Sürekli döküm tandişinde bindirme yapılan slab dökümler için tonaj, kalite belirleme çalışması

Çelik, ana metali demir olan ve kütlece %2'den daha az karbon ve ilave alaşım elementleri içeren malzemedir. Çeliğin geniş kullanım alanı, sıcak ve soğuk şekillendirmeye uygunluğu, kaynak edilebilirliği, işlenebilirliği, sert, sünek ve aşınma dayanımlı olması, korozyon dayanımı, yüksek sıcaklıklarda ısıya ve deformasyona dayanımı onu vazgeçilmez kılmaktadır. Dolayısıyla da bugünün ve yarının endüstrisinde sürdürülebilir gelişmenin ana direklerinden biri olarak yerini korumaktadır. Kullanım alanları hemen hemen her mühendislik dalına uzanmaktadır. Günümüzde cevherden çelik üretiminde kullanılan iki ana işlem vardır. Bunlar, demir cevherinin sıcak metale (sıvı) redüklenmesi veya doğrudan demire redüklenmesi (DRI-direct reduced iron), diğer adıyla sünger demir (sponge iron) üretimidir. Günümüzde çeliğin rafinasyonunda ise iki yöntem takip edilmektedir. Bunlar; • Yüksek fırın-konverter yöntemi, • Elektrik ark fırını yöntemidir. Yüksek fırında, demir cevheri ile birlikte redükleyici olarak kok veya kömürün kullanılması ile sıvı ham demir elde edilir ve bu ergiyik, bazik oksijen fırınında işlenir, rafine edilir. Elektrik ark fırınlarında ise ısı ve ergitme için gerekli enerji, elektrik enerjisi ile elde edilir. Genellikle hurda ve sünger demirin birlikte kullanıldığı fırınlar olarak nitelendirilebilir. Ardından ikincil metalurji işlemleri (pota fırınları, vakum vb.) çeliğe uygulanır. Çelik işletmelerindeki ikincil metalurji işlemlerinden gelen sıvı metal belli şekil, ölçü ve ağırlıklara göre dökülür. Döküm prosesleri aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir; • Sürekli Döküm, • Şerit Döküm, • İngot Döküm Dünya genelinde en çok kullanılan döküm yöntemi "Sürekli Döküm" yöntemidir ve kullanım oranı %90'a kadar yükselmiştir. Ayrıca sürekli döküm, %95'den fazla verim, üniform katılaşma, hızlı döküm, az sayıda üretim aşaması avantajlarını sağlamaktadır. Çelik üretim proseslerinde rafine edilen sıvı metal, potadan tandiş vasıtasıyla sürekli dökümün ekipmanlarından olan metal kalıplara dökülmektedir. Tandiş ergimiş metalin kalıplara dökülüp katılaşmanın başlamasından hemen önce muhafaza edildiği son metalurjik kanaldır. Tabanında bir veya bir kaç delik bulunan bir konteyner biçimindedir ve ergimiş metalin kalıplara doğru beslenmesi görevini görmekte, ergimiş metal akışının sıçramalar olmadan daha pürüzsüz akışını sağlamaktadır. Birçok fabrikada uygulaması olduğu gibi Çolakoğlu Metalurji A.Ş. fabrikasında da satış siparişlerinin tonaj, kalite, ebat (slab genişliği) özelliklerinin çelikhane üretim koşullarını optimize etmeye uygun olmaması durumlarında farklı kaliteler aynı tandiş için planlanmakta ve dökümü yapılmaktadır. Bu uygulama sonucunda iki farklı döküm kalitesinin tandişte karışması durumu ortaya çıktığından ve bu karışımın başlangıç ve bitiş sınırları ile kimyasal kompozisyonu bilinmediğinden "Sürekli Döküm Tandişinde Bindirme Yapılan Slab Dökümler için Tonaj, Kalite Belirleme Çalışması" adı altında bir modelleme yapılmıştır. Bu çalışma ile bindirme döküm uygulaması sonucunda karışan kalitelerin sınırları belli edilmiş, kimyasal kompozisyonu bulunmuştur. Böylece esas kalitelerden saptırılacak slabların standartlara göre boylarına ve döküm kalitesi isimlerine karar verilmesine imkan sağlanmıştır. Özet olarak, bu çalışmanın amacı iki farklı kalitenin aynı tandişte bindirilmesi neticesinde arada karışan kalitenin başlangıç ve bitiş sınırlarının belirlenmesi ve böylece bindirme slab olarak ayrılması gereken toplam tonajın hesaplanması, bu tonaja göre en uygun slab boylarının bulunması ve ayrılan ilgili slab ya da slabların kalitelerinin belirlenmesidir. Modelleme çalışmasının doğruluğunun kontrolü açısından bazı bindirme işlemleri sonucunda tamamen tahmine ve deneyime dayalı olarak "bindirme ara slabı" adı altında esas kaliteden saptırılan slabların baş-orta-son kısımlarından birer adet numune alınmıştır ve analiz sonuçları modelleme çalışmasında elde edilenler ile kıyaslanmıştır. Neticede elde edilen bulgularda ve grafiklerde gerçek analiz sonuçları ile modelleme programının sonuçlarının analiz cihazından, kompozisyon % aralık hassasiyetinden, dökümde oluşabilen sorunlardan kaynaklı olabilecek bazı sapmalar haricinde birbirlerine oldukça yakın olduğu tespit edilmiştir. Mevcut durumda Çolakoğlu Metalurji A.Ş. fabrikasında bindirme slabların kalite isimlendirmesi, tonaj ve boylarının belirlenmesi tamamen tahminlere ve deneyimlere dayanılarak yapılmaktadır. Bu çalışma ile Çolakoğlu Metalurji A.Ş.'de bindirme dökümler konusunda tahmini veriler ile çalışmak yerine daha gerçekçi sonuçlarla çalışılmasına imkan sağlanmıştır.