#OksijenEtkisi

[dokumtek]

Metalde Yüksek Oksijen Çözünmesi: Nedenleri ve Mekanizmaları

Metalde yüksek Oksijen çözünmesi için birkaç neden vardır: - Kristal Yapı ve Boşluklar: Metalin kristal yapısında boşluklar bulunabilir. Bu boşluklar, oksijen gibi küçük atomların çözünmesine izin verebilir. Özellikle sıcaklık arttıkça bu boşluklar genişleyebilir ve oksijen molekülleri daha fazla çözünebilir. - Difüzyon: Oksijen, metalin kristal yapıları içinde difüzyon yoluyla hareket edebilir. Bu, atomların boşluklardan veya taneler arasındaki sınırlardan geçerek çözünmesini sağlar. - Reaksiyonlar: Metal yüzeyindeki oksijen ile kimyasal reaksiyonlar sonucu oksit tabakaları oluşabilir. Bu oksit tabakaları, daha fazla oksijenin çözünmesine neden olabilir. Özellikle paslanmaz çelik gibi alaşımlarda görülen bir durumdur. - Sıcaklık: Genellikle sıcaklık arttıkça metaldeki oksijen çözünmesi de artar. Daha yüksek sıcaklıklarda atomlar daha hareketli olduğu için oksijen molekülleri daha kolay çözünebilir. - Alaşımın Kimyasal Bileşimi: Bazı metal alaşımları, doğal olarak yüksek miktarda oksijen çözebilecek kimyasal bileşimlere sahiptir. Bu durum, alaşımın içindeki elementlerin oksijenle etkileşimini etkileyebilir. Bu faktörler, metal içinde yüksek miktarda oksijen çözünmesine katkıda bulunabilir. Ancak her metalin bu özellikleri farklılık gösterebilir ve çözünme miktarını etkileyen birden fazla faktör olabilir.

Metalde yüksek Oksijen çözünmesi hangi faktörlere bağlıdır?

- Madendeki düşük Karbon veya Silis miktarı - Cürufta yüksek FeO miktarı - Bazik cüruf kompozisyonu (içeriği) ve düşük cüruf akışkanlığı - Yüksek sıcaklıktır. Karbon kaynaması sıcaklık ve karbon miktarı yeterince yüksek olduğunda ve silis miktarı yeterince düşük olduğunda meydana gelir. Rafinasyon işlemi süresince banyodaki oksijen miktarı esas olarak karbon tarafından kontrol edilir ve oldukça düşüktür. Karbon çok düşük olduğunda (yaklaşık %0,20 veya daha az) artık banyodaki oksijen miktarını kontrol etmekte etkin değildir. Bu durumda cüruf kompozisyonu yani muhteviyatı önemli faktör haline gelir. Bu durumda cüruftaki yüksek demir oksit miktarı sadece karbonu daha fazla düşürme eğilimi göstermez ve aynı zamanda metaldeki FeO miktarını da yükseltme eğilimi taşıyacaktır. Böylece düşük karbon nedeniyle metal içinde daha çok demir oksit gidecektir. Elektrikli ocaklarda cüruftaki FeO miktarı oksit ilaveleriyle ayarlanabilir. Böylece FeO miktarını oksidasyon periyodu sonunda oldukça düşük seviyelere indirmek mümkün olur. Sadece cüruftaki FeO miktarı değil, cürufun diğer bileşenlerinin değişimi de elde edilen oksidasyon derecesini etkiler. Eğer cüruftaki FeO miktarı sabit olarak alınırsa, cürufun belli bir FeO miktarı için, maden içindeki FeO miktarı gittikçe azalarak bazik asidik oranı 0,7 ye yaklaşır. İster asidik ister bazik cürufla olsun FeO miktarının kontrolü, cüruf kompozisyonu ayarlanırken en azından geçici olarak sağlanır. Çelik ergitildiği zaman banyodan çatlaklara girer ve diğer ergitme sürecinde bir miktar banyoya geçebilir ve ergitmenin yapısını bozabilir. Bazik magnezit astarlar, temel olarak yüksek sıcaklık ve korrozif cüruf sebebiyle çelik endüstrisinde kullanılırlar. Demir dökümhaneleri için kullanımları sınırlandırılmıştır. Bazik astarla ergitmede FLUORSPAR ilave edilirse cürufun akışkanlığını etkileyerek oksijen dağılımını da etkiler. Fluorspar ilave edilerek elde edilen ince ve akışkan cüruf, oksijeni yoğun bir cüruftan daha hızlı olarak taşır. Diğer bir deyişle flourspar ilavesi reaksiyon hızını etkileyerek denge durumuna yaklaşma eğilimini arttırır. Eğer Rafinasyon işleminin başlarında cürufun akışkanlığı az ise oksijeni biriktirir. Eğer cüruf; sonradan sıcaklığı artırılarak veya FeO miktarı arttırılarak daha akışkan yapılırsa artık oksijen fazla miktarda banyo içine taşınabilir. Metalin sıcaklığının yükselmesi banyonun oksijen miktarını yüksek oksijen seviyesine doğru değiştirir. Çünkü oksijenin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artar. Read the full article