Son yıllarda enerji maliyetlerinin artması ile enerji verimliliği gibi kavramları daha çok duyar olduk. Özellikle yüksek enerji talebi olan endüstriyel tesisler, maliyetlerini düşürmek adına birçok proses geliştirme ve enerji verimlilik çalışmaları yürütüyor.
Bu süreçte fırın üreticileri olarak bizler, müşterilerimize düşük enerji maliyetleri sunan fırın sistemleri sağlayabilmek adına özellikle ısıtma soğutma ekipmanları ve izolasyon malzemeleri konusundaki yenilikleri yakından takip ediyoruz.
Bugünkü yazımda yüksek sıcaklık izolasyon ve refrakter malzemeler konusunda sektörün öncü firmalarından biri olan AKM Metalurji firması Satış Koordinatörü İlker Arısoy ile görüşmemizde oluşturduğum notları sizlerle paylaşmak istedim.
Enerji, Petrokimya, Demir Çelik, Alüminyum, Cam ve Seramik sektörü başta olmak üzere tüm bacalı endüstriler için gerekli enerjiyi üretmek adına farklı fırın ve kazan tipleri kullanılmaktadır.
Bildiğiniz gibi endüstriyel fırınlar, nihai kullanıcının konusuna göre ısıtma, ergitme veya pişirme gibi işlemlerde kullanılmaktadır. Sistemin hedeflenen sıcaklığa ulaşmasını, ısının istenen süre boyunca muhafaza edilmesini ve hedeflenen prosesin gerçekleşmesini sağlarlar. Refrakter malzemeler, işte tam da bu sürecin sağlıklı gerçekleşmesini sağlayan ana bileşenlerden biridir.
Refrakter malzemeleri kısaca ateşe ve yüksek sıcaklığa dayanıklı malzemeler olarak tanımlayabiliriz. Genel olarak, 538 °C’nin (1000 °F) üzerindeki sıcaklıklarda kimyasal ve fiziksel yapısı bozulmadan kullanılabilen ve metal olmayan her türlü materyal, bu tanımın kapsamına girmektedir. Refrakter malzemeler prosese göre uygun kimyasal kompozisyon ve formlarda üretilip kullanılmalıdır. Doğru refrakter malzeme seçimi ve uygulaması ile proses ve kalite iyileştirmeleri, enerji tasarrufu ve fırın bakım sürelerinin uzaması gibi konularda faydalar sağlayabilir.
Genel olarak sektörde yüksek alüminalı ağır tuğla ve betonlar refrakter malzemeler olarak tanımlanmaktadır. Bu sebeple, cam elyaf & seramik elyaf ürünler, taş yünleri, Ca-Si plakalar ve düşük alüminalı hafif izole tuğlalar yüksek sıcaklık izolasyon ürünleri olarak değerlendirilmektedir.
Endüstriyel fırınlarda, izolasyon ve refrakter malzeme seçimi yapmak için öncelikle prosesin ve fırın içi şartların doğru şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir. Fırının tipi, ebatları, ısıtma tipi, fırın içi atmosfer, çalışma sıcaklığı, çalışma süreleri gibi ön bilgiler fırının genel izolasyon tipinin belirlenmesi için yeterli olacaktır.
Doğru izolasyon sistemini oluşturmak için fırının her bir bölümünün ayrı değerlendirilmesi ve uygun ürün seçimlerinin yapılması çok önemlidir. Tercih edilen izolasyon sistemlerinin mutlaka ısı hesap programında simüle edilip, sonrasında hedeflenen fırın dış sıcaklığının elde edildiği teyit edilmelidir.
7/24 çalışan, agresif atmosfere sahip fırınlar ve mekanik mukavemet gerektiren proseslerde, arka izolasyonun doğru yapılması kaydı ile daha çok tuğlalı veya betonlu sistemler tercih edilmektedir. Fırın içi sıcaklık değişimleri yüksek olan, devamlı çalışmayan ve termal şok yaşanabilecek fırınlarda ise elyaflı sistemler doğru seçim olacaktır.
Elyaf izolasyon sistemlerinde fırın içi hava akış hızına göre seramik veya çözünebilir elyaf battaniyeler, serme halinde veya modül formlarında uygulanabilir. Elyafların yüzey sertliğini arttırmak ve daha uzun süreli kullanabilmek adına ürün üzerine sertleştirici solüsyonlar uygulanabilmektedir. Aynı şekilde plaka formunda elyaf ürünler diğer bir tercih olarak değerlendirilebilir.
Sıvı veya gaz halinde metal teması olan alanlarda gerekli sınıflandırma sıcaklığına sahip, korozyon direnci yüksek, alkali ataklarına dayanıklı özel refrakter tuğla veya betonlar kullanılmaktadır. Bu tip sistemlerin ısı iletkenliği yüksek olduğu için izolasyon yeteneği sınırlıdır. Farklı arka izolasyon ürünleri ile sistem mutlaka desteklenmelidir.
Beton uygulamalarında betonun içindeki suyu bertaraf ederken kötü bir sürpriz yaşamamak adına kürleme diyagramına harfiyen uyulmalıdır. Aynı şekilde, fırının ısınması ve soğuması sürecinde beton yüzeyde bir deformasyon oluşmaması adına, mutlaka dilatasyon boşluklarına dikkat edilmeli ve beton blokların arasında uygun izolasyon malzemesi kullanılmalıdır.
Prosese uygun malzeme seçimi, izolasyon katmanlarının ve kalınlıklarının belirlenmesi, ankraj yerleşim planı, uygulama detayları gibi konulara önem verilmesi gerekmektedir. Bilinçli izolasyon dizaynı, kaliteli malzeme kullanımı ve doğru işçilik ile ileride yaşanması olası birçok problemin önüne geçilebilmektedir. Sorunsuz çalışan bir fırın, plansız duruşlara neden olmayacağı için üretim kaybı yaşatmayacaktır. Bakım sürelerinin kısa ve daha düşük bütçeli olmasını sağlayacaktır. Aynı zamanda, yüksek enerji verimliliğinin sağlanması ile hedeflenen enerji maliyetleri elde edilecektir. Bu sebeple dizayn çalışmaları, yüksek kaliteli izolasyon ürünleri ve doğru işçilik için yapılacak ek küçük maliyetlerin, bu bedellere kıyasla çok büyük kazançlar sağladığı unutulmamalıdır.
Hedef enerji maliyetlerinin devamını sağlayabilmek adına, belirli aralıklarla fırın dış konstrüksiyonundan termografi çalışmalarının yapılması sağlıklı olacaktır. Basitçe, fırının farklı bölgelerindeki ısı haritası çıkarılmalı ve problemli olan bir alan var ise hızlıca müdahale edilmelidir. Bu tip küçük revizyonlar fırının daha uzun süre hizmet vermesini sağlayacak ve uzun süreli üretim kayıplarının önüne geçecektir.
Katkılarından dolayı AKM Metalurji firması Satış Koordinatörü İlker Arısoy’a teşekkürlerimi sunarım.
Cavit SOY
