Lastik-kauçuk atıklarından piroliz yöntemi ile elde edilen karbon ürünlerinin mgo-karbon refrakter tuğlalarda kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Demir - Çelik sektöründe yaygın şekilde kullanılan karbon esaslı refrakterler, özellikle MgO-C refrakter için karbon miktarı, karbon tipi, manyezit tipi ve tane boyutu, bağlayıcı tipi (zift, reçine) ve tavlama sıcaklığı önemli değişkenlerdir. Bu çalışmada, doğada ömrünü tamamlamış atık olarak bulunan ve miktarı günden güne lastiklerin pirolizi ile geri kazanımı sonucu elde edilen katı ve sıvı karbon ürünlerin, MgO-C refrakterler için alternatif karbon kaynağı ve bağlayıcı olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Lastik atıklarının refrakter sektöründe geri kazanımını sağlamak amacı ile, piroliz reaktöründe 500°C sıcaklık, 15°C/dk ısıtma hızı ve 0,5L/dk N2 akış hızı parametreleri optimum parametreler olarak belirlenmiş ve bu parametrelerde elde edilen katı ve sıvı ürünün kükürt ve kül miktarları azaltılarak MgO-C refrakter malzemelerinin üretiminde kullanılmıştır. Üretilen refrakter malzemelerin % açık gözenek, yoğunluk ve soğuk basma mukavemet (SBM), üç noktalı eğme Mukavemet ve Elastik Modülü değerleri belirlenmiş, ısıl şok testleri yapılarak ısıl şok dayanımları belirlenmiş, refrakter sektöründe üretilmekte olan MgO-C refrakter tuğlaların özellikleri ile kıyaslanmıştır. Ayrıca, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı ve kırık yüzey analizleri yapılarak mekanik özellikleri ile ilişkilendirilmiştir. Elementel Analizleri X-ışınları Floresans (XRF) spektroskopisi ile ve faz analizleri de X-Işını Kırınım yöntemi (XRD) ile gerçekleştirilmiştir.

Carbon content, carbon type, magnesite type and grain size, binder type (pitch, resin) and annealing temperatures are important variables for carbon-based refractories especially MgO-C refractory used in iron-steel industry. In this study, it was investigated the use of solid and liquid carbon products, obtained by pyrolysis recovery of waste tires whose amount from day by day, as an alternative carbon source and binder for MgO-C refractories. In order to provide the recovery of tire waste in the refractory sector, the parameters of 500 °C, 15 °C/min heating rate and 0,5 L/min N2 flow rate in pyrolysis reactor were determined as optimum parameters and then the amounts of sulfur and ash of pyrolytic solid and liquids obtained in those parameters decreased, used in the production of MgO-C refractory materials. Open porosity, density and cold compressive strength (SBM), three point bending strength and elastic modulus values of the produced refractory materials were determined, thermal shock tests were performed and thermal shock resistances were determined and compared with the properties of MgO-C refractory bricks produced in the refractory sector. In addition, it was correlated with mechanical properties and microstructure and fracture surface analysis by scanning electron microscopy (SEM). Elemental Analysis by X-ray Fluorescence (XRF) spectroscopy and phase analysis by X-Ray Diffraction (XRD) were performed.