SU ATOMİZASYON YÖNTEMİ İLE METAL TOZU ÜRETİMİ İÇİN YENİ BİR SANTRİFUJ ATOMİZASYON SİSTEMİ TASARIMI VE İMALATI

Abstract

Bu çalışmada, imalat sanayinde yaygın olarak kullanılan metal tozlarının daha ekonomik nasıl üretilebileceği su atamizasyon yöntemi ile araştırılmıştır. Su atomizasyon yönteminde kullanılan pompa fanı, ısıl fırın ve demir potanın üretilecek metal tozunun karakteristik özelliği üzerindeki etkileri ilgili literatürden yararlanılarak belirlenmiştir. Su atomizasyon yöntemi ile metal tozu üreten ve bir pompa fanı, bir ısıl fırın ve bir demir potadan oluşan bir deney düzeneğinin tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Deney düzeneğinde pompa fanının dönüş hızı, sıvı metal çıkış hızı ve sıvı metal sıcaklığı istenilen değerlerde hesaplanabilmektedir. Ayrıca metal tozu özelliklerini etkileyen faktörler incelenmiştir. Su atomizasyon yönteminde kullanılan pompa fanı, metal tozları üzerindeki etkilerini incelemek için farklı şekil ve boyutlarda test edilmiştir. Isıl fırın için yüksek sıcaklığa dayanıklı kanallı ateş tuğlası, ısı kaybını en düşük seviyede tutmak için ise düşük sıcaklığa ve ısıya dayanıklı gazbeton malzeme kullanılmıştır. Isıl fırını ısıtmak için yüksek erime sıcaklığına sahip bir nikel-krom elektrik direnç teli kullanılmıştır. Dairesel kanallı ateş tuğlalarının kanallarına uygun çap, uzunluk ve sarım sayısı için geliştirilen formüller kullanılarak söz konusu elektrik direnci elde edilmiştir. Pota, yüksek ısı direnci ve ısı iletim katsayısı nedeniyle demir malzemeden imal edilmiştir. Isıl fırının tasarımında sıcaklığın önemli bir rolü vardır. Sıcaklık ölçümlerinde termokupl kullanılmıştır. Isı transferi ve sınır koşullarında kullanılan denklemler, potanın sıcaklık dağılımı için kullanılır. Çalışmada üretilen pota ve fırınların benzer imalat teknolojilerine göre daha ekonomik ve daha kolay imal edilmesi çalışmanın öne çıkan yönüdür. Kurşun ve diğer düşük erime noktasına sahip metaller üzerinde çok sayıda deney yapılmıştır. Üretilen tozlar elek analizlerinden geçirilerek ortalama toz boyutları ve toz dağılımları belirlenmiştir. Tozlar metalografik yöntemlerle optik mikroskop altında incelenmiştir. Test sonuçları ile üretilen metal tozlarının TM alanında kullanımının uygun olduğu tespit edilmiştir. Küre şeklindeki çok küçük tozların, suya çarpmadan havada katılaştığı görülmüştür. Büyük tozların ise su etkisiyle katılaştıklarından karmaşık geometrik şekiller oluşturdukları tespit edilmiştir. Çok kanallı disk kullanımının toz üretim miktarında önemli bir parametre olmadığını göstermektedir.