54 U-ALEVLİ FIRINLARDA ÜRETİMDE GÖRÜLEN AFİNASYON HABBESİNİN AZALTILMASI Ümit ÖZER Çayırova Cam Sanayii A.Ş. ÖZET Çayırova Cam Sanayii A.Ş.'nin 'i no'lu fırın üretiminde görü len yoğun afinasyon kaynaklı haboulerin azaltılması amacıyla çeşitli çalışmalar yapılmıştır. li-alevli ^ no'lu fırınımızda, sıcak nokta sabitliğinin tam sağlanamaması, bubbler mevcudiyeti, haddeleme viskozitesine erişebilmek amacıyla çalışma havuzunda camın LPG veya motorin yakılarak ısıtılması gibi afinasyon ve reboil kaynaklı habbe oluşturacak temel etkenler mevcuttur. Çalışmalar, üretimi kalite ve randıman yönünden olumsuz etki lemeyecek şekilde, CaSO^ miktarının kontrollü değiştirilmesi, harman içindeki cam kırığı oranının yükseltilmesi, CaO ve MgO miktarlarının artırılması ve fırında bubbler hizasında yan blok üstünden bek yakılması şeklinde sürdürülüp, habbe yönün den sonuçları sergilenmiştir. Van blok üstünden yakılan beklerle, habbe miktarını, kalite yönünden etkin olmayan, asgari değere indirmenin mümkün ola cağı sonucuna varılmıştır. 1. GİRİŞ Bu çalışma Çayırova Cam Sanayii A.Ş. 4 nomu fırın üretimini, kalite yönünden olumsuz etkileyen habbelerin azaltılması amacıyla yapılmıştır. lerin azaltılması ile ilgili çalışmalara geçmeden önce fırınımızın tanıtılması, yanma sistemleri, cam akımları hakkında kısaca bilgi aktar mak istiyorum.
55 Fırın yanma sistemi, cam akımları tanıtılarak, habbe oluşumuna neden olan etkenler değiştirilip sonuçları sergilenmiştir. 2. FIRININ TANITILMASI 4 no'iu fırınımız 127.0 ton füzyon kapasiteli, U-Alevll (arkadan aıeşlemeli), 2 portlu, 2 seksiyonlu, spouilu bir fırındır. Kemer, üstyapı, yanblok ve taban izole edilmiştir. Cam derinliği Azami fiili kapasite Ortalama fiili kapasite Eritme kapasitesi özgül yakıt sarfiyatı Fırın basıncı (Cam seviyesi) Sıcaklık dağılımı Şarj sistemi 1075 mm 88 Ton/Gün 70 Ton/Gün 1.624 Ton/Gün 162 gr/kg cam 0.20.mm SS 1. seksiyon kemer 2. seksiyon kemer 1. seksiyon optik 2. seksiyon optik I470''C 1500 C 1480 C 1510 C Fırın taban sıcaklığı; I200'^C (Paving altı) Fırının sağ ve sol tarafında l'er adet pa let tipli şarjör, seviyeye bağlı olarak ay nı anda devreye girip çıkarlar. 3. YANMA SİSTEMİ Ü-Alevli fırında sağ ve sol tarafta l'er adet port mevcuttur. Her port altında 3'er adet fuel-oil beki yakılır. Enversiyon süresi 30 dakikadır. Bek açıları, şarjörlere yakın olan beklerde 8*^, diğerlerinde 6^ olacak şe kilde düzenlenmiştir. K.T.G. firmasının düşük yakıt basınçlı bekleri kulla- 2 nılır. Pulverizasyon basınçlı hava ile sağlanır (Kompresör havası 2.0kg/cm ). Yakıt, bek ucunda 2.6^ viskozite olacak şekilde, ısıtılır. Bek içinde yakıt ve hava türbülatörden geçer. Bek ejektör açıklığı 4 mm'dir. Alev formu
56 dinlenme geçiş duvarına çok hafif temas edecek şekilde, fırının 2/3'nû kaplayacak ve bubbier hattında sıcak nokta teşkil edecek şekilde düzen lenir. Yakıt-yakma havası oranlayıcısı vardır. Yapılan gaz analizleri ile yanma koşulları istenilen duruma getirilir. Rejeneratör giriş sıcaklığı : I260/I200*^C Rejeneratör çıkış sıcaklığı : 650/450^C Sekonder rejeneratör sistemi vardır. 4. CAM AKIMLARI Fırının sağ ve solundan seviyeye bağlı olarak duraklamalı şarj edilen harman, fırın içine dağılarak bubbier hattını geçmeden erir (Şekil 1). Bubbier hattı civarında köpük mevcuttur. Dinlenme geçiş alın duvarına doğru ayna teşekkülü görür. e bağlı olarak bubbier hattına doğru ilerleyen harman hattının al tından ters yönde cam akımı portlara doğru ilerler ve tekrar tabandan bubbier hattına doğru (sıcak nokta) yönelir. Burada sıcak noktanın ter mik ve bubblerin mekanik etkisi ile cam yüzeyine doğru yükselerek ile riye ve geriye doğru dağılır. Bubbier sonrası cam akımları çekişe bağlı olarak spout'a doğru yönle nirken, bir kısmı da tabandan dönerek tekrar bubbier hattına gelmektedir. Çalışma havuzuna gelen akımların bir kısmı çekişe bağlı olarak cam se viyesinin 20-30 cm altından makinaya doğru çekilirken bir kısmı da taba na inerek spout^a doğru yönlenir. Harmanda yapılan herhangi bir değişiklik 8 saat sonra üretimi etkileme ye başlar.
57 1.27m ü c C. A.9m 7.5nn 8.7m Î07m a)yondan görünüş _rl * - / TT-'T ^ --4. X. \\ on_ı A.9m 7.5m b) Üstten görünüş Bubbler deneyi üst akımlar olt akımlar Şekil 1. 5. OLUŞAN HATALAR Üretimde habbe ve habbecik şeklinde isimlendirilen hatalar görülmüştür. : Camda bulunan yuvarlak veya oval şeklinde ve uzun boyutu 5 mm' den küçük 1 mm'den büyük olan patlamış veya patlamamış halde buluna bilen gaz boşluğudur. cik: Camda bulunan yuvarlak veya oval şeklinde uzun boyutu 1 mm veya daha küçük olan gaz boşluğudur. Miktar bakımından zaman zaman çok yoğun görülen bu habbe hataların dan üretim etkilenmiş ve hatta hatayı belirgin gösteren bazı desenlerle
58 (10 no, 14 no, 9 no, 18 no, v.b.) üreiirn yapılamamıştır. Cam plakaları üzerinde habbeler dağınık durumda oluşmakta ve genelde cam kesitinin ortasında bulunmaktadır. Zaman zaman yüzeyde açık hab be şeklinde görülmektedirler. Bu tür habbeler boyut yönünden 5 mm'den daha büyük olmaktadırlar. Üretim ve habbe miktar tablosu: Tarih Brüt Ton/Gün Gr/kg cam Cam Kırığı Toplam Miktarı m ^ Top. Or. cik 22.9.8't 70. 168.0 17 165.900 40 60 25.9.8'ı 72.8 157.5 17 130.000 14 86 2'..9.8't 69.2 166.1 17 M5.700 38 62 6. ARAŞTIRMALAR öncelikle çalışmalar üretimde görülen habbelerin ( + habbecik) kaynağının tespiti üzerine sürdürülmüştür. Reboil ve afinasyon kaynaklı habbelerin değişen oranlarda üretimde görülmesi, habbeye neden olan et kenlerin teşhis ve uygulama çalışmalarını zorlaştırmış ve zamanı uzat mıştır. Araştırma No.: 1 Araştırma Müdürlüğünün konu ile ilgili çalışmalarından elde edilen bilgi lere göre habbelerin reboil kaynaklı olduğu (SO^) tespit edilmiştir. Bilindiği gibi SO^'ün camdaki çözünürlüğü azaldıkça reboil olasılığı da azalacağından ilk etapta harman redoks sayısının +27'den +20'ye düşü rülmesine; bu amaçla CaSO^ miktarının 13.159 kg'dan (550 kg kum için) 9.92i kg'a indirilmesine karar verilmiştir.
59 Bu uygulama 24.9.1984 günü saat 22.30'dan itibaren başlamıştır. Üretim ve habbe miktar tablosu: Tarih Brüt Ton/Gün Gr/kg can Can Kırığı Top. Miktarı Adet/n Top. Oranlar cik 25.9.8't 70.0 168.0 17 161.600 36 26.9.8»! 70.'» 166.3 17 121.100 10 90 27.9. 69.7 168.0 17 U3M0 20 80 28.9.S»! 72.2 165.1 17 106.600 12 88 29.9.8^1 66.1 180.5 17 129.000 17 83 Araştırma No.: I üretimdeki habbe miktarına fazla etkili olmamıştır. Araştırma No.: 2 Reboil kaynaklı habbelerin azalması yönünden afinasyon maddesi olarak CaSO^ kullanmayıp, yerine Caf2 kullanılmasına geçilmiştir (550 kg kum için 4.816 kg flourspat). Harman redoks sayısında +16.0'den -1.2'ye düş müştür. CaSO^'ten kaybedilen CaO miktarı, kalsit kilosuna ilave edilmiş tir. Uygulamaya 3.10.1984,saat 22.00'den itibaren başlanılmıştır. Üretim ve habbe miktar tablosu: Tarih Brüt Ton/Gün Gr/kg can Cam Kırığı Top. Miktarı Adet/m Top. Oranlar cik 3.10.8'( 71.3 170.'» 17 165.300 20 80 '1.10.8't 53.1 187.8 1? 2't3.600 13 87
60 Araştırma No.: 2 miktarına etkili olmamıştır. Araştırma No.: 3 Fırın izabe koşullarını iyileştirmek ve sıcak nokta sonrasında ayna teşekkül ettirerek camın yüzey gerilimini azaltıp, afinasyonu kolaylaştır mak için harman içindeki cam kırığı oranı yükseltildi ( 50 cam kırığı). 27.2.1985'de uygulamaya geçildi. Üretim ve habbe miktar tablosu: Tarih Brüt Ton/6ün Gr/kg can Cam Kırığı Top. Miktarı Adet/n Top. Oranlar cik 28.2.85 73.4 159.1 50 148.400 5 95 1.3.85 73.9 158.1 50 140.400 3 97 2.3.85 72.8 170.3 50 139.200 3 97 5.3.85 72.9 163.1 50 159.200 3 97 6.5.85 71.8 162.0 50 132.800 4 96 Araştırma No.: 3 Toplam habbe miktarındaki değişkenlik azaldı ve hab beler boyut olarak küçüldü. 5.3.1985 Tarihinde Uygulanan Cam Terkibi SiO^ Fe^Oj TıÛ^... CaO MgO Na^O K^Û...H... 70.75.. l.o'ı.. 0.18.....J0.07.. 3.U.....23.97..... 0.06...70.34..1.04..0.14..0.19..9.92..4.08.13.92. 0.10 SO 0.27... 0.27
61 Araştırma No.: 4 Araştırma Müdürlüğü ile yapılan toplantı sonucu (5 Şubat 1985) cam terkibinde SİO2 yerine toprak alkali oksitleri artırmak ve MgO/CaO ora nım 0.41 civarında tutarak erime şartlarını rahatlatmak kararına varıl mıştır. 8.3.1985, saat 19.30'da uygulamaya geçildi. Üretim ve habbe miktar tablosu: Tarih Brüt - Ton/Gün Gr/kg cam Cam Kırığı Top. Miktar^ Adet/m Top. Oranlar clk U.5.85 73.6 160.1 50 169.600 A 96 13.3.85 71.'» 166.9 50 130.AOO A 96 18.3.85 72.0 161.6 50 167.600 7 93 Araştırma No.: 4 İstenilen sonuç elde edilemedi. Araştırma No.: 5 Afinasyonu iyileştirmek için yapılan işlemler sonucunda, üretimde habbe miktarının azaldığı gözlendiğinden, çalışmalar, fırın izabe koşulları üze rine yoğunlaştırılarak, harman erime hattı, alev formu, sıcak nokta sa bitliği gibi etkenler incelendi. Şarjörlerde sürekli çalışmaya yakın bir şar] elde edebilmek için şarj pa leti kurs boyu ayan ve harman besleme şiber ayarı yapılmasına rağmen harmanın şarj sırasında fırın içinde ilerlemekle olduğu ve hatta brüt çekişe bağlı olarak zaman zaman sıcak noktayı geçtiği seviye sinyaline bağlı olarak şarj kesildiğinde harman ilerlemesinin azaldığı ve sıcak nok taya gelmeden harmanın tamamen eridiği gözlendi. U-Alevli fırınlarda, alev formunun sabitliğini temin etmenin güçlüğü,
62 harman erime hattına da bağlı olarak sıcak noktanın yer değiştirmesi ne neden olmaktadır. Yapılan sıcaklık ölçümleri sonucunda sıcak nok tanın I. seksiyona doğru kaydığı ve bu nedenlede harman erime hattı nın değiştiği ve çekişe bağlı olarak zaman zaman harmanın sıcak nok tayı geçtiği tespit edilmiştir. Alev formlarının değişikliği, harman eri me hattının ilerlemesi gibi etkenler sonucunda fırında net ayna teşek külü sağlanamamaktadır. Dinlenme duvarına doğru cam yüzeyinde ha fif köpüklü ayna teşekkülü olduğu gözlenmektedir. Bu sorunların azaltılabilmesi için 19.3.1985 tarihinde saat 10.30'da sı cak nokta hizası yanblok üstünden sağ ve sol taraftan l'er adet LPG beki yakılmaya başlanıldı. Bu işlem sonucunda sıcak nokta sabitliğinin sağlanarak harman ilerle mesinin durdurulduğu sıcak nokta sonrasında yüzey geriliminin azalma sı sonucu net ayna teşekkül ettiği gözlendi. Spout girişindeki taban cam sıcaklığı da 5-lO^C yükseldi. larih Brüt îon/ûün Gr/kq cam Cam Kırığı Top. Miktarı Adet/m Top. Oranlar cik 21.5.85 73.3 131* 50 115.200 7 93 22.3.85 62.8 16'..3* 50 58,800 9 91 25.3.85 72.1 162.2* 50 79.200 7 93 28.3.85 70.6 158.8* 50 76.'.00 «.* 96 7.'..85 7'..5 135.5* 50 9't.OOÛ 10 90 12.'ı.85 72.5 160.0 50 76.800 6 9'. 28.5.85 bk.9 162.0 50 23.200 21 79 21.6.85 67.1 169.7 50 28.'.00 H 86 25.6.65 67.6 173.2 50 29.200 15 85 LPG ölçme imkanı olmadığından yalnız fuel-oil değeri verilmiştir. Araştırma No.: 5 miktarı, kalite yönünden etkin olmayan değere,indirilmiş ve her türlü desenin üretimi sağlanmıştır.
63 7. SONUÇ U-Alevli fırınlarda sıcak nokta sabitliğini sağlayarak harman, köpük, ayna hatlarının kararlılığını temin etmek oldukça zordur. Bubbier hattı hizasından yakılan beklerle özgül yakıt sarfiyatı artırılmadan üretimde ki habbe miktarının azalmasını temin etmek mümkün olmaktadır.