HAZAL T2AR. Our history is the proof of our quality

HAZAL T2AR Our history is the proof of our quality

ÇİMENTO SANAYİ REFRAKTERLERİNDE ALTERNATİF YAKIT KULLANIMI İLE AĞIRLAŞAN ALKALİ SORUNUNA KESİN ÇÖZÜM: HAZAL T2 AR THE ULTIMATE REFRACTORY SOLUTION TO THE ALKALI PROBLEMS AGGRAVATED BY THE USE OF ALTERNATIVE FUELS IN CEMENT INDUSTRY: HAZAL T2 AR Atıkların alternatif yakıt ve/veya alternatif hammadde olarak kullanılmasıyla başlayan süreçte, çimento üretim tesislerinde kullanılan refrakter malzemelerin karakterinde değişim ihtiyacı doğmuştur. Atıkların farklı bileşenler içermesi, oranlarının değişkenliği ve bilhassa alkali bileşenlerin yoğun varlığı özel refrakter malzemeleri kullanma gereğini ortaya çıkarmıştır. Alternatif yakıt ve hammaddelerin kullanılmasıyla oluşan alkali, kükürt ve halojen bileşenlerinin üretim sürecinde yarattığı sorunların çözümünde silisyum karbür ve zirkon gibi özel refrakter hammaddeleri içeren ürünler geliştirilmiştir. HAZAL T2 AR bu ürünlere alternatif olan fakat silisyum karbür ve zirkon içermeyen özel bir tuğladır. Neden HAZAL T2 AR? Çimento sanayinde prosesin büyük bölümünde atık kullanımı ile ağırlaşan işletme koşullarında özellikle alkali ve aşınma direncine duyulan ihtiyaç üst seviyelere çıkmıştır. Bahsedilen şartların tümüne aynı anda cevap verebilmek klasik alumina silkat grubu refrakterleri ile mümkün değildir. HAZAR T2 AR yüksek düzeyde alkali, asit gazları, aşınma ve ısıl şok direncine sahip karakterde, çok düşük poroziteli ve yüksek mukavemetli bir tuğladır. Bu sorunların çözümü için mutlaka HAZAL T2 AR karakterinde bir tuğlaya ihtiyacı duyulmaktadır. Silisyum karbür ve zirkon içeren tuğlalara kıyasla daha kuvvetli bir alternatif! HAZAL T2 AR, daha önce kullanılan klasik refrakterlere bir alternatif olarak değil, o klasik refrakterler ile yaşanan sorunları ortadan kaldıran bir ürün olarak ele alınmalıdır. Silisyum karbür ve zirkon gibi malzemeler içeren, alkali ve aşınma direnci yüksek özel ürünlerin kullanım yerleri çimento üretim süreçlerinde kısıtlı bölgelerde kalmaktadır ve maliyeti yüksektir. HAZAL T2 AR ise alkali sorunlarının yaşandığı tüm süreç bölgelerinde kullanılabilinen bir üründür. Bu nedenle HAZAL T2 AR silisyum karbür ve zirkon gibi yüksek maliyetli malzemeler içermemesine rağmen üretim sürecinin birçok bölgesinde kullanılabildiğinden alternatif olmaktan daha ileri bir konumdadır. Atık malzemeler sınıflandırılırken kimyasal bileşimlerine göre kategorize etmek imkansızdır. Atığın her türünün sorun yaratan yoğun etkileri bulunmaktadır. Bunlardan en belirgin ve etkin olan bileşenler alkali, klor ve kükürt gibi asit gazlarıdır. HAZAL T2 AR bu dominant etkilere direnç gösterecek şekilde geliştirilmiştir. HAZALT2 AR alkali direnci gibi kimyasal korozyona dayanıklılık özelliğinin yanı sıra çok düşük poroziteli, yüksek mukavemetli, çok yüksek termal şok dirençli ve aşınma dayanımı üst seviyede olan bir üründür. Bu özellikler çimento sanayi üretim sürecinde hayati önem arz etmektedir. Tüm bu özellikleri yapısında bulunduran HAZAL T2 AR çimento üretim sürecinde atık kullanılmasa dahi çok üst düzeyde performans göstererek fark yaratmaktadır. The usage of wastes as alternative fuel and/or alternative raw materials in the cement industry, has materialized the need to change refractory materials used in cement production. Various components of wastes, their ratios and the intense presence of alkali components in particular have mandated the usage of highly special materials. In order to resolve the problems caused by the involvement of alkali, sulphur and halogen components special refractory products have been developed with silicon carbide and zircon contents. HAZAL T2 AR is an alternative brick to these products and does not contain neither silicon carbide nor zircon. Why HAZAL T2 AR? In large part of cement production process during which conditions worsen with the usage of wastes, the need for alkali and abrasion resistance increases. It is not possible for classic alumina silicate refractories to respond to all mentioned problems simultaneously. HAZAL T2 AR is a special brick of low porosity and high durability together with great resistance to high level alkali, acid gases, abrasion and thermal shocks. A brick of same characteristics with HAZAL T2 AR is certainly needed to solve such problems. A better alternative to bricks with silicon carbide and zircon content HAZAL T2 AR shall be considered as a better product that eliminates the problems experienced during the usage of conventional refractories. Refractory products with silicon carbide and zircon content which yield to high alkali and abrasion resistance present high costs and are limited to certain areas in cement production. HAZAL T2 AR is a product which may be used in all process areas presenting alkali issues. Hence, HAZAL T2 AR may be used as a better performance and lower cost substitute for materials which contain silicon carbide and zircon. When classifying waste materials, it is impossible to categorize them according to their chemical components. All types of waste tend to generate significant problems. The most prominent and effective components consist of acid gases such as alkali, chlorine and sulphur. HAZAL T2 AR has been developed to withstand these dominant impacts. Besides its strong resistance to chemical corrosions such as alkali resistance; HAZAL T2 AR is a very low porosity, high strength brick with great thermal shock and abrasion resistance. These characteristics are vital in the production process of the cement industry. With all of its listed properties, HAZAL T2 AR creates a big difference with its high level of performance in cement production process even if no waste is used. 3

HAZAL T2 AR tuğlasının çimento sektöründeki ilk endüstriyel denemeleri 2010 yılında başlamış ve günümüze kadar süre gelen kullanımında üretim prosesinin bir çok noktasında malzeme kalitesi ispatlamıştır. HAZAL T2 AR denemeleri çimento sanayinde döner fırın, soğutma, ön ısıtıcılar, kalsinatör, döner fırın intikal kamarası ve tersiyer hava borusu toz siklonları gibi birçok bölgede gerçekleştirilmiştir. Tüm bu bölgelerde çok üst seviyede performanslar elde edilmiştir. Bu ürünün özellikle döner fırın intikal kamaralarında yaşanan yapışma sorununun ortadan kaldırılması için en uygun çözüm olduğu görülmüştür. The first industrial trial of the HAZAL T2 AR brick in cement sector was carried out in 2010 and has proved its material quality at numerous points of cement production process. The industrial trials have been done in several sections such as rotary kiln, cooler, pre-heater, calciner, rotary kiln transition camera and tertiary air tube powder cyclones. Very high performances were achieved in all of these sections, and it is observed that HAZAL T2 AR is the most suitable solution to the sticking problem occurring in rotary kiln transition cameras. THE R&D PROCESS AND TECHNICAL PROPERTIES OF HIGH ALKALI AND ABRASION RESISTANT HAZAL T2 AR, WHICH HAS BEEN DEVELOPED AS AN ALTERNATIVE TO SiC CONTAINING REFRACTORIES Resim 1. Kullanılmış HAZAL T2 AR nin kesit görünümleri Picture 1: Cross section view of a used HAZAL T2 AR Tablo 1 Table 1 SiC İÇEREN TUĞLALARA ALTERNATİF BİR ÜRÜN OLARAK GELİŞTİRİLEN, YÜKSEK ALKALİ VE AŞINMA DİRENCİNE SAHİP HAZAL T2 AR TUĞLASININ AR-GE SÜRECİ VE TEKNİK ÖZELLİKLERİ Yüksek sıcaklık teknolojilerinin kullanıldığı tüm sektörlerde olduğu gibi çimento sanayinde de refrakter malzemenin performansı doğrudan üretim hızını ve kapasitesi etkilediğinden önemli parametrelerden biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Çimento fırınlarında fırın girişi, fırın kafası, soğutma ve benzeri bölgelerde alkali, aşınma ve ısıl şok gibi birden fazla etkenin olduğu özel proses koşullarında bu direnç özelliklerini barındıran ürünlere ihtiyaç duyulmaktadır. Haznedar Refrakter bünyesinde yapılan AR-GE çalışmalarında, yüksek aşınma, ısıl şok ve alkali direnci gibi üç önemli özelliği yapısında barındıran, fakat ZrO 2 ve SiC içermeyen andalüzit bazlı yeni bir yüksek alumina tuğlanın üretimi gerçekleştirilmiş ve bu ürün HAZAL T2 AR koduyla adlandırılmıştır. As in all sectors which utilize high temperature technologies, performance of refractory materials is considered as one of the most important parameters in cement industry due to its direct impact on the production speed and capacity. In special process conditions where multiple factors such as alkali, abrasion and thermal shock are present at kiln input, kiln head, cooling zone and similar zones of the cement kilns, products with such resistance properties are needed. During the R&D studies of Haznedar Refractories, the production of a new andalusite based high alumina brick that is free of ZrO 2 & SiC but has great resistance to high abrasion, thermal shock and alkali was realized and named as HAZAL T2 AR. T2 AR, sahip olduğu düşük porozite değeri sayesinde, alkali nüfuzunun derinlere işlemesine imkân vermemiştir. Hammadde ve matriks karakteristiği itibariyle alkaliye karşı yüksek direnç gösterdiğinden, çalışma süresi boyunca alkali yoğunlaşması sonucu ortaya çıkan genleşmelerden çok az etkilenmiştir. Örnek 2: Through its low porosity structure, HAZAL T2 AR does not let alkali gasses penetrate deeply. Due to its raw material and matrix characteristics that is naturally resistant to alkali, this quality is affected very little from the expansions that result from alkali concentration. Reference 2 Alkali direnci ZrO 2 veya SiC ilavesi ile kolaylıkla arttırılabilmektedir. Isıl şok direnci ve aşınma direnci ise ana hammadde olarak andalüzit kullanımı, uygun tane dağılımı, saf alumina ilavesi ve uygun pişirim sıcaklıkları gibi yöntemler ile istenen düzeyde elde edilebilmektedir. Aşınma direncini arttırırken, SBM gibi bazı fiziksel değerler yükselir. Bu faktörler sonucu malzeme zaman zaman gereğinden fazla kırılgan olabilir ve negatif durumlar ortaya çıkar. HAZAL T2 AR üç direnç özelliğini göstermekle birlikte olumsuz koşullara yol acmamaktadır. Alkali resistance may easily be improved by adding ZrO 2 or SiC. Thermal shock and abrasion resistance may be achieved at required levels through the use of andalusite as raw material, the addition of pure alumina and the usage of proper granulation& right firing temperatures. While improving the abrasion resistance some physical values such as SBM may increase. As a result of such factors the material may become extra brittle and negative circumstances may occur. Satisfying all three resistance features, HAZAL T2 AR does not constitute any undesirable outcomes. Resim 2 ve Resim 3 te atık besleme deliği bölgesinde kullanılmış T2 AR ile standart yüksek alümina tuğla görünümleri verilmiştir. 16 aylık kullanım sonrasında T2 AR tuğlaların formunu koruduğu, standart yüksek alümina tuğlalarda ise bozulma ve kopmalar oluştuğu gözlenmiştir. Picture 2 and 3 shows HAZAL T2 AR and high alumina bricks that are used in waste feeding areas. After a usage of 16 months it is observed that the HAZAL T2 AR bricks preserve their form whereas deterioration and ruptures occur in high alumina product. ÇİMENTO SANAYİNDE KULLANILMIŞ HAZAL T2 AR ÖRNEKLERİ: REFERENCES OF HAZAL T2 AR USAGE IN CEMENT INDUSTRY: Alkali buharlarına maruz kalan tuğlalarda, buharın içeri nüfuz etmesinden sonra 900 1100 C aralığında %30 a varan genleşmeler meydana gelir ve bu genleşmenin sonucunda kopmalar oluşur. Çimento döner fırınının kalsinasyon bölgesinde kullanılmış bir T2 AR kalite tuğlanın kesit görünümü Resim 1 de verilmiştir. Bir yıllık hizmet süresi sonunda tuğladaki aşınma (kopma) miktarı astar kalınlığının en fazla %11 i kadar gerçekleşmiştir. Resimde gösterilen üst (1), orta (2) ve alt (3) bölgelerin laboratuar sonuçları Tablo 1 de sunulmuştur. For bricks that are exposed to alkali gases vapor penetrates inside. At a temperature of 900-1000 C, expansions up to %30 may occur and may result in ruptures. Below, Picture 1 depicts the cross section of a HAZAL T2 AR brick which is used in the calcination zone of a cement rotary kiln. After a whole year of usage, the abrasion rate of the brick is around %11 of its lining thickness. The lab results of the top (1), middle (2) and bottom (3) sections of the bricks are given on Table 1. Resim 2. T2 AR tuğlaların 16 aylık kullanım sonucu görünümü Picture 2: HAZAL T2 AR after 16 months of usage Resim 3. Standart yüksek alümina tuğlaların 16 aylık kullanım sonucu görünümü Picture 3: High alumina bricks after 16 months of usage 4 5

HAZAL T2 AR sahip olduğu düşük porozite değeri, yüksek alkali, aşınma, termal şok direnci ve yüksek mukavemet gibi üstün özellikleri sayesinde en başta alternatif yakıt kullanımının arttığı çimento sanayinde ardından atık yakma tesisleri ve yedek yakıtla çalışan güç santralleri gibi birçok alanda rakipsiz olarak hizmet vermektedir. Besides the cement industry in which the usage of alternative fuels has recently increased HAZAL T2 AR gives unrivaled services in waste incinerators and power plants with reserve fuel due to its superior features: low porosity, durability, high alkali, abrasion& thermal shock resistance. TABLO 2: HAZAL T2 AR Spesifikasyonları: TABLE 2: HAZAL T2 AR Specifications Resim 6: HAZAL T2 AR (1000 C / 5h) + Resim 7: HAZAL T2 AR (1100 C / 5h) + HAZAL T2 AR Yİ KULLANAN MÜŞTERİLER VE KULLANIM ALANLARI: CUSTOMERS USING HAZAL T2 AR & THEIR LOCATION OF USAGE Resim 4: Standart andalüzit tuğlalara alkali etkisi (K2CO3+Na2CO3, 1000 C/5h) NUH ÇİMENTO: Döner fırın kalsinasyon bolgesi, soğutma NUH CEMENT: Rotary kiln calcination zone, cooler TRAÇİM: Döner fırın kalsinasyon bölgesi TRACIM: Rotary kiln calcination zone ÇİMKO (NARLI TESİSİ): Döner fırın kalsinasyon bölgesi, ön isitici grubu CIMKO (NARLI PLANT): Rotary kiln calcination zone, pre-heater group ÇİMKO (ADIYAMAN TESİSİ): Döner fırın kalsinasyon bölgesi CIMKO (ADIYAMAN PLANT): Rotary kiln calcination zone BAŞTAŞ ÇİMENTO (VİCAT GRUBU): Döner fırın kalsinasyon bölgesi BASTAS CEMENT (VICAT GROUP): Rotary kiln calcination zone ADOÇİM (TİTAN GRUBU): Döner fırın kalsinasyon bölgesi ADOCIM (TITAN GROUP): Rotary Kiln calcination zone ÇİMSA (ESKİŞEHİR TESİSİ): Hot disc CIMSA (ESKISEHIR PLANT): Hot disc KCS (KAHRAMAN MARAŞ TESİSİ): Döner fırın kalsinasyon bölgesi KCS (KAHRAMAN MARAS PLANT): Rotary kiln calcination zone AKÇANSA (HEIDELBERG GRUBU): Döner fırın kalsinasyon bölgesi AKCANSA (HEIDELBERG GROUP): Rotary kiln calcination zone VOTARANTİM ÇİMENTO (HASOĞLAN, ANKARA TESİSİ): Sıcak siklon VOTORANTIM CEMENT (HASOGLAN, ANKARA PLANT): Hot cyclone + Resim 5: T2AR (900 C / 5h) 6 7

Deneysel Çalışmalar Experimental Studies Laboratuvar Test Sonuçları Laboratory Test Results Yeni geliştirilen HAZAL T2 AR tuğlası Haznedar Refrakter in piyasada bulunan ürünlerinden yüksek alkali direncine sahip andalüzit-sic bazlı HAZAL ASC 30, yüksek ısıl şok direncine sahip andalüzit-korund bazlı HAZAL SK 65, yüksek aşınma direncine sahip, fosfat bağlı andalüzit-korund bazlı HAZAL SK 65A ve yüksek aşınma direncine sahip fosfat bağlı andalüzit bazlı HAZAL S 60A numuneleri ile laboratuvarda belirli testlere tabi tutulmuştur. Yapılan fiziksel ve kimyasal analizlerinin yanı sıra numunelerin alkali dirençleri, ısıl şok dirençleri ve aşınma dirençleri de ayrı ayrı test edilmiştir. Yukarıda bahsi geçen tüm tuğlalardan numuneler, elmas uçlu testere ile kesilerek alınmış ve sırasıyla hacim ağırlığı, görünür porozite (ASTM C20), soğuk basma dayanımı (ASTM C133), ısıl şok direnci (DIN 51068), aşınma direnci (ASTM C704) ve alkali direnci testleri ile kimyasal analizleri (ISO 12677) yapılmıştır. Isıl şok direnci testi DIN 51068 [1] standardına uygun olarak yapılmıştır. Numuneler 50 mm çapında ve 50 mm yüksekliğinde silindirler halinde kesilerek 110 o C de 12 saat kurutulmuşlardır. Daha sonra 950 o C ye ayarlanmış fırın içerisine konularak 30 dakika bu sıcaklıkta bekletilmiş ve süre sonunda çıkarılarak daimi beslemeli su havuzuna atılmışlardır. Yaklaşık 3 dakika içinde elle tutulabilir sıcaklığa gelen numuneler su içerisinden alınarak, 110 o C lik etüv içerisinde 30 dakika kurumaya bırakılmıştır. Sonraki çevrimlerde, yalnızca fırında bekleme süresi 15 dakikaya indirilmiş, diğer süreler aynı kalmıştır. Bu şekilde numuneler 50. çevrim tamamlanıncaya kadar teste tabi tutulmuştur. Aşınma dayanımı testi ASTM C704 [2] standardına göre yapılmıştır. Numuneler 100*100*25 mm ölçülerinde kesilerek 12 saat boyunca 110 o C de kurutulmuş ve kuru ağırlıkları tartılarak ağırlık ve yoğunluk değerleri kaydedilmiştir. Numuneler tek tek aşınma test cihazı içerisine yerleştirilerek üzerlerine 1kg lık SiC tozu sabit bir mesafeden basınçlı hava yardımıyla 7,5 dakika süresince püskürtülmüştür. Daha sonra numuneler tekrar tartılarak ağırlık değerleri kaydedilmiş, ağırlık kaybı ile yoğunluk değerlerinden aşınma miktarları cm 3 cinsinden hesaplanmıştır. Alkali direnci testi için numuneler 80*80*80 mm ölçülerinde kesilmiş ve bir yüzeylerinin ortasına 40 mm çapında ve 40 mm derinliğinde delik açılmıştır. 110 o C de 12 saat kurutulduktan sonra numunelerin delik haznelerine 50g potasyum karbonat ( ) tozu doldurulmuştur. Numuneler fırına yerleştirilerek 1150 o C de 7 saat süresince bekletilmiş ve süre sonunda soğumaya bırakılarak oda sıcaklığına düşmeleri beklenmiştir. Oda sıcaklığına gelen numuneler ortalarından kesilerek iç yapılarındaki alkali nüfuzu incelenmiştir. The newly developed HAZAL T2 AR brick samples were subject to certain tests in the laboratory together with formerly established qualities of Haznedar Refractories: andalusite-sic based HAZAL ASC 30 with high alkali resistance, andalusite-korund based HAZAL SK 65 with high thermal shock resistance, phosphate bonded andalusite-korund based HAZAL SK 65A with high abrasion resistance and phosphate bonded andalusite based HAZAL S 60A also with high abrasion resistance. In addition to the physical and chemical analyses that are carried out, tests for alkali, thermal shock and abrasion resistances were all executed separately. Samples were cut out from all above mentioned bricks with a diamond ended saw and tests for bulk density, visible porosity (ASTM C20), cold crushing strength (ASTM C133), thermal shock resistance (DIN 51068), abrasion resistance (ASTM C704) & alkali resistance were carried out together with chemical analysis (ISO 12677). Thermal shock resistance test was carried out according to DIN 51068 [1] standards. Cylindrical samples of 50mm diameter& 50mm height were cut and dried at 110 C for 12 hours. Left in an oven of 950 C for 30 minutes, samples were taken out to be directly put in a continuously fed water pool. Reaching a touchable temperature nearly within 3 minutes, samples were taken out of water and left to dry for 30 minutes in a drying oven at 110 C. In the following cycles, all durations remained the same except the one in which samples were kept in the oven. This period was reduced to 15 minutes for the following cycles. All samples were tested with these conditions until the end of the 50th cycle. Abrasion resistance test was carried out according to ASTM C704 [2] standards. Samples were cut in dimensions of 100*100*25mm and dried for 12 hours at 110 C. Their dry masses were weighed and recorded together with their density. One by one samples were placed in an abrasion test device and 1kg SiC powder was sprayed on each of them from a fixed distance for 7.5 minutes with the help of compressed air. Later, samples were once again weighed one by one, their values were recorded and their abrasion quantities were calculated in cm 3 using the weight loss& density values. Alkali resistance test was carried out with samples cut in dimensions of 80*80*80mm with a hole of 40mm diameter and 40mm depth at the center of one of their surfaces. 50g potassium carbonate ( ) powder was filled inside these holes upon drying the samples for 12 hours at 110 C. Samples were placed in a kiln and left at 1150 C for 7 hours and later left to cool down to room temperature. Samples were cut in the middle for the alkali penetration analysis. Tablo 1. Numunelerin kimyasal analiz sonuçları / Table 1. Chemical analysis results of the samples Bileşen Component Al 2 O 3 (%) SiO 2 (%) Fe 2 O 3 (%) P 2 O 5 (%) O (%) O (%) SiC (%) T2 AR 57.72 39,89 0.79 0.28 0.11 0.16 - ASC30 43.39 25.23 0.66 0.18 0.56 0.59 27.6 AR den elde edilir. Resim 1 de verilen T2 AR numunesinin alkali direnci testi öncesi ve sonrası görüntüleri bunu doğrulamaktadır. Numunenin kesit görüntüsü (Resim 1c) incelendiğinde malzemenin alkaliyle temas eden yüzeylerinde herhangi bir alkali nüfuzunun oluşmadığı gözlenmektedir. Yüksek alkali direncine sahip bir diğer ürün de, bu amaçla üretilmiş olan SiC içerikli andalüzit bazlı HAZAL ASC 30 dur. Numunenin kesit görüntüsünde (Resim 2c) alkali ile temas halinde olan yüzeylerde 3-4 mm kalınlığında bir reaksiyon bölgesi oluştuğu, ancak numunenin fiziksel olarak herhangi bir zarara uğramadığı açıkça görülmektedir. SK65 65.90 31.92 0.85 0.24 0.10 0.22 - SK65A 66.79 30.66 0.74 1.09 0.11 0.18 - Tablo 2. Numunelerin fiziksel test sonuçları / Table 2. Physical analysis results of the samples Fiziksel Özellik Physical Property H.Ağırlığı / H.Weight (g/cm 3 ) G.Porozite (% hacim) / G.Porosity (volume %) S.B.D. / C.C.D. (kg/cm 2 ) Aşınma D. / Abrasion V. (cm 3 ) Isıl Şok D. (çevrim) / Thermal Shock V. (cycle) Alkali Direnci / Alkali Resistance T2 AR 2,67 9,7 970 6,0 Çok yüksek Very high ASC30 2,69 13,6 882 10,9 Çok yüksek Very high SK65 2,67 15,3 690 14,1 Düşük / Low SK65A 2,71 13,6 753 8,2 Düşük / Low S60A 59,85 37.14 0.92 0.98 0.11 0.23 - S60A 2,63 14,0 754 8,8 Düşük / Low Therefore, the best result for alkali resistance may be obtained from HAZAL T2 AR. In Figure 1, the before and after the alkali resistance test images of HAZAL T2 AR confirm this finding. When the cross section image of the sample (Figure 1c) is analyzed, it is observed that no alkali penetration has occurred on the surfaces that was exposed to alkalis. Another product with high alkali resistance is the andalusite based HAZAL ASC 30 with SiC content. In the cross section view of the sample (Figure 2c), it is clearly seen that a reaction zone of 3-4mm thickness is formed on surfaces subject to alkali exposure. However, no physical damage is observed on the sample. Alkalilerin refrakter astarı içerisine nüfuz etmemesi için malzemenin porozitesinin düşük olması gerekmektedir[3]. Numunelerin porozite değerleri incelendiğinde en düşük poroziteli tuğlanın T2 AR olduğu görülmektedir. Bu nedenle alkali direnci konusunda en iyi sonuç T2 Lower porosity of the material is required for the prevention of alkali penetration into the refractory lining. [3] When the porosity values of all samples are analyzed, it is seen that HAZAL T2 AR has the lowest ratio. Resim 1. T2 AR tuğlasının alkali direnci testi öncesi (a) ve sonrası genel (b) ve kesit (c) görünümleri Figure 1. T2 AR brick general view before (a) and after (b) alkali resistance test and cross section (c) view 8 9

Alkali direnci yüksek bulunan T2 AR ve HAZAL ASC 30 ürünleri, bu özelliklerinin daha ayrıntılı ortaya konması amacıyla Alcoa Alkali Test metodu ile 900, 1000 ve 1100 o C sıcaklıklarda,, ve + karışımı kullanılarak tekrar teste tabi tutulmuştur. Test sonunda numunelerin kesit görünümleri verilmiştir (Resim 6-11). HAZAL T2 AR and HAZAL ASC 30 bricks with high alkali resistance were tested once again with Alcoa Alkali Test method at temperatures of 900, 1000 and 1100 C by using K2CO3, Na2CO3 and K2CO3 + Na2CO3 mixture for a more detailed demonstration of their significant feature. Cross section views of the samples at after the test are given in Figure 6-11. Resim 2. ASC30 tuğlasının alkali direnci testi öncesi (a) ve sonrası genel (b) ve kesit (c) görünümleri Figure 2. ASC30 brick general view before (a) and after (b) alkali resistance test and cross section (c) view + Resim 3. SK65 tuğlasının alkali direnci testi öncesi (a) ve sonrası genel (b) ve kesit (c) görünümleri Figure 3. SK65 brick general view before (a) and after (b) alkali resistance test and cross section (c) view Resim 6. ASC 30 tuğlasının 900 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 6. Cross section views of ASC 30 brick after alkali test at 900 C Resim 4. SK65A tuğlasının alkali direnci testi öncesi (a) ve sonrası genel (b) ve kesit (c) görünümleri Figure 4. SK65A brick general view before (a) and after (b) alkali resistance test and cross section (c) view + Resim 7. ASC 30 tuğlasının 1000 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 7. Cross section views of ASC 30 brick after alkali test at 1000 C Resim 5. S60A tuğlasının alkali direnci testi öncesi (a) ve sonrası genel (b) ve kesit (c) görünümleri Figure 5. S60A brick general view before (a) and after (b) alkali resistance test and cross section (c) view + Resim 8. ASC 30 tuğlasının 1100 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 8. Cross section views of ASC 30 brick after alkali test at 1100 C 10 11

+ Resim 9. T2 AR tuğlasının 900 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 9. Cross section views of T2 AR brick after alkali test at 900 C Resim 12. Numunelerin aşınma direnci testi öncesi (sol) ve sonrası (sağ) görünümleri Figure 12. Views of the samples before (left) and after (right) the abrasion resistance test + Resim 10. T2 AR tuğlasının 1000 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 10. Cross section views of T2 AR brick after alkali test at 1000 C Tüm numunelerin soğuk basma dayanımı sonuçları ve ısıl şok direnci değerleri tatmin edici bir şekilde yüksek bulunmuştur (Resim 13). Both the cold crushing strength and the thermal shock resistance values of all samples were found to be satisfactorily high (Figure 13). + Resim 11. T2 AR tuğlasının 1100 o C de alkali testi sonrası kesit görünümleri Figure 13. Cross section views of T2 AR brick after alkali test at 1100 C Resim 13. Numunelerin 50 çevrim sonrası ısıl şok direnci görünümleri Figure 13. Thermal shock resistance views of the samples after 50 cycles. Fosfat bağlı HAZAL SK 65A ve HAZAL S 60A numunelerinin aşınma direnci sonuçları ise oldukça iyi çıkmıştır (Tablo 2). Seramik bağlı HAZAL T2 AR aşınma direnci konusunda diğer tüm kalitelerden daha iyi sonuç vermiştir (Resim 12). Abrasion resistance results of phosphate bonded HAZAL SK 65A and HAZAL S 60A came out as very good as can be seen in Table 2. Yet, ceramic bonded HAZAL T2 AR has given the best abrasion resistance among all qualities (Figure 12). 12 13

Sonuçlar ve Değerlendirme Tablo 3. Numunelerin aşınma direnci, ısıl şok direnci ve alkali direnci derecelendirmeleri Table 3. Abrasion resistance, thermal shock resistance and alkali resistance grading of samples Aşınma Direnci Abrasion Resistance Isıl Şok Direnci Thermal Shock Resistance Alkali Direnci Alkali Resistance ASC30 SK65 SK65A S60A T2AR **** *** **** **** * * * Bu tablonun yardımıyla aşağıdaki yorumlar yapılabilir; Oldukça yüksek bir oranda SiC içeren HAZAL ASC 30, doğal olarak yüksek alkali direncini sağlamıştır. Yüksek SiC oranı nedeni ile aşınma direnci ve ısıl şok direnci özellikleri de tatmin edici değerlerdedir. Ancak oksidatif ortamlarda, SiC ün oksidasyon sonucu camsı faz miktarının artması ısıl şok direncini olumsuz yönde etkileyebilir. HAZAL SK 65, özellikle yüksek ısıl şok direnci gerektiren koşullar için geliştirilmiş bir üründür; elde edilen sonuçlar da bunu teyit etmektedir. Ayrıca, aşınma direnci de iyi kabul edilen sınırlar içerisinde bulunmuştur. Fakat alkali direnci düşüktür. Fosfat bağlı HAZAL SK 65A ve HAZAL S 60A ise özellikle aşınma direnci yüksek malzemeler olarak geliştirilmişlerdir. Elde edilen sonuçlar bu durumu teyit etmektedir. Bu malzemelerin de ısıl şok dirençleri yüksek düzeyde olmasına rağmen alkali dirençleri düşüktür. HAZAL T2 AR aşınma direnci, alkali direnci ve ısıl şok direnci bakımından çok yüksek seviyededir. Alkali direnci, SiC içermemesine rağmen, HAZAL ASC 30 kadar yüksektir. Isıl şok direnci HAZAL SK 65 kadar iyi çıkmıştır. Aşınma direnci ise fosfat bağlı HAZAL SK 65A ve HAZAL S 60A dan daha yüksek düzeydedir. Yapılan deneyler sonucunda, HAZAL T2 AR tuğlası, karşılaştırıldığı diğer ürünlerin kendilerine özgü üstünlük özelliklerinin tümünü bünyesinde barındırarak birden çok koşulun etkin olduğu özel proses şartlarında dahi ihtiyaca cevap verebilecek nitelikte olduğunu ortaya koymuştur. HAZAL T2 AR %30 SiC içeren tuğlalar ile aynı alkali, aşınma ve ısıl şok değerlerine sahip bir ürün olarak SiC içeren tuğlaya alternatif bir ürün olduğunu açıkça göstermiştir. Below interpretations may be made regarding Table 3. HAZAL ASC 30, containing a rather high percentage of SiC, naturally has a high alkali resistance. Again due to its high SiC ratio, its abrasion and thermal shock resistances are also found to be at satisfactory levels. However, the quantitative increase of the vitreous phase due to the oxidation of SiC in oxidative environments may negatively affect its thermal shock resistance. HAZAL SK 65 is a product developed specifically for conditions requiring high thermal shock resistance; obtained results confirm this evaluation. Furthermore, its abrasion resistance results are found within limits, which are accepted as decent. Yet, its alkali resistance is low. Phosphate bonded HAZAL SK 65A and HAZAL S 60A are particularly developed as bricks with high abrasion resistance; obtained results confirm this evaluation. Although the thermal shock resistances of these qualities are at a high level, their alkali resistances are low. HAZAL T2 AR is at a very high level in terms of its abrasion, alkali and thermal shock resistance. Despite having no SiC content, its alkali resistance is as high as that of HAZAL ASC 30. Its thermal shock resistance is also as good as HAZAL SK 65 s. On the other hand, its abrasion resistance is at a better level than the one of phosphate bonded HAZAL SK 65A and HAZAL S 60A. As a result of the experiments, HAZAL T2 AR has proven that it is a special product possessing all superior features that are unique to other qualities it has been compared with and addressing every need even under special process conditions where multiple factors are in effect. Having the same alkali, abrasion and thermal shock resistance as that of 30% SiC containing bricks, it is clearly demonstrated that it is a product which may be seen as an alternative to bricks with SiC content. 14 15

Büyükçavuşlu Beldesi Sazlıdere Mevkii Silivri - İSTANBUL / TURKEY Tel: +90 212 745 35 05 Fax: +90 212 745 35 15 İnfo@hazref.com www.hazref.com