasyonunun malzeme içinde daha fazla mikro gözenek ve temas eksikliği yarattığını göstermektedir.