kupol ocagi

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI

MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN

GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ)

METALURJİ ALANI

KUPOL OCAĞI

ANKARA 2006

Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; • Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı

Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır).

• Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır.

• Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir.

• Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilir.

• Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.

• Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.

i

AÇIKLAMALAR ................................................................................................................................. iii GİRİŞ ......................................................................................................................................................1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1....................................................................................................................3 1. KUPOL OCAĞI..................................................................................................................................3

1.1. Tanımı .........................................................................................................................................3 1.2. Tarihçesi ......................................................................................................................................4 1.3. Çeşitleri .......................................................................................................................................5

1.3.1. Normal Kupol Ocakları .......................................................................................................5 1.3.2. Depolu Kupol Ocakları........................................................................................................5 1.3.4. Sıvı ve Gaz Yakıtla Çalışan Kupol Ocakları .......................................................................9

UYGULAMA .......................................................................................................................................11 ÖLÇME DEĞERLENDİRME..............................................................................................................12 PERFORMANS DEĞERLENDİRME .................................................................................................13 ÖĞRENME FAALİYETİ-2..................................................................................................................14 2. KUPOL OCAĞININ YAPISI...........................................................................................................14

2.1.Ocak Zarfı ..................................................................................................................................14 2.2. Ocak Astarı................................................................................................................................15

2.2.1. Ocak Astarı Bileşimi .........................................................................................................17 UYGULAMA ..................................................................................................................................19

PERFORMANS DEĞELENDİRME....................................................................................................21 ÖĞRENME FAALİYETİ-3..................................................................................................................22 3. OCAK ASTARININ ONARILMASI...............................................................................................22

UYGULAMA ..................................................................................................................................23 ÖLÇME DEĞERLENDIRME .........................................................................................................24 PERFORMANS DEĞERLENDİRME ............................................................................................25

ÖĞRENME FAALİYETİ-4..................................................................................................................26 4. KUPOL OCAĞININ BÖLÜMLERİ ................................................................................................26

4.1. Ocak Gövdesi ............................................................................................................................26 4.1.1. Tanımı ...............................................................................................................................26 4.1.2. Gövdenin Bölümleri ..........................................................................................................27

4.2. Pota Kısmı .................................................................................................................................29 4.2.1. Curuf Deliği.......................................................................................................................30 4.2.2. Metal Alma Deliği .............................................................................................................30 4.2.3. Metal Alma Oluğu.............................................................................................................31 4.2.4. Ateşleme (Onarım) Kapısı .................................................................................................31 4.2.5.Ocak Tabanı........................................................................................................................31 4.2.6. Boşaltma Kapağı ...............................................................................................................32 4.2.7. Ocak Altı ve Ayakları........................................................................................................32

4.3. Baca...........................................................................................................................................33 4.3.1. Yükleme kapısı ..................................................................................................................33 4.3.2. Kıvılcımlık.........................................................................................................................33

UYGULAMA ..................................................................................................................................34 ÖLÇME DEĞERLENDİRME .........................................................................................................36 PERFORMANS DEĞERLENDİRME ............................................................................................37

ÖĞRENME FAALİYETİ-5..................................................................................................................38 5. KUPOL OCAĞINDA YAPILMASI GEREKEN HESAPLAMALAR............................................38

5.1. Verim Hesabı.............................................................................................................................38 5.2. Yatak Kokunun Hesabı .............................................................................................................39 5.3. Vezin Hesapları .........................................................................................................................40

İÇİNDEKİLER

ii

5.3.1. Kok Miktarının Hesaplanması ...........................................................................................40 5.3.2. Kireçtaşı Miktarının Hesaplanması ...................................................................................41 5.3.3.Metal Vezinleri ve Alaşımların Hesaplanması ...................................................................41 5.3.4.Vantilatörün Seçimi............................................................................................................43

UYGULAMA ..................................................................................................................................47 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...................................................................................................48 PERFORMANS DEĞERLENDİRME ............................................................................................49

ÖĞRENME FAALİYETİ-6..................................................................................................................50 6. KUPOL OCAĞINDA ERGİTME İŞLEMİ VE ÇALIŞMA DENETİMİ .........................................50

6.1. Ocağın Yakılması ......................................................................................................................50 6.2. Ocağın Yüklenmesi ...................................................................................................................51 6.3. Ergitme İşlemleri.......................................................................................................................51

6.3.1. Metal Alma Deliğinin Kapatılması....................................................................................51 6.3.2. İlk Sıvı Metalin Alınması ..................................................................................................52 6.3.3. Metal Alma Aralıkları .......................................................................................................52 6.3.4. Cüruf Deliğinin Durumu ...................................................................................................53 6.3.5. Ergitmenin Durdurulması ..................................................................................................53 6.3.6. Pekiştirme Koku ................................................................................................................53 6.3.7. Ergitmenin Durması ..........................................................................................................53

6.4. Kupol Ocağında Çalışmaların Denetlenmesi ............................................................................54 6.4.1. Sıvı Metalin Sıcaklığının Ölçülmesi..................................................................................54 6.4.2. Çil Deneyi (Chill Testi) .....................................................................................................55 6.4.3. Akıcılık Deneyi .................................................................................................................56 6.4.4. Baca Gazı Analizi..............................................................................................................57 6.4.5. Gözlem ve Görgülere Dayanılarak Yapılan Denetlemeler ................................................57

UYGULAMA ..................................................................................................................................59 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...................................................................................................61

ÖĞRENME FAALİYETİ-7..................................................................................................................63 7. KUPOL OCAĞINDA ÇALIŞMA AKSAKLIKLARI......................................................................63

7.1. Ocak Çatması ............................................................................................................................63 7.2. Ocak Gövdesinin Delinmesi......................................................................................................63 7.3. Ergime Bölgesinin Düşmesi ......................................................................................................64 7.4. Metal alma Deliğinin Donması .................................................................................................64 7.5. Ocak Tabanının Delinmesi ........................................................................................................64 7.6. Metalin Soğuk Gelmesi .............................................................................................................64 7.7. Hava Deliklerinin Cürufla Tıkanması .......................................................................................65 7.8. Yükleme Kapısından Alevler Görülmesi ..................................................................................65 7.9. Hava Delikleri Üzerinde Kemer Meydana Gelmesi ..................................................................65 7.10. Ergimenin Durması .................................................................................................................65 7.11. Dökme Demirin Kükürt ve Oksidinin Giderilmesi .................................................................65 7.12.Ağ Diyagramı ...........................................................................................................................66 7.13. Kupol Ocağının Yapım Resimleri ...........................................................................................67 UYGULAMA ..................................................................................................................................78 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...................................................................................................80

MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................................82 CEVAP ANAHTARLARI....................................................................................................................83 ÖNERİLEN KAYNAKLAR ................................................................................................................85 KAYNAKÇA........................................................................................................................................86

İ

iii

AÇIKLAMALAR

KOD 521DKM030

ALAN Metalurji

DAL/MESLEK Dökümcülük

MODÜLÜN ADI Kupol Ocağı

MODÜLÜN TANIMI Bu modül, dökümcülükte kupol ocağı ile ergitmenin tekniğini, temel bilgi ve becerilerini içeren öğrenme materyalidir.

SÜRE 40/32

ÖN KOŞUL

YETERLİK Kupol ocağını döküme hazırlama ve ocakta dökme demir ergitimini yapmak.

MODÜLÜN AMACI

Genel Amacı Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, kupol ocağını döküme hazırlayıp bu ocakta dökme demir ergitimini yapabileceksiniz. Amaçlar

Tekniğine uygun, kupol ocağını dökümden sonra temizleyebileceksiniz.

Tekniğine uygun, kupol ocağı onarım harcı hazırlayabileceksiniz.

Tekniğine uygun, kupol ocağı ocak astarını onarabileceksiniz.

Tekniğine uygun, kupol ocağı ocak tabanı, metal alma ve curuf alma oluğunu hazırlayabileceksiniz.

Tekniğine uygun kupol ocağında hesaplamalar yapabileceksiniz.

Tekniğine uygun, kupol ocağını yakabilecek ve yükleyebileceksiniz.

Tekniğine uygun, kupol ocağında metal ergitebileceksiniz.

EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI

Ortam: Döküm Atölyesi, Donanım: Kupol ocağı, çekiç, keski, balyoz, seyyar lamba, iri silis kumu, şamut, su, karıştırıcı, uygun kap, tartı aleti, onarım harcı, sivri ve düz el tokmağı, fırça, kalıp kumu, ateş tuğlası, el takımları, grafit boya, ölçme araçları, odun, kok kömürü, kireçtaşı, dökme demir, ayna, ocak harcı, ocak takımları.

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME

Bu faaliyetin sonunda yer alan çoktan seçmeli ve uygulamalı ölçme yöntemleri ile kendinizi değerlendireceksiniz.

AÇIKLAMALAR

iv

1

GİRİŞ Sevgili Öğrenci,

Bu modül, dökümcülükte, dökme demir ergitiminin hâlâ en yaygın ve ekonomik bir yöntemi olan, “kupol Ocağı” ile ergitimin temel bilgi ve becerilerini içeren bir öğrenme metaryalidir.

Günümüzde daha modern, kimyasal bileşimin ve sıcaklığın daha kolay kontrol

edilebildiği ergitme ocakları geliştirilmiş ve kullanılmaktadır. Ancak, kupol ocağı, dökme demir üretiminde, ilk yatırım maliyetleri ve işletme maliyetlerinin düşük olması sebebi ile en fazla kullanılan yöntemdir.

Endüstride modern elektrik ocaklarını kullanan döküm işletmeleri, bunların yanına

kupol ocaklarını da kurmaktadır. Çünkü kupol ocağı, sürekli metal ergitebilmesi nedeni ile çok büyük tonajlı dökme demir işlerin dökümünü mümkün kılmaktadır. Ayrıca metali kupol ocağında ergitip, elektrikli ocaklarda sıcaklığını ve diğer özelliklerini yükseltmek, işletmelere daha ekonomik gelmektedir.

Dökümcülük denince, aklımıza dökme demir üretimi gelmektedir. Çünkü tüm döküm

ürünlerinin %80’i kadarını dökme demir ürünler oluşturmaktadır. Dökümcüler arasında dökme demir üretimi dendiği zaman akla kupol ocağı gelmektedir. Çünkü başka ülkelerde ve bizim ülkemizde hala çok yaygın ve pratik bir ergitme yöntemidir. Dolayısı ile dökümcülük mesleğini seçmiş olan bizler, bu ocağı tanımak ve kullanmayı bilmek zorundayız.

GİRİŞ

2

3

ÖĞRENME FAALİYETİ-1 ÖĞRENME

Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında tekniğine uygun olarak kupol ocağını dökümden sonra yeniden astar onarımının yapılabilmesi için temizleyebileceksiniz.

Döküm yapılmış kupol ocağını inceleyiniz. Döküm yapılmış kupol ocağının yeniden döküme hazırlanabilmesi için neler

yapılmalıdır araştırınız.

1. KUPOL OCAĞI

1.1. Tanımı

Kupol ocağı, iç kısmı ısıya dayanıklı gereçlerle (Refrakter) astarlanmış silindirik çelik

saçtan yapılmış basit yapılı bir metal ergitme ocağıdır. Dik olarak çalışmaktadır. Üst kısmındaki yükleme kapısından vezinler (Tekniğine uygun olarak tartılmış kok, kireçtaşı pik, dökme demir ve demir hurdaları) yüklenir. Gövde kısmındaki hava kuşağı ve hava deliklerinden basınçlı hava verilir. Hava ile yanan kokun verdiği ısı metali eritir. Ergiyen metal ocağın alt kısmında birikir. Ergiyen metal, metal alma deliği yardımı ile alınarak taşıma potaları yardımı ile kalıplara dökülür.

Endüstride, çok daha gelişmiş modern ocakların yapılmasına karşın kupol ocağı önemini korumaktadır. Çünkü:

İlk yatırım masrafları, endüksiyon ve ark ocaklarına göre çok düşüktür. Ergitme zamanı kısa ve sürekli sıvı metal verir. Kayıpları az sayılır. Isı kaynağı olan kok kömürü ucuz ve depolanıp bekletilmesi kolay bir

yakacaktır. Sıvı metalin sürekli alınması ile çok yüksek tonajlı tek parça dökme demir

parçalar düşük maliyetle dökülebilir. (35 ton ve daha üzeri.) Kupol ocağının bu yararları yanında aşağıda belirtilen sakıncaları da vardır:

Yakacak ve metalin bir arada olması, elde edilen metalin özelliklerinde bazı değişiklikler meydana getirebilir. Bu nedenle kimyasal bileşim değişebilir.

Dokusu değişikliğe uğrar. Dökülebilme özellikleri (metalin akıcılığı) düşebilir. İstenilen özellikte kimyasal yapıyı elde etmek zordur. Bu ocakta sadece dökme demir ve dökme demirin çeşitleri (Lamel grafitli

dökme demir, küresel grafitli dökme demir, beyaz dökme demir) elde edilebilmektedir.

ÖĞRENME FAALİYETİ-1

AMAÇ

ARAŞTIRMA

4

1.2. Tarihçesi

Bu günkü anlamda ilk kupol ocağı 18. yüzyıl sonlarında İngiliz John Wilkinson tarafından yapılmıştır. Daha önceleri dökme demir, değişik ocaklarda elde edilebiliyordu. Ancak bu günkü kupol ocağı kok kömürünün elde edilmesinden sonra ortaya çıkmıştır. Kupol ocağının kullanışlılığı ve faydaları görülünce hızla yayılmaya başlamıştır.

Şekil 1.1: Solda, küçük bir kupol ocağı dökümden sonra boşaltılıyor. Sağda, ilk kupol ocaklarından bir örnek

Kupol ocağının tarihsel gelişmesinde değişiklikler daha çok hava üfleme deliklerinde

yapılmıştır. İlk ocaklarda hava tek delikten veya düşey sıralanmış deliklerden üfleniyordu. Verim çok düşüktü. %40–50 oranlarında ergiyik metal/kok kullanılıyordu. Sonraları hava delikleri, ocak gövdesini kesen bir yatay düzlem üzerine yerleştirildi. Biçimlerinde değişiklikler yapıldı. Çift sıra hava delikleri uygulandı. Üfleme delikleri bölgesinde iç çap biraz daraltıldı. Hava ocak içerisine alttan özel bir düzenle verildi. Hava deliklerinden pülverize su püskürtüldü. Ergimiş metal ısısını artırmak için sıvı ve gaz yakıtlar bu bölgeden püskürtüldü. Daha sonraları yanmış atık baca gazlarının ısısının geri kazanımı ile ocağa verilen hava 300-700 0C’ye kadar ısıtılarak sıcak havalı kupol ocakları yapıldı. Aynı amaçlarla kupol ocaklarının başka yerlerinde değişiklikler yapıldı. Baca kısmı, çeşitli şekillere sokularak değişik kıvılcımlık odaları yapıldı. Önceleri ocak gövdesi atölye tabanına oturan ocak, ayaklar üzerine alındı. Böylece dökümden sonra ocağın altını açmak, boşaltmak ve tamirini yapmak kolaylaştı. Büyük işleri dökebilmek için depolu ocaklar yapıldı. Kupol ocaklarındaki değişimler günümüzde bile sürmektedir. Ancak ana biçimi olan dik silindirik yapıda bir değişiklik olmamıştır.

5

1.3. Çeşitleri

Endüstride kullanılan kupol ocaklarını üç bölümde toplamak mümkündür. Bunlar sırası ile ; 1.3.1. Normal Kupol Ocakları

Bunlar düz silindirik ve ısıtılmamış (soğuk) hava ile çalışan kupol ocaklarıdır.

Endüstride en yaygın kullanım alanı bulan bu ocaklardır. Birçok ülkede, özellikle küçük kapasitelerde bu ocaklar çok yaygındır. O kadar ki bu ocakları, pek çok dökümcü evlerinin araba garajlarına sığacak şekilde küçültüp bunları hobi amaçla kullanmaktadır. (aşağıdaki resimler)

Resim 1.2: Küçük kupol ocakları

1.3.2. Depolu Kupol Ocakları

Tanımı: Kupol ocaklarında fazla metal biriktirip büyük işleri dökebilmek için ocağın ön kısmına bir depo konmuştur. Böyle ocaklara depolu kupol ocakları denir.

Özellikleri

1- Depolu kupol ocağının, pota kısmında sıvı metal biriktirme işlemi kaldırılmıştır. Sıvı metal, metal alma oluğunun hemen önündeki depoda biriktirilir. Böylece çok büyük parçalı işlerin dökümü mümkün olur.

6

Şekil 1.3: Kupol ocağı

7

2- Depoda sıvı metal ile kok bir arada olmadığından, karbon miktarındaki artış sınırlandırılmıştır.

3- Ocağın tabanı ile (Metal alma oluğu hizası) hava delikleri arasındaki mesafe daha kısa olduğundan, metalin damlalar halinde düşerken meydana gelen bileşim değişmeleri en aza iner.

4- Depo içerisinde alaşım elementlerinin ilavesi daha kolay yapılır ve metalin yapısı daha homojen olur.

Depolu ocakların bu faydaları yanında bazı sakıncaları da vardır. Bunlar: 1- Kuruluş harcamaları daha fazladır. 2- Çalıştırılmaları ve bakımları yönünden, normal kupol ocaklarına göre daha fazla

özen ve dikkat ister. 3- Bu ocaklardan alınan sıvı metalin sıcaklığı normal ocaklara göre daha düşüktür.

Depolu kupol ocakları yandaki Şekil 1.4’te görüldüğü

gibi, ocağın tabanı ile depo, metal alma oluğu ile birbirlerine bağlanmıştır. Depo silindirik bir yapıdadır. İç tarafı refrakterlerle astarlanmıştır. Deponun büyüklüğü biriktirilmesi istenen sıvı metal miktarına göre hesaplanır. Depo yüksekliğinin çok fazla olması arzu edilmez. Çünkü sıvı metal basıncı artacağından deponun metal alma deliği çok zor kapanır ve kendiliğinden açılma tehlikesi ortaya çıkar.

Deponun duvarları aynı ocaktaki gibi 200–250 mm kalınlığındaki refrakterlerle örülür. Dıştaki saç ile tuğlalar arası 10–15 mm boşluk bırakılır. Burası kuru kumla doldurulmak sureti ile tuğlalara genleşme payı verilir.

Depolu kupol ocağının en önemli yeri olan ara kanal, sıcak sıvı metalin devamlı akışı yüzünden çabuk aşınır. Bunun için sökülebilir bir delikli tuğla o bölgeye yerleştirilir. Kanal çapı 50-80 mm çapında olur. Daha fazla olması durumunda ocaktan pota kısmına kok parçaları geçer.

Deponun kubbe şeklinde tavanı kapak şeklinde yapılmış olup ısı kaybını önleyecek

şekilde yapılmalıdır. Deponun yan tarafına, aynı ocağın ateşleme kapısı gibi bir kapı yapılır. Bu kapı deponun boşaltılması, tamiri ve örümünde kolaylık sağlar.

Deponun cüruf ve metal alma delikleri kupoldekinin aynı olur. Deponun örülmesi

bitince depo, 8-10 saat kadar kurutulur.

1.3.3.Sıcak Havalı Kupol Ocakları

Tanımı

Kupol ocağına üflenen havayı ısıtarak ocağın verimini artırmak ve sıvı sıcaklığının yükseltilmesi düşünülerek sıcak havalı kupol ocakları geliştirilmiştir. Şekil bakımından fazla

Şekil 1.4: Depolu kupol ocağı

8

bir değişiklik yoktur. Hava üfleme deliklerine gönderilen hava, bir ön ısıtıcıdan (Reküparatör) ısıtılarak ocağa verilir.

Havanın ısıtılması iki şekilde olur

a) Ön ısıtıcıda dolaşan hava, yardımcı yakacak kullanılarak ısıtılır. Bu pahalı bir yoldur.

b) Isıtma işlemi için ocağın sıcak baca gazlarından yararlanılır.

Normal kupol ocağında ısı kayıpları %60 a kadar çıkabilmektedir. Baca gazlarının atık ısısını geri kazanarak, ocak verimini ve metal sıcaklığını önemli ölçüde artırmayı sağlar. Ocağın boyu normal kupol ocağından daha kısadır.

Sıcak havalı kupol ocaklarının ergime bölgesi ve hava delikleri sürekli olarak su ile soğutulur. Bu soğutma ocak sacı üzerinden su akıtmakla sağlanır. Bütün ocak yüzeyini yalayarak akan su bir depoya gelerek ısısını kaybeder. Bu su tekrar dolaşıma verilir.

Sıcak Havalı Kupol Ocaklarının Yararları:

a) Ergitilen metal, normal ocaklarda ergitilen metale göre sıcaklığı 100–150 °C daha yüksek olur ve 1500 °C’ye kadar yükselebilir

b) Sıcaklık yüksek olduğundan metal alma oluğu veya potada ilaveler yapmak mümkün olur. Böylece özel dökme demirlerin elde edilmesi mümkün olur.

c) Redükleyici ortam meydana geldiğinden alınan karbon miktarı artar. d) Kükürt miktarı az olur. e) Daha kötü kalitede kok kullanılabilir. f) %70- 80 civarında çelik hurdası ergitilebilir. g) Kok sarfiyatı daha az olur. h) Isı kaybı az olur.

Sıcak Havalı Kupol Ocaklarının Sakıncaları:

a) Yüksek sıcaklıklarda kimyasal reaksiyonlar daha fazla olur. Dolayısı ile metalin

bileşimi değişebilir. Bunların gözlenmesi ve gerekli ayarlamaların yapılması güçleşir.

b) Ergitmede kullanılan kok kömürünün ve kireçtaşının sürekli aynı kimyasal yapıda olması istenir.

c) Ocağın hazırlanması, çalıştırılması ve gerekli denetlemelerin yapılabilmesi için daha kalifiye elamanlara ihtiyaç vardır.

d) İlk kuruluş harcamaları daha yüksektir. Bu ocaklar büyük kuruluşlar için çok yararlıdır. Ancak az döküm yapan ve küçük

parçalar döken işletmeler için pek yararlı görülmez.

9

Şekil 1.5: Ocağın su soğutma düzeni 1.3.4. Sıvı ve Gaz Yakıtla Çalışan Kupol Ocakları

Bu ocaklar tek başlarına sıvı veya gaz yakıt ile çalışmaz. Yanmayı hızlandırmak ve dolayısı ile daha sıcak metal elde edebilmek amacı ile hava üfleme deliklerinden hava ile beraber püskürtülür. Endüstride bu yöntem rağbet görmemiş, denemeden öteye geçmemiştir.

10

Sıcak Havalı Kupol Ocağı Düzeni

11

UYGULAMA

İşlem Basamakları Öneriler

Dökümden sonra ocağın altındaki kömür ve metalleri seçerek ocağın altını temizleyiniz.

İş önlüğünü giydiniz mi?

Gerekli takımlarla metal ve cüruf alma delikleri ile ateşleme kapısını temizleyiniz.

Toz maskesini takmayı unutmayınız.

Ocak içinde temizlenecek kısımları yükleme kapısından su ile nemlendiriniz. Bu işlem sonunda bir süre bekleyiniz.

Seyyar el lambasını yükleme kapısından sarkıtınız ve yakınız.

Ocağın içine girmeden önce ocak tuğlalarını kontrol ediniz.

Yükleme kapısı hizasında tahta ve bezler ile ocağın bu kısmını yükleme kapısı üzerinden herhangi bir cisim düşmemesi için kapatınız.

Ocak içine girerek alttan üste doğru ocak tuğlalarına yapışan kömür ve cürufları çekiç, keski gibi takımlar yardımı ile temizleyiniz.

Temizleme işlemini tuğlaları yerinden oynatmadan ve çatlatmadan yapınız.

Şekil 1.6: Dökümden önce yeni astarlanmış

kupol ocağı a)Curuf Deliği b)Metal alma deliği c) Ateşleme ve onarım kapısı d)Alt

kapak e)Ocak tabanı f) Ayaklar.

Dikkat! baretinizi takınız

Şekil 1.7: Kupol ocağının dökümden

çıktıktan sonraki durumu

Şekil 1.8: Solda curuflu tuğla sağdaki curuflar temizlendikten sontaki hali

UYGULAMA

12

ÖLÇME DEĞERLENDİRME

Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Çoktan Seçmeli Sorular 1. Kupol ocağında hangi alaşımı ergitiriz? A) Bakır ve alaşımlarını B) Dökme demir C) Çelik D) Alüminyum 2. Depolu kupol ocağının yapılmasındaki amacı söyleyiniz. A) Metali biriktirmek B) Sıcaklığı yükseltmek C) Alaşım yapmak D) Daha büyük iş parçaları dökebilmek 3. Hangisi sıcak havalı kupol ocağının kurulmasındaki amaçlarındandır? A) Ocağın verimini artırmak. B) Maliyeti düşürmek C) Daha az elaman çalıştırmak D) Zamandan kazanmak 4. Hangisi sıcak havalı kupol ocaklarının avantajlarından değildir. A) Daha sıcak metal vermesi B) Daha kötü özelliklerinde kok kullanılabilir olması C) Isı kayıplarının az olması D) Daha az maliyetle kurulabilmesi 5. Endüstride kupol ocaklarının tercih edilmelerinin en önemli sebebi nedir? A) Alaşımlı dökme demirlerin elde edilebilmesi B) Sıcak metal vermesi C) Yapısı ve kuruluşunun basit olması. D) Kok kömürünün ucuz olması DEĞERLENDİRME

Test bitmiştir. Modül sonundaki cevap anahtarı ile kendinizi değerlendiriniz. Başarılı iseniz, uygulamalı teste geçiniz. Başarılı olmadığınızı düşünüyorsanız, bilgi konularını yeniden gözden geçiriniz veya öğretmeninize başvurunuz.


13

PERFORMANS DEĞERLENDİRME B. UYGULAMALI TEST

Yaptığınız uygulamayı kontrol listesine göre değerlendirerek, eksik veya hatalı gördüğünüz davranışları tamamlama yoluna gidiniz.

KONTROL LİSTESİ

DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ Evet Hayır


Ocak çevresinin temizliğini yaptınız mı?

Ocak içinin nemlendirilmesini yaptınız mı?

Baret ve toz maskeni taktınız mı?

Seyyar el lambasını gerektiği gibi ocağa taktınız mı?

Ocak tuğlalarını kontrol ettiniz mi?

Yükleme kapısında üst tarafı kapatıp emniyeti sağladınız mı?

Cürufların temizliğini yeteri derecede yaptınız mı?

Kullanılması gereken takımları tekniğine uygun kullandınız mı?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki kriterlere göre kendinizi değerlendiriniz. Başarılı iseniz bir sonraki faaliyete geçiniz. Başarılı olmadığınızı düşünüyorsanız yeniden faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.

PERFORMANS DEĞERLENDİRME

14


Bu faaliyet ile gerekli ortam sağlandığında tekniğine uygun olarak kupol ocağının dökümden sonra yeniden astar onarımının yapılabilmesi için gerekli astar tamir harcını hazırlayabileceksiniz.

Isıya dayanıklı malzemeler (refrakterler) konusunu araştırarak hangi malzemelerin hangi metal ergitme ocaklarında refrakter olarak kullanıldığını öğreniniz.

Ülkemizde refrakter üretimi yapan firmaları araştırınız. Kupol ocağında kullanılan tuğlaları ve harçları inceleyiniz.

2. KUPOL OCAĞININ YAPISI 2.1.Ocak Zarfı

Ocak zarfı ocağın dış kısmında bulunan çelik saçtan bir zırh-kabuktur. Ocaktaki refrakter malzemelere yataklık yaparak onların dağılmamalarını sağlar. Bir yerde ocağın iskeletini, oluşturarak ağırlığını taşır. İstenilen kalınlıktaki çelik saçlar, ocağın istenilen ölçülerinde hesap edilerek kıvrılır. Sonra kaynak edilerek silindirik kazanlar şekline getirilir. Bu kazanların boyları genellikle çelik saç boyu olan 2 metre civarında olur. Kazanların üst kısımlarına çaplarına göre kıvrılmış köşebentler kaynak edilir. Üst üste oturtulan kazanlar, köşebentlere açılan karşılıklı delikler yardımı ile cıvatalarla birleştirilir. Birleştirmede kaynak veya perçin de kullanılabilir. Ancak cıvatalı birleştirme sonra sökülebilmesi nedeni ile tercih edilir.

Yükleme kapısı, hava delikleri, cüruf deliği, ateşleme kapısı ve metal alma oluğu deliğinin saç üzerindeki yerleri, kesilerek açılır. Saç zarfın iç kısmına refrakter tuğlaları tutması için, iç çapa göre kıvrılmış köşebentler kaynak edilir. Köşebentlerin yerlerine kolay oturtulması için iki parça yapılır.

Ocak zarfı, ayaklar üzerindeki taban plakasına bağlanır. Hava kuşağı, metal ve curuf

alma olukları yerlerine cıvatalı bir şekilde veya kaynakla birleştirilir. Kapaklar veya kapılar yerlerine takılır. Uygun şekilde hazırlanan kıvılcımlık baca üzerine yerleştirilir.

Ocak zarfı için kullanılan sacın kalınlığı, ocağın büyüklüğüne göre 5–10 mm olur. Alt

kısımların kalınlığı daha fazla, üst kısımların daha ince olabilir. Harçla örülen ocaklarda kurumayı kolaylaştırmak için ocak zarfına uygun çapta

delikler açılır.


AMAÇ

ARAŞTIRMA

15

2.2. Ocak Astarı Ocağın ısıya dayanıklı iç duvarları (astarı ) ya ateş tuğlaları ile örülür veya özel olarak

hazırlanmış ısıya dayanıklı harç bu kısımlara sıkıştırılır. Astarın kalınlığı normal özellikteki gereçlerde 225 mm kadar olabilir. Bazen tuğlalar tek tuğla, bazı dökümcüler ise çift tuğla ile ocağı örer. Çift tuğla örüm, ısı kayıplarını düşürmesi ve ocak delinme riskine karşı daha güvenli olduğundan tercih edilir.

Yapım kolaylığı bakımından pota kısmı ve ocak gövdesi aynı gereçlerle örülür.

Yükleme kapısından 1-1.5 metre aşağıya kadar olan kısma, dökme demir tuğlalar kullanılır. Şekilde bunlar görülmektedir. Bunların görevleri yükleme kapısından yükleme yapılırken, metal parçaların çarpmalarından meydana gelebilecek kırılma ve yıpranmaları önleyebilmektir.

Kupol ocağının tuğlaları örülürken bu iş için özel olarak hazırlanmış ateş tuğlaları kullanılır. Tuğlalar ocak çapına göre seçilir. Tablo 2.1’de kupol tuğlalarının numaraları ve bu numaralara karşılık çap, ağırlık, adet ve ölçüleri verilmiştir.

Tuğlalar örülürken mutlaka tuğla seçimini

tablodan ocağımızın çapına uygun numarada tuğla seçmeliyiz. Örneğin ocağımızın iç çapı 800 mm ise bunu tablodan seçersek Kupol 1253 numaralı tuğlaya (bknz. Tablo 2.1) isabet ediyor demektir.

Burada tabloyu okumaya devam edersek,

800 mm lik düzgün bir daire için 8 adet tuğla kullanacağız demektir. Buna göre ocağımızda kaç sıra tuğla değişecek, siparişimizi ona göre ayarlayabiliriz.

Yanlış tuğla seçersek tuğlalar arasında

gerekenden fazla açıklık olur. Bazı tuğlaları, daireyi tamamlamak için kırmak durumunda kalırız. Bu da astarımızın daha çabuk aşınmasına neden olur.

Doğru Yanlış Şekil 2.2: Tuğla örüm şekli

Şekil 2.1: Dökme demir tuğlalar

16

T Tablo 2.1: Kupol tuğlalarının ölçüleri

17

Örüm yapılırken tuğlalar arasına fırça ile ince bir harç sürülür. Kalınlık oluşturulmaz. Tuğlaların birbirlerine birleşmesinin önemi astarın çabuk yıpranmaması açısından çok önemlidir.

Unutmamak gerekir ki harç ile oluşan kısımlar tuğladan daha çabuk aşınır.

Ocak astarının yapımında astar malzemesi ile ocak sacının arasında, genleşmeleri önlemek için 10-20 mm kadar bir boşluk bırakılır. Bu boşluk kuru kum, çapak tozu atık kalıp kumu gibi malzemelerle doldurulur. 2.2.1. Ocak Astarı Bileşimi

Harcın bileşimi, çalışma yöntemlerine göre ocak ustası tarafından seçilir. Ocak örüm harcı veya tamir harcı döküm malzemeleri satan firmalardan hazır satın da alınabilir. Örnek olarak aşağıdaki bileşim verilebilir.

% 25-28 şamut % 2 -3 kil % 20-30 iri taneli silis kumu Diğer geriye kalan normal silis kumu

Harcın karıştırma makinelerinde çok iyi karıştırılması, homojenliğinin sağlanması ve nem oranının ayarlanması zorunludur. Nem miktarı, harcın hacminin %3-5 kadar, ağırlığının ise %5-8 kadar olması gerekir. Karıştırılarak hazırlanan harç çok temiz bir yere yığılarak üzeri nemli kendir çuvallarla örtülür ve dinlendirilmeye bırakılır. 30-50 saat dinlendirilen harç daha özleşir.

Onarım harcı için aşağıdaki bileşim önerilebilir.

2 hacım silis kumu 1 hacım ateş toprağı

Ocak onarım harcının sıkıştırma işlemi, yukarıda

anlatıldığı şekilde yapıldığı gibi püskürtme aygıtları ile de yapılabilinir.

Ocak astarı harç ile yapılmışsa, yine harçla onarılır. Onarım harcının bileşimi, astar gereci ile aynı veya ona yakın olması gerekir. Onarılan kısım derinse, örneğin 100 mm'yi geçiyorsa, buraya uygun ateş tuğlası kırık parçaları konulabilir.

Onarımda ocak çapının bozulmaması, işlemin çabuk yapılması ve çatlamaların

oluşmaması önemlidir. Ocak astarı, ocağın çalıştırılma yöntemine göre asidik veya bazik özelliklerde olabilir.

Ocak cürufu analizi neticesinde cüruf bazik özelliğindeyse astarında bazik özellikte olması

Şekil 2.3: Özel harç ile onarım

18

zorunluluğu vardır. Aksi takdirde yüksek sıcaklıklarda asidik cüruf, bazik astarla kimyasal olarak birleşerek cürufu oluşturur. Bunun tersi de olabilir. Astardaki kimyasal aşınma, vezinlerin aşağıya inerken oluşturduğu mekanik aşındırmadan daha fazla olabilir.

Bazı durumlarda, ocak astarı için özellikleri çok iyi olan astar malzemesi kullanılır. Bu astar çok dayanıklı olmakla beraber pahalı olabilir. Aşağıdaki astar malzemesinin bileşimi iyi sonuçlar vermektedir.

100 kg. Pişirilmiş mağnezit (0-3 mm) 10 kg kaolin, 2 kg flüorspat 5 kg cam tozu, 10 kg cam suyu.

Çok iyi özellikteki astar gerecinden daha ucuz fiyatla yararlanmak için, ocak

tabanından ergime bölgesine kadar olan kısım kaliteli astar malzemesi ile astarlanabilir. Şekil 2.3’de bu şekilde kaliteli olarak astarlanmış ocak görülmektedir.

19

UYGULAMA İşlem Basamakları Öneriler

Hazırlanan belli orandaki iri taneli silis kumunu karıştırıcıya koyunuz.

Not: Döküm malzemeleri satan firmalarda hazır ocak onarım harçları paketler halinde satılmaktadır. Bunların bazıları ocakta daha dayanıklı olmaktadır.

Karıştırıcıyı çalıştırınız.

Çalışan karıştırıcının içine daha önce oranı hesaplanıp tartılmış şamut koyunuz.

Karıştırılan kuru malzemelerin içine yavaş yavaş su ilave ediniz.

Karışım koyu krem kıvamına gelinceye dek karıştırmaya devam ediniz.

Yeterli kıvama gelen ocak onarım harcını (karışımı) geniş temiz kaplara alınız.

Kaba alınan ocak onarım harcını büyük topaklar haline getiriniz.

Topakların üstünü nemli bir kalın çuvalla örtünüz ve 30-50 saat dinlendirmeye bırakınız.

Temizleme işini tuğlaları yerinden oynatmadan ve çatlamadan yapınız.

Eldiven ve toz maskenizi takınız.

Karıştırma makinesinde çalışırken dikkatli çalışınız

Resim 2.1: Karıştırma makinesi

Onarım harcının nem miktarı az olmalı; ancak topak haline getirilebilmelidir.

Topakların çapı, 10–20 cm arasında değişebilir.

UYGULAMA

20

Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) ÇOKTAN SEÇMELİ SORULAR 1. Ocak zarfı sözcüğü neyi ifade eder?

A) Ocak astarını B) Ocak tuğlalarını C) Ocak gövdesini. D) Ocağın dış kısmındaki çelik sacı

2. Ocak çapına göre ateş tuğlası seçiminde neye dikkat etmemiz gerekir? A) Tuğlanın şekline B) Küçük ebatlı tuğlaları seçmemiz gerekir. C) Sağlam tuğlaları seçmemiz gerekir D) Cetvelden istediğimiz çapı belli bir adetle birleşme yerlerinde boşluk

oluşturmayacak tuğlaları seçmemiz gerekir.

3. Dökme demir tuğlalar nereye örülür. A) Ergime bölgesinde. B) Depolama bölgesinde C) Hava üfleme delikleri seviyesinde. D) Yükleme kapısından 1-1.5 metre aşağı

4. Ocak tuğlalarının örümünde, astarın genleşmelerini zararsız hale getirmek için ne yapılır? A) Tuğlalar sıkı örülür. B) Tuğlalar gevşek örülür. C) Ocak zarfı ile tuğla dış çemberi arasında 10-15 mm D) Astarın genleşmesi önemsizdir.

5. Ocak astarının asidik veya bazik astar malzemelerinden seçilmesinin amacı nedir? A) Daha kaliteli metal ergitimi yapmak B) Astarın daha uzun süreli dayanımını sağlamak C) Maliyeti düşürmek D) İşçilik maliyetlerini düşürmek

DEĞERLENDİRME



21

PERFORMANS DEĞELENDİRME B. UYGULAMALI TEST Uygulama: Malzemeleri verilen kupol ocağı onarım harcını hazırlayınız.


KONTROL LİSTESİ



Belli oranda iri taneli silis kumunu tartıp karıştırıcıya koydunuz mu?

Karıştırıcıda emniyet tedbirlerine uydunuz mu?

Karıştırıcıya uygun oranlarda tartılmış şamut koydunuz mu?

Kuru malzemeleri yeteri kadar karıştırdınız mı?

Elde ettiğiniz harcı koyu krem kıvamına getirdiniz mi?

Karıştırıcıdan çıkardığınız harcı temiz bir kaba alıp elde sıkı topaklar haline getirdiniz mi?

Çevre temizliğini yeterince yaptınız mı?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki kriterlere göre kendinizi değerlendiriniz. Başarılı iseniz bir sonraki faaliyete geçiniz. Başarılı olmadığınızı düşünüyorsanız, yeniden faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


22

ÖĞRENME FAALİYETİ-3 ÖĞRENME

Bu faaliyet ile kupol ocağı astarını onarabilecek ve onu döküme hazırlayabileceksiniz. Atölyemizdeki kupol ocağının dökümden çıktıktan sonra içini inceleyiniz. Tuğlalar,

en fazla hangi kısımda daha fazla aşınmıştır. Bu aşınma bölgesinin özelliğini araştırınız.

3. OCAK ASTARININ ONARILMASI

Kupol ocağının bir süre çalışmasından sonra, ergime bölgesinde çember şeklinde bir aşınma, tuğlalarda oyulma meydana gelir. Normal çalışmada, bu oyuk hava delikleri üzerinden 60 cm’yi geçmez. Bu oyuğun derinliği 5 cm’yi geçerse astar onarımını yapma durumunda kalırız. Onarımı yapmak için oyuklar, curufundan iyice temizlenir. Temizlenen yere özel olarak hazırladığımız onarım harcını uygun bir yöntem kullanarak sıkıştırırız ve el takımları ile aşınmadan önceki seviyeye gelinceye kadar düzeltir, perdahlarız. Buna ocak astarının onarımı denir.

Onarımı gereken kısım, özel çekiç ve keskilerle iyice temizlenir. Hiç cüruf bırakılmamasına özen gösterilir. Aksi takdirde ilk dökümde alttaki cüruf ergiyeceğinden üstteki onarım harcı hemen kalkacaktır.

Tuğla ile örülen ocaklarda oyuk çok derinse, ön sıradaki tuğlalar çıkarılır. Yerine yeni tuğlalar konulur. Eğer aşınma az ise, buraları onarım harcı ile doldurulur. Doldurma işi sıkıştırılarak yapılmalıdır. Harcın zemini iyi tutması için önce sulandırılmış harç fırça ile sürülür. Tuğlalarda aralık varsa buralar harçla sıkı olarak doldurulmalıdır. Sıkıştırma işi bittikten sonra 1-2 saat kadar beklenir.

Onarım için hazırlanan harç topaklar haline getirilir. Topakların çapı 8-10 cm kadar olur. Bunlar oyuklara uygun çekiç veya el tokmakları ile vurularak yapıştırılır. Sonra uygun el takımları ile yüzey düzeltilir. Yüzey, çok düzgün ve perdahlanmış olmalıdır. Onarım harcı el ile yapıldığı gibi Şekil 3.2’te görüldüğü gibi uygun bir püskürtme aparatı ile yapılabilinir. Basınçla püskürtülen harç yüzeylere yapışır. Katmanlar şeklinde buralar doldurulur. Püskürtme Şekil 3.2’teki gibi ocak eksenine biraz çapraz olacak şekilde yapılmalıdır.


AMAÇ

ARAŞTIRMA

Şekil 3.1: Harcın içindeki tuğla parçaları

Şekil 3.2: püskürtme aparatı ile onarım

23

UYGULAMA


Kupol ocağını dökümden sonra temizleyiniz.

Ocak onarım harcını hazırlayınız.

Tamir gereken kısımlara fırça ile sulandırılmış şamut sürünüz.

Aşınan kısımlara topak haline getirilmiş tamir harcını yapıştırınız.

Tamir harcını çekiç ve tokmak kullanarak iyice sıkıştırınız.

Fazlaca aşınan kısımlara gerekiyorsa küçük tuğla parçalarını dolgu malzemesi olarak kullanınız.

Tuğla parçalarının üzerine tamir harcını sıkıştırınız.

Aşınan kısımlarının tamir harcı ile sıkıştırılması bitince, tamir edilen yüzeyleri uygun bir el takımı kullanarak düzeltiniz ve perdahlayınız.

Curuf deliği ve metal alma oluğuna uygun çapta bir boru yerleştirerek borulara istenilen eğim verilir.

Boruların çevresi, verilen eğimi bozmadan tamir harcı ile iyice sıkıştırılır.

Fazla harcı sıyırarak perdah ediniz.

Şekil 3.3: Curuflarından temizlenen ocak

Şekil 3.4: Aşınan Yerleri harç ile doldurma

Şekil 3.5: Aşınan yerleri tamir harcı ile sıkıştırılması

UYGULAMA

24

ÖLÇME DEĞERLENDIRME

Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Evet Hayır 1 Ocağın aşınma bölgesi aynı zamanda ergime

bölgesi midir?

2 Tuğlalardaki aşınma derinliği 5 cm’yi geçince onarım yapılmalıdır.

3 Aşınma yerlerine harç çok iyi sıkıştırılmalıdır. 4 Sıkıştırılan harcın yüzeyinin düzeltilmesine gerek

yoktur.

5 Onarım harcının astar gereci ile aynı özelliklerde veya ona yakın olması gerekir.

DEĞERLENDİRME



25


Uygulama: Dökümden çıkmış ve cüruf temizliği yapılmış kupol ocağının aşınan astarını tamir ediniz.


KONTROL LİSTESİ



Yükleme kapısında, yukarıdan herhangi bir cismin düşmesine karşı emniyet tedbirini aldınız mı?

Baretini, eldivenini ve toz gözlüğünü taktınız mı?

Fazla aşınmış tuğlaları yenileri ile değiştirdiniz mi?

Ocağın diğer tuğlalarını kontrol ettin mi?

Onarım harcını uygulayacağın bölgeye sulandırılmış onarım harcını fırça ile sürdünüz mü?

Aşınan astarı astar harcı ile doldurup bunu çekiçle iyice sıkıştırdınız mı?

Sıkıştırdığın harcı ocağın ilk çap ölçülerine getirmek için el takımları ile düzelttiniz mi?

El takımları ile düzelttiğin onarım yerini perdahladınız mı?

Cüruf alma deliği ve metal alma deliğine uygun çapta borular yerleştirerek çevresini onarım harcı ile sıkıştırdınız mı?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki tüm sorulara evet cevabını veriyorsanız, bir sonraki faaliyete geçiniz. Evet, cevabı veremediğiniz yerlerde tekrar faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


26


Bu faaliyet ile kupol ocağının bölümlerini tanıyacak, ocağın tabanı, metal ve cüruf alma oluklarını hazırlayabileceksiniz.

Sevgili öğrenci Atölyemizdeki kupol ocağını içten ve dıştan metal alma, cüruf ve hava deliklerini

inceleyiniz. Bunların aralarındaki mesafeleri ölçünüz.

4. KUPOL OCAĞININ BÖLÜMLERİ

Kupol ocağı üç ana bölümden meydana gelir:

a- Gereçlerin (metal, kok, kireçtaşı, vb) doldurulduğu, yanma ve ergimenin gerçekleştiği gövde,

b- Ergiyen metalin biriktiği, metal ve cürufun alındığı pota kısmı, c- Ocaktan çıkan gazların toplanarak dışarı atıldığı baca kısmı.

Şimdi bunları daha ayrıntılı inceleyebiliriz.

4.1. Ocak Gövdesi 4.1.1. Tanımı

Hava deliklerinden başlayarak, yükleme kapısına kadar uzanan kısma ‘’Kupol Ocağının Gövdesi’’ denir. Ocağa yüklenen vezinlerin ısınarak aşağı indiği ve metalin ergidiği yerdir. Aşağı inen vezinlerle yukarı çıkan sıcak gazların ısı alış verişi ve çeşitli kimyasal reaksiyonlar bu bölgede olur. Ocağın bu bölümü, hava deliklerinden başlayarak “yanma bölgesi”, “ergime bölgesi” ve “ısınma bölgesi” olmak üzere üçe ayrılabilir. Hava delikleri, gövdenin alt kısmına rastlar.

Gövde yüksekliği, ocağın ısı alış verişine yetecek kadar olması gerekir. Kısa olursa ısı

kaybı meydana gelir. Gereğinden fazla yükseklik, özellikle küçük çaplı ocaklarda “çatma” aksaklığını meydana getirir. Aşağıda formülle hesaplanan gövde yüksekliği, uygulamalarda iyi sonuç vermektedir.

H= 3 x D + 1 m Burada

H: Ocak gövdesinin yüksekliği. (m)


AMAÇ

ARAŞTIRMA

27

D: Ocak iç çapı (m.) hava deliklerinden 20 cm kadar üzerinden ölçülen çap. Ocak gövdesi yüksekliği, Amerikan Dökümcüler Birliği ( AFS ) tarafından,

H= 2 x D + 150 cm. olarak verilmektedir. Ancak buradaki ( D ) , ocağın dış çapıdır.

Ocak gövdesinin içi, ısıya dayanıklı gereçlerle (tuğla veya ocak harcı) örülür.

Yükleme kapısına yakın kısımlarda dökme demir tuğlalar kullanılır. Ocak gövdesinin iç çapı (hava deliklerinin 20 cm yukarısı), ocak çapı olarak kabul edilir. Diğer birçok ölçüler bu çapa göre düzenlenir. Bu çap ise ocağın verimi ile bağıntılıdır.

4.1.2. Gövdenin Bölümleri 4.1.2.1.Hava delikleri

Basınçlı havanın ocak içine girmesini sağlayan deliklere “Hava Delikleri-Tüyer” adı verilir. Ocak gövdesinin alt kısmında ocak duvarlarına açılır. Şekil 4.1’de kupol ocağı hava deliği görülüyor.

Hava deliklerini meydana getiren kutu biçiminde

parçalar dökme demirden dökülürler. Ocağın çalışması hava deliklerinde girecek havaya bağlı olduğunda, bunlara çok önem verilir. Özellikle çalışma sırasında deliklerin üzerinde cüruf kemeri meydana gelir. Sonra bu cüruf aşağıya inerek delikleri kapatır. Bu gibi durumlara dikkat edilmelidir.

Hava deliklerinin kesiti kare, dikdörtgen ve daire

olabilir. Kare kesitli hava delikleri, ocağın çalışması sırasında aralarında soğuk bölge meydana geldiğinden tercih edilmez.

Dikdörtgen kesitli hava deliklerinde üflenen hava ocak

içinde daha geniş bir yer kaplar. Soğuk bölge ortadan kalkar. Ancak bunlarda da çalışma esnasında zaman zaman üst kısımlarında soğuk curuf kemeri meydana gelebilir. Bu sakıncayı azaltmak için dikdörtgenin kenarları yuvarlatılır.

Daire kesitli hava delikleri, adından da anlaşılacağı gibi bunlar içi boş silindir

biçimindedir. Yukarıda bahsedilen mahsurları önemli ölçüde azaltır. Bunlardan iyi sonuç alınmaktadır.

Hava delikleri ocak içine % 10-15 eğimli yapılır. Bununla: havanın ocak merkezine

kadar üflenebilmesi, havanın ocak duvarlarını yalayarak yükselmemesi, hava deliklerinin kararmaması, yani cürufla tıkanmasında temizlenmesinin kolaylaşması sağlanmış olur.

Bir düzlem üzerinde bulunan hava delikleri aynı aralık, aynı açı ve aynı eğimde

yerleştirilir.

Şekil 4.1: Hava üfleme delikleri

28

Hava deliklerinin toplam kesit alanları ocak kesit alanına göre hesaplanır. Dikdörtgen kesitli hava deliği kullanılacaksa, ocak kesit alanının 1/4 - 1/8 i, daire kesit kullanılacaksa, ocak kesit alanının 1/10 - 1/16 sı oranında hava delikleri toplam kesit alanı bulunur. Bu alan hava delikleri sayısına bölünerek bir hava deliği boyutlandırılır.

Hava deliklerinin sayısı, ocak çapına, havanın debisine, kendi şekil ve kesitlerine göre

3 ila 8 arasında değişir. Bunlar genellikle bir düzlem üzerine, bazen de birbirlerine yakın iki düzlem üzerine yerleştirilir. Bir düzlem üzerine yerleştirilen hava deliklerinin aralarındaki mesafe ocağa giriş açıları ve kesitleri aynı olur.

Şekil 4.2: Solda daire kesitli hava deliği. (a) Hava deliği. (b) Hava kuşağı, (c) Gözetleme

delikleri. Sağda hava kuşağına dirsekle bağlanan hava delikleri. (a) Klape) (b) Gözetleme deliği. (c) Hava kuşağı, (e) Hava deliği

Çift sıra hava delikleri: Havanın ocak içinde daha

geniş alana yayılmasını sağlamak, ergime bölgesini yükseltmek ve yanmayı güçlendirmek için, çift sıra hava delikleri kullanılır. Hava delikleri, bir birlerine paralel iki düzlem üzerine sıralanır. Üst düzlemde bulunanların toplam kesit alanı alttakilerin ¼’ü kadar olup bunlar yardımcı hava deliği durumundadır. İki sıra arasındaki düşey uzaklık, ocak çapının ¼’ü kadar olur. Bu uzaklığın artması durumunda ergiyen metalin içindeki silisyum ve manganezin yandığı görülmüştür. Bu konuda araştırmalar daha geniştir.

Şekil 4.3: Yükleme yerinin hemen altında bulunan hava kuşakları ve bağlantıları

29

4.1.2.2. Hava Kuşağı

Ocak gövdesini çevreleyen dikdörtgen kesitli, silindirik bir saç kutudur.

Hava borusu yardımı ile vantilatörden gelen havayı, hava deliklerine dağıtır. Hava kuşağı, ocak sacına kaynak edilerek birleştirilir.

Şekil 4.4: Çift sıra hava delikli kupol ocağı

Hava kuşağının kesiti, ocağa gerekli havayı vermeye ve bu havayı, hava deliklerine

eşit olarak dağıtmaya yetecek kadar olmalıdır. Hava kuşağının kesit alanı çok defa hava deliklerinin kesit alanı kadar, bazen de %20 kadar büyük tutulur. Yüksekliği, genişliğinin iki katı kadar olur.

Hava kuşakları, ocak gövdesi üzerine üç şekilde yerleştirilebilinir. Bunlar; 1- Hava deliklerinin üzerine yerleştirilen hava kuşakları. Şekil 4.2’de görülüyor. 2- Hava kuşağı hava deliklerinin biraz üstünde olur. Şekil 4.2’de solda ve Şekil 4.3’de

görüldüğü gibidir. 3- Yükleme yerinin hemen altında olup her bir hava deliğine buradan borularla

bağlanır. Bu durumdaki hava kuşağında havadaki çalkantılar daha da azalır. Şekil 4.4 4.2. Pota Kısmı

Hava delikleri altından başlayarak ocak tabanına kadar inen kısma ocağın “pota

kısmı” adı verilir. Ergime bölgesinde damlalar halinde inen sıvı metal bu kısımda toplanır. Çapı ocak çapına eşittir. Aynı ısıya dayanıklı gereçlerle örülür. Alt kısma ocak tabanı denir. Şekil 4.5’te a: curuf alma deliği, b: metal alma deliği. c: ateşleme kapısı. d: boşaltma kapağı, e: ocak tabanı, f: ise ayakları göstermektedir.

30

Şekil 4.5: Pota kısmı kesiti

Pota kısmı hava deliklerinden başlar. Ancak sıvı metal cüruf alma oluğuna kadar

biriktirilebilir. Burası kok ile dolu olduğundan sıvı metal, kokların arasında birikir. Kok’un kapladığı hacim toplam hacmin % 40-50’si kadardır. Pota kısmında biriktirilen metal miktarı, ocağın 1 saate ergittiği metalin 1/4'ü kadar olur. Bazı dökümcüler bunu 1/3 olarak kabul eder. Taban ile cüruf deliği buna göre hesaplanabilir. Ortalama 45-50 cm olarak alınır. Cüruf deliği ile hava delikleri düzlemi arası 20-30 cm olduğuna göre, pota yüksekliği 70-80 cm olmaktadır. Bu yüksekliğin fazla olması, metal bileşiminin bozulmasına neden olabilir. Bunun için pota yüksekliğinin az olması istenir. Pota kısmının diğer bölümleri şunlardır:

4.2.1. Curuf Deliği

Curuf deliği pota kısmında biriken metalin üzerindeki cürufu boşaltmak için ocak duvarlarına açılan bir deliktir. Çapı ocağın büyüklüğüne göre 50-70 mm kadar olur. Cürufun akmasını sağlamak için eğimli yapılır. Buradan çıkan cüruf, bir oluk yardımı ile cüruf arabalarına alınır. Cüruf oluğu saçtan veya dökme demirden yapılır. İçi harç ile astarlanır. 4.2.2. Metal Alma Deliği

Taban üzerinden ocak duvarına açılmış bir deliktir. Pota kısmında biriken sıvı metali almaya yarar. Çapı ocağın çapına göre 20-50 mm kadar olur. Uzunluğu 50-60 mm’dir. Metal alma deliğinin yapımı için küçük ocaklarda istenen çapta bir boru yerleştirilerek etrafı onarım harcı ile doldurulur. Çok iyi sıkıştırılarak boru çıkarılır. Oluşan deliğin iki tarafı da havşalanır ve perdahlanır. Metalin akmasını kolaylaştırmak için %10 eğimli olur. Şekil 4.6’da metal alma deliği görülmektedir. Büyük ocaklarda bu oluğa özel olarak yapılmış tuğla yerleştirilir.

Şekil 4.6 : Metal alma deliği ve oluğu

31

4.2.3. Metal Alma Oluğu

Metal alma deliğinden çıkan sıvı metal oluk yardımı ile potalara alınır. Oluklar genellikle saçtan ikizkenar yamuk şeklinde yapılır. Kısa olması istenmekle beraber potaların yanaşabileceği uzunlukta yapılır. Derinliği metalin dışarı fırlamasını engelleyecek ve hava ile teması artırmayacak şekilde olur. Metal alma deliği gibi %10 eğimli olur.

Oluğun içi ateş tuğlası veya onarım harcı ile astarlanır. Metal alma olukları yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere düz olabildiği gibi, ihtiyaca uygun olarak sifonlu, süzgeçli veya aşılama düzenli olarak yapılabilir. 4.2.4. Ateşleme (Onarım) Kapısı

Pota kısmında, metal alma deliğinin karşısında bulunur. Ocağın ateşlenmesinde, onarımında ve taban yapımında kullanılmaktadır. Kapak bazen yana açılabilecek şekilde menteşeli yapılır. Bazen de tamamen ayrı olur ve bir kuşakla yerine bağlanır.

Ateşleme kapısı ocağın büyüklüğüne göre genişliği 300-500 mm, yüksekliği 250-400 mm kadar olur. Döküme hazırlanırken tutuşturucu odunların bir kısmı buradan ocağa yerleştirilir. İri kok kömürleri buraya örülür ve ocak tutuşturulur. Tam yanma sağlandığında, kok kömürlerinin üzeri fazla nemlendirilmiş kalıp kumu ile sıvanır. Bunun üzeri normal kumla sıkıştırılır. Kapağın yerine boşluksuz yerleştirilmesi için el takımları ile kum kapağın bombesine göre sıyrılarak kapak yerine yerleştirilir ve kenarları çamurlanır. 4.2.5.Ocak Tabanı

Pota kısmının dibine, ocağın tabanı denir. Ocak bir plaka üzerine, plakada ayaklar üzerine oturtulur. Plaka genellikle dökme demirden yapılır. Orta kısmı ocağın iç çapına göre delik bırakılır. Burası boşaltma kapağı ile kapanır.

Boşalma kapakları kapandıktan sonra ocak tabanının örülmesine geçilir. Önce kalın bir destek borusu ile kapaklar desteklenir. Kapakların mandalı veya pimi yerleştirilir. Döküm boyunca buraya ağır yükler geleceğinden bu işler itina ile yapılır. Kapakların birleşme yerlerine ince şamut sürülür ve çamurla sıvanır. Üzerine 2-3 cm kalınlığında nemli ve kili fazlalaştırılmış kalıp kumu serilir. Bunun üzerine uygun büyüklükte tuğla kırıkları döşenerek araları kuru zayıf kumla

Şekil 4.7: Ateşleme ve onarım kapısı

Şekil 4.8 : Ocak tabanı

32

doldurulur. Bu işlem, dökümden sonra ocak altının daha kolay bozulmasını sağlar. Tuğlaların üzeri, tekrar zayıf kumla sıkıştırılır. Daha sonra yine kuvvetli kum konarak, metal alma deliğine kadar bu kumla sıkıştırılır. Sıkıştırma işlemi, kenarlar sıkı, ortalar normal olacak şekilde olur. Metal alma oluğundan ateşleme kapısına doğru %10–15 yükselecek şekilde eğimli yapılır ve perdahlanır. Burada önemli olan, metal alma deliği açıldığı zaman, sıvı metalin tamamının boşalmasıdır.

Ocak tabanı da, metal alma oluğu gibi, ayırıcı bir boya ile boyanmalıdır. 4.2.6. Boşaltma Kapağı

Boşaltma kapağı, ikisi ocak alt plakasının iç çapını kapatacak şekilde, kapanınca daire şeklini alan iki kapakçıktır. Kalınlığı 5–10 mm çelik saçtan yapılarak her ikisi de taban plakasına menteşelerle bağlanır. Bunlara boşaltma kapakları denir.

Bu kapakların açılıp kapanması çeşitli şekillerde olur. İki parça olduğu gibi tek parça da olabilir. İki parçalı olduğu zaman her bir parça ocak plakasına menteşelerle bağlanır. Genellikle ek yerlerinden uygun metal dikmelerle desteklenir. Tek parçalı olduğu zaman bir tarafından menteşeli bağlanır. Diğer tarafı mandallı olur. Bazen kapak tamamen ayrı olup, bu dikey bir destek ile zemine desteklenir. 4.2.7. Ocak Altı ve Ayakları

Ocağın taban plakasının ortası ocak çapına göre delik yapılır. Taban plakasının dış kısmı ayakların şekline uydurulur. Taban plakası dört ayak üzerine oturtulur ve cıvatalarla bağlanır. Ayaklar genellikle dökme demirden dökülür. Kesitleri konik boru biçimindedir. Çelik borulardan kaynak edilerek de yapılabilir. Ayaklarda aranılan özellik, boşaltma kapaklarına engel olmamalı ve ocak çalışırken dayanım bakımından yeterli olmalarıdır.

Ayaklar yere beton çivileri ile bağlanır. Ocağın altına, ayaklar arasına, bir çukur- kanal

açılır. Burası ocağın boşaltılması sırasında çalışanların korunmasını sağlar. Bu kanal, metal alma oluğunun altındaki çukura bağlanır. Bu çukura havuz da denebilir. Adı geçen havuz, metal alma deliğinin beklenmedik açılmalarında, sıvı metal burada toplanır ve çalışanlara zarar vermesi önlenmiş olur.

Ocak ayaklarının yüksekliği, metal alma oluğunun yüksekliğine göre ayarlanır. Bu yükseklik, metal alma deliğinin kolayca açılıp kapatılabilmesine, potaların deliğe rahat yanaşabilmesine ve çalışma rahatlığına göre ayarlanır.

Şekil 4.9: Ocağın boşaltma kapakları

33

4.3. Baca

Kupol ocağının gövdesinin üst kısmında kalan kısmına “Baca” denir. Yükleme kapısı ile başlar ve üst kısmındaki kıvılcımlığı içine alır. Bacanın yüksekliği çatının yüksekliğine bağlıdır.

Bacanın çapı ocak çapından biraz fazla olur. Bu büyüklük gazların basıncını düşürür. Dış çapta bir değişiklik olmaz. Ocak astarının kalınlığının yarısı kadar bir astar yeterli görülür. 4.3.1. Yükleme kapısı

Kok kömürü, metaller, kireçtaşı vb gereçlerin ocağa yüklendiği kapıdır. Yüklemenin durumuna göre düzenlenir. Elle yüklemede, yükleme yerinden (Salaş-Platform) 20 cm kadar yüksekte yapılır. Alçak olması yükleme kolaylığı sağlar. Aynı zamanda ocak çatmalarında ocağın baralanması kolaylaşır. Mekanik yüklemede kapının durumu, mekanik yükleme düzeneğinin durumuna göre ayarlanır. Kapının ölçüleri 60x85 ile 95x125 arasında alınmaktadır.

Yükleme kapısı ocağa çoğu zaman menteşe ile bağlanır. Özel durumlar dışında, yükleme kapısının menteşesi kapalı tutulur. Ancak mekanik yüklemelerde döküm esnasında açık olur. Kapının açık olması, döküm esnasında bacadan CO2 ve CO gazlarının bu bölgeye yayılması olabilir ki bu gazlar zehirlidir. Bu duruma karşı dikkatli olunmalı ve bu bölgenin çok iyi havalandırması yapılmalıdır. 4.3.2. Kıvılcımlık

Kupol ocağının yanması sırasında meydana gelen tozlar ve kıvılcımlar basınçlı gazlarla dışarı çıkarlar. Bir önlem alınmazsa bunlar yangın çıkarabilirler veya çatı üzerinde birikir. Bu nedenle kupol ocaklarına kıvılcım ve toz tutucu düzenekler yapılır. Bunlara kıvılcımlık veya kıvılcım odası denir. Şekil 4.10’da bir kıvılcımlık görülmektedir. Burada a: ocak astarı, b: kıvılcımlığı ocağa sabitleyen destekler. c: çıkan gazlar, d: kıvılcım ve toz tutucu, e: toz toplama kapısı görülmektedir.

Şekil 4.10: Kıvılcımlık

34

UYGULAMA

İşlem Basamakları Öneriler Kil oranı artırılmış kalıp kumunu hazırlayınız.

Metal alma ve cüruf alma oluklarına sulandırılmış şamut sürünüz.

Metal alma ve cüruf alma oluklarına daha önceden hazırladığınız kil oranı yüksek kalıp kumunu sıkıştırınız.

Sıkıştırılan olukların kumunu, el takımları yardımı ile kazıyarak uygun şekil veriniz.

Düzelttiğiniz olukları, el takımları ile perdahlayınız.

Ocak alt kapakları kapatınız.

Mandallı ise mandalı, pimli ise pimini takınız.

Kapakları alttan uygun bir dikme ile destekleyiniz.

Ocak alt kapaklarının iç kısmına sulandırılmış şamut sürünüz.

Ocak tabanına 1-3 cm kalınlığında hazırladığınız kumu yayınız.

Kumun üzerine orta kısmı sık, kenarlara doğru seyrek olacak şekilde küçük tuğla parçaları döşeyiniz (Şekil 4.11).

Tuğlaların aralarını atık kuru kumla doldurup düzleyiniz.

Tuğlaların üzerine hazırladığınız kuvvetli kumu yayınız.

Şekil 4.11: Ocağın alt kapağı destek

konulması

Şekil 4.12: Ocak Tabanının yapılması Eldiven, Baret, maske ve gözlük taktınız mı?

UYGULAMA

35

Bu kumu metal alma oluğundan ateşleme kapısına kadar yükselecek şekilde %10-15 eğimli sıkıştırınız. (Şekil 4.12)

Sıkıştırdığınız kumun gerekli yerlerine şiş çekiniz ve perdahlayınız.

Metal alma ve cüruf alma deliklerini, el takımları kullanılarak son şekli veriniz. (Şekil 4.13).

Metal alma ve cüruf alma oluklarını perdahlayınız ve grafit boya ile boyayınız.

Ocak tabanı ve delikleri, grafit boya ile boyayınız.

Ocak tabanı ve olukları kendi halinde kurumaya bırakınız.

Şekil 4.13: Metal alma deliğinin şekillendirilmesi

36

ÖLÇME DEĞERLENDİRME

Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) ÇOKTAN SEÇMELİ SORULAR 1. Ocak gövdesi denince ocağın hangi kısmı akla gelir?

A) Yükleme kapısı üstü B) Hava delikleri civarı C) Hava deliklerinden başlayarak yükleme kapısına kadar olan kısmı D) Ayaklardan kıvılcımlığa kadar olan kısım

2. Hava deliklerinin sayısı normalde bir düzlem üzerinde ne kadar olabilir?

A) 5-10 B) 3-8 C) 10-15 D) 2-4

3. Hava deliklerinin toplam kesit alanı neye göre hesaplanır? A) Ocak çapının kesit alanının belli bir oranına göre B) Ocak gövde yüksekliğinin oranına göre C) Hava deliklerinin sayısına göre D) Ocağa giren havanın miktarına göre

4. Gözetleme deliği nerede bulunur?

A) Hava deliğinin tam karşısında B) Ateşleme kapısının üzerinde C) Ocak gövdesinin üzerinde D) Yükleme kapısında

5. Kupol ocağının pota kısmını tanımlayınız.

A) Metal alma oluğundan yükleme kapısına kadar olan kısımdır. B) Gözetleme deliklerinden yükleme kapısına kadar olan kısımdır. C) Hava delikleri altından başlayarak ocak tabanına kadar olan kısma denir. D) Ocak gövdesine ve metal alma oluğuna pota kısmı da denir.

DEĞERLENDİRME



37


Astar onarımı bitmiş kupol ocağında metal alma, cüruf alma ve ocak tabanını döküme hazırlayınız.


KONTROL LİSTESİ



Yükleme kapısında, yukarıdan herhangi bir cismin düşmesine karşı emniyet tedbirini aldınız mı?

Baretini, eldivenini ve toz gözlüğünü taktınız mı?

Ocak tabanına, metal alma ve cüruf oluğuna sulandırılmış şamut sürdünüz mü?

Ocak alt kapaklarının açılıvermesine karşı gerekli tedbirini aldınız mı?

Ocak alt tabanına kum serip tuğla kırıklarını gereği gibi yerleştirdiniz mi?

Ocak tabanını gerektiği gibi eğimli sıkıştırdınız mı?

İşlemleri doğru şekilde sırası ile yaptığını kontrol ettiniz mi?

Gerekli yerlere şiş çektiniz mi?

Gerekli yerleri grafit boya ile boyadınız mı?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki tüm sorulara evet cevabını veriyorsanız, bir sonraki faaliyete geçiniz. Evet cevabı veremediğiniz yerlerde tekrar faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


38


Bu faaliyet ile kupol ocağının yapımında ve yönetiminde gerekli olan meslek

hesaplamalarını yapabileceksiniz.

Sevgili öğrenci, bu faaliyet öncesinde Atölyemizdeki kupol ocağını kroki olarak çizerek bunu ölçülendiriniz.

5. KUPOL OCAĞINDA YAPILMASI

GEREKEN HESAPLAMALAR

Kupol ocağında, 1700’lü yıllardan bu güne kadarki yapılan araştırmalarda, bu ocağın ölçülerinin ve diğer çalışma aksamının, ocakta en iyi sonucu almak için, belli bir oranda ve belli hesaplamalar sunucu yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır. Dolayısı ile biz, ocağın yapımında, çalıştırılmasında ve yönetiminde, daha önceki dökümcülerin geliştirdiği bu kural, formül ve teorileri bilmek durumundayız. 5.1. Verim Hesabı

Yapılan araştırmalar neticesi ocağın çapı ile ocağın 1 saatte ergiteceği metal miktarı

arasında bir bağıntı kurulmuş ve aşağıdaki şekilde formüle edilmiştir. Bu güne kadarki yapılan araştırmalar sonucu 1 m2 ocak alanında (Ergime bölgesinin

20 cm üstünden alınan ölçü) bir saatte 7-7,5 ton dökme demir ergitildiği bulunmuştur. Buna göre çap ile saatte ergitilen metal arasındaki bağıntıyı şu şekilde ifade edebiliriz. Q =7,5 x π x D2 / 4 Q = 5,8875 D2 Q= 6 D2 Burada çap: _____ D= √ Q/6 olarak elde edilir. D: Metre olarak ocak çapı, Q: (Ton/Saat) Ocağın saatteki verimidir.


AMAÇ

ARAŞTIRMA

39

Formülde çap dm olarak alınırsa verim kg / saat olarak elde edilir. Uygulama 1:

Çapı (60) cm olan bir kupol ocağının, normal koşullar altında 1 saatte ergitebileceği dökme demir miktarını bulunuz. Q= 60 D2

Q= 60 x 62 = 60 x 36 =2160 kg/saat ~ 2000 kg /saat. ____________________________________________ Çapı desimetre olarak alırsak, Q= 6 D2 Q= 6 x 0,62 = 6x 0,36 = 2.16 ~ 2 ton/saat bulunur. Uygulama 2:

Saatte 5 ton ergitmesi gereken bir kupol ocağının hangi çapta yapılması gerektiğini bulunuz. Q= 6 x D2

________ D= √ Q/6 ________ D= √ 5/6 = 0,91 metre, bunu tuğla katalogundan standart tuğla seçimini yapabilmemiz için 0.9 m= 90 cm olarak alabiliriz 5.2. Yatak Kokunun Hesabı

Kupol ocağının çalışmasında, hava deliklerinden 1 metre civarında yüksekliğe kadar kok kömürüne yatak koku denir. Vezinler yatak koku (Depozit koku ) üzerine yüklenir. Yatak kokunun pota kısmındaki bölümünün sıvı metalin içinde kaldığından ve dolayısı ile oksijen ile birleşmediğinden dolayı yanmadığı düşünülür. Yukarı kısımdaki bölüm yanar. Onun için 3-4 vezinde bir takviye kok vezini ile takviye edilir.

Yatak koku düzgün ve iri parçalardan olmalıdır. Yatak kokunun miktarı aşağıdaki şekilde hesap edilir. π x D2 G= ----------- x h x g 4 G: Yatak koku miktarı kg D: Ocak çapı

40

h: Yatak koku yüksekliği metre. : Bu yükseklik, ocak tabanından başlayıp, hava deliklerine kadar olan yüksekliğe 1 metre ilavesi ile bulunan yüksekliktir. g: Bir metreküp kok kömürünün ağırlığının kg cinsinden değeridir. Normal büyüklükteki, kuru döküm kokunun bir metreküp’ ünün ağırlığı 400–500 kg arasında olur. Ortalama 420 kg alınabilir. Örnek olarak:

60 cm. çapındaki bir kupol ocağının yatak koku miktarını hesaplayalım, Bilinenler: D: 0.6 m g: 420 kg h: 1.9 m. (Tabandan curuf deliğine kadar çapa eşit, yani 0.6 m+ curuf ve hava delikleri arası 0.2 m+ hava delikleri yüksekliği 0.1 m +üstü 1 m eklenerek bulunmuştur.) πxD2

G= -------------- x h x g 4 3.14x 0.62

G=-------------- x 1.9 x 420 = 225,43 kg elde edilir 4 G= 225 kg alınır.

Burada 60 cm lik kupol ocağının yatak koku miktarını bulduk. Dökümcüler bunu pratikte hava delikleri üstü 1 metre gelecek şekilde, yükleme kapısından bir zincir ve zincirin ucunda bir ağırlık sarkıtmaktadır. Bu yöntem pratik olmakla beraber ocak tabanındaki ocağı tutuşturmak için yerleştirilen odunların bir hacım kaplamasından dolayı kesin bir sonuç vermez. En iyisi atölyemizdeki koku hesaplayıp tartmaktır. 5.3. Vezin Hesapları

Kupol ocağının yakacak (kok) curuf ergitici (Kireçtaşı) ve metal vezinleri ile doldurulmasına ocağın yüklenmesi denir. Yatak koku tam yandıktan sonra ocağın yüklenmesine geçilir. Önce yatak kokunun % 20 si kadar kireçtaşı atılır. Sonra metal vezini, belli bir sıra ile kok, kireçtaşı metal vezinleri yüklenir. Ocak, yükleme kapısına kadar yüklenerek burası dolu tutulur. Vezinler aşağıdaki şekilde hesaplanır. 5.3.1. Kok Miktarının Hesaplanması

Kupol ocağında kullanılan döküm kokunun (Demir çelik fabrikalarında 40 mm elek üstü koka metalurjik kok denilir.) kuru ve tozsuz olması istenir.

41

Bir vezinde olması gereken kok miktarı aşağıdaki gibi hesaplanır. π x D2

K= ------------ x 0.2 x 420= 65.94 D2 vezin koku miktarı olur. 4 burada: K= Vezin koku miktarı kg 0.2=Vezin koku yüksekliği. (m) 420=Bir metreküp kokun ağırlığı Buna göre K=66 D2 alınabilir. Kok yüksekliği 25 cm ye çıkarsa miktar daha da artacaktır.

Vezin koku miktarı sabit olur, değiştirilmez. Kok ile metal oranı değişirse, metal miktarı koka göre ayarlanır. 5.3.2. Kireçtaşı Miktarının Hesaplanması

Külleri ve cürufu meydana getiren diğer maddelerin (kum, tuğla ergiyikleri, oksitler,

vb ) ergimesini kolaylaştırmak ve bunların akıcılığını artırmak için kireçtaşı kullanılır. Kireçtaşı kokun üzerine yayılarak atılır. Bazı hallerde kireçtaşı flüorspat ile birlikte kullanılır. Flüorspat ocak duvarlarını yıprattığı için pek kullanılmaz. Cürufun çok koyu geldiği durumlarda kokun %5’i kadar flüorspat kullanılabilir.

Kireçtaşının, metalin içerisindeki kükürdü tasfiye etmesi çok az olur. Ancak gene de

bir kısmını tasfiye edebilir. Birçok yerde kireçtaşı yerine bileşimi aynı olan mermer (İnşaatlarda kullanılan beyaz

mozaik) kırıkları kullanılır. Ancak, mermer kireçtaşının kristalleşmiş şekli olduğundan, kristallerin parçalanması, fazladan bir ısıyı gerektirir. Bu yüzden kireçtaşı kolay bulunursa, mermer tercih edilmez. Dökümcüler için yabancı madde miktarı % 30’u geçmeyen kireçtaşı yeterli kalitede demektir.

Kireçtaşı veya mermer iriliğinin 40 mm elek altı olması daha iyi sonuç verir. Bir

vezine ait kireçtaşı miktarı, kok kömürünün % 25-35’i kadar kabul edilir. Bu miktar iyi sonuç vermektedir. Ergime esnasında kireçtaşının yeterliliği cüruftan anlaşılabilir. Cüruf koyu ve akıcılığı az ise kireçtaşı az demektir. Rengi açık krem renginde ise, kireçtaşı fazla demektir. Kireçtaşı miktarının uygun olması durumunda cürufun rengi, zeytin yeşili halinde olacaktır. Cürufun durumuna göre kireçtaşı azaltılıp çoğaltılabilir. 5.3.3.Metal Vezinleri ve Alaşımların Hesaplanması

Kok ve kireçtaşının ardından metal vezinleri yüklenir. Bir metal vezini çeşitli gereçlerden meydana gelir. Bunlar, ham demir (Yüksek fırından çıktığı gibi dökme demir kalıplara dökülen karbon oranı daha yüksek demir -Pik), atölye hurdası (Kırılan yolluk,

42

besleyici, çapaklar ve bozuk çıkan dökümler), çelik hurdalar, satın alınan diğer hurdalar, vb’dir.

Vezinler ocağa atılırken ergime dereceleri göz önüne alınır. Büyük ve güç ergiyecek

metaller önce atılır. Genellikle kok ve metal vezinleri tartılarak, önceden hazırlanır ve numaralandırılır.

Daha önce % kok / metal oranının % 8-18 arasında olduğunu belirtmiştik. Ancak

metal vezinlerinin bileşimi farklılık gösterdiği zaman bunu yeniden ayarlamak durumundayız. Bu oranın yeniden saptanmasında karbon ve fosfor oranları etkili olur. Bunun için şu değerler verilebilir.

Fosforu çok (%1.3 ve yukarısı ) dökme demirler için % 8, Normal karbonlu (%3-3.5) dökme demirler için %10, Az karbonlu (%2.5-3) dökme demirler için %12

Metaller iri parçalardan meydana geliyorsa kok oranı %2-3 artırılmalıdır. Kokun özellikleri iyi olmadığı durumlarda aynı yöntem uygulanır.

Vezinlerde çelik hurdası kullanıldığı zaman kok oranı, kullanılan çelik hurdasına bağlı

olarak aşağıdaki şekilde ayarlanabilinir. Vezinlerdeki Çelik oranı

Buna göre kok Oranı

Vezinlerdeki Çelik oranı

Buna göre kok Oranı

% 0 %10-11 %15 %14-15 %5 %11-12 %25 %15-17

%10 %12-13 %50 ve üstü %18 -20

Bazı ülkelerde metal ve kok oranı yüzde olarak değil, kok / metal oranı 1/6, 1/8, 1/10, 1/12 şeklinde verilir. Bunlar ergitilecek metallerin durumuna göre seçilir. Kok miktarı kesrin paydası ile çarpılarak ergitilecek metal vezninin miktarı bulunur.

Kullanılan kok oranını kokun kalitesi etkilemektedir. Yurdumuzdaki kok kömürlerinin

kül miktarı yüksek olduğundan birçok döküm atölyesi kok oranını yüksek almaktadır. Vezinlerde kok miktarının sabit kaldığı ve metal miktarının buna göre ayarlanacağını

daha önce belirtilmişti. Buna göre kok miktarı saptanınca, kabul edilen orana göre metal miktarı hesaplanır. Örneğin kok / metal oranı % 15 ve vezin koku miktarı 30 kg olarak hesaplanmışsa metal vezini miktarı: 30 x 100 / 15 = 200 kg olur. Vezinlerin durumuna göre bu miktar azalıp çoğalabilir. Uygulama: 80 cm çapında bir kupol ocağının vezin miktarlarını hesaplayınız. Vezin koku miktarı : K = 66 D2 ; K = 66 x 0.82 = 42.24 kg ~ 43 kg olarak alınabilir.

43

Kireç taşı miktarı:

Kok kömürüne göre oranı % 30 olarak kabul etmiştik.

Kireç taşı miktarı=43 x 0.3 =12.9 kg. Bunu da 13 kg olarak alabiliriz.

Metal vezini miktarı: fosforu çok olan dökme demir olduğu ve kok oranı %8 kabul edildiğine göre: 43 x 100 / 8 =537.5 kg metal vezini ağırlığı çıkar.

Normal karbonlu dökme demir ve kok oranı % 10 olarak alınırsa,

43x 100/10 =430 kg.

Az karbonlu dökme demir olduğuna ve kok oranının %12 alınması durumunda: 43 x 100 / 12 =358.3 kg .

İri parçalardan oluşan az karbonlu dökme demir ergitilirse ve kok oranının %15 kabul edildiğinde: 43 x 100 / 15 =286.66 kg yaklaşık 287 kg metal vezini ağırlığı bulunur.

Aynı ocakta, belli oranlarda vezin koku kullanılarak, metal vezinleri değişebilmektedir. Yukarıda verilen örnekte, metal vezinleri miktarı 537.5 kg ile 287 kg arasında değişmiştir. Bunun gibi, ince ızgara parçaları ve ya kalın işleri dökme durumunda da metal vezinlerini değiştirebiliriz.

Kupol Ocağında Alaşım Yapmak: İstenen özellikte döküm parça elde etmek için, kupol ocağında değişik gereçlerden alaşım yapılabilir. Eldeki gereçler ve bazı ilaveler ile istenen bileşimde olmasa bile yaklaşık değerlerde dökümler elde edilebilir. 5.3.4.Vantilatörün Seçimi

Kupol ocağına gönderilen havanın debisi, hızı ve basıncının bilinmesi zorunludur. Hava miktarı aşağıdaki şekilde hesaplanabilir.

100 kg dökme demiri ergitmek için % 90 karbonlu 10 kg kok kömürünün kullanıldığını varsayalım. Burada yanacak karbon:

10 x 90 / 100 = 9 kg olur.

12 kg karbonu CO2 şeklinde yakmak için 32 kg O2’nin gerekli olduğu bilindiğine göre, 9 kg karbon için ,

9 x 32 / 12 = 24 kg. Oksijen gereklidir.

44

Havanın ağırlığının % 23 oksijen olduğuna göre, 24 kg. Oksijeni içeren havayı bulalım. 24 /23 X 100 = 104.33 kg’dır. 15 °C de bir m3 havanın ağırlığı 1.226 kg geldiğine göre, m3 cinsinden havanın miktarı: 104.33 / 1.226 = ~ 85 m3 elde edilir.

Buna dayanarak 100 kg dökme demiri ergitebilmek için 80-100 m3 hava gereklidir denebilir.

Havanın hepsinin tam yanmaya harcanmadığında düşünülerek 100 m3 alınabilir. Buradan, 1 kg dökme demiri ergitebilmek için 1 metreküp havaya ihtiyaç olduğu sonucu çıkartılabilir.

Saatte 3000 kg metal ergiten bir kupol ocağına 3000 m3 / saat hava verilecektir. Burada vantilatörün verimi : 3000/ 60 = 50 m3./ dakika olur. Bu miktar, %10-20 artırılarak 55-60 m3 /dakika alınır.

Ocağa giren havanın debisi, hızı ile artar veya azalır. Birim zaman içinde yanan karbon miktarı, ocağa giren hava ile düzenlenir. Buna göre yanma hızı havanın hızına bağlı olmaktadır.

Havanın hızını yükselterek ocağın verimi artırılabilir. Ancak metalin bileşiminde

değişmeler olabilir. Havanın hızı, hava deliklerinde 20 metre/saniye olarak kabul edilir. Bu hız ile hava,

ocak eksenine kadar ulaşır. Daha düşük hızlarda hava, ocak duvarlarını yalayarak yükselir ki bu durumda hava delikleri üzerinde soğuk cüruf kemerleri meydana gelebilir.

Şekil 5.1: Bir borudan geçen havanın basıncının ölçülmesi

Ocağa giren havanın basıncı, hava borusu üzerinden veya hava kuşağından ölçülebilir.

Bazı modern ocaklarda her hava deliğindeki basınç ölçülmektedir. Bu şekilde daha iyi sonuçlar alınır.

45

Havanın basıncı, hızı ile orantılıdır. Ölçülen basınç ile havanın hızı, dolayısı ile debisi hesaplanabilir. Hava basıncının ölçülmesi, ocağın hava düzenini kontrol etmeye yarar.

Hava basıncı, su sütunu cinsinden (ss) ölçülür. Ölçme için pitot tüpü kullanılır. Şekil

5.1’de pitot tüpleri görülmektedir. Borudan hava verilmediği zamanlar, tüplerin içindeki boyalı su denge durumundadır. Şekilde (A) daki gibi hava akış eksenine dikey olarak bağlanan tüpten statik basınç (hs) ölçülür. (B) de tüpün bir ucu hava akışına karşı bağlanmış olup bu, toplam basıncı (ht) ölçmektedir. (C) deki durumda ise tüpün bir ucu statik basıncı, diğer ucu ise toplam basıncı verir. İkisinin farkı dinamik basıncı (hd) verir. Havanın akış hızı dinamik basınç farkı ile hesaplanır.

Bazı dökümcüler havanın basıncını ocak çapına göre eşit almaktadır. Örneğin ocak

çapı 60 cm olan bir ocak için hava basıncı 60 cm su sütunu olacaktır.

46

47

UYGULAMA

İşlem Basamaklar Öneriler

Atölyenizdeki kupol ocağınızın iç çapını ölçünüz.

Ocağa yüklenecek yatak koku yüksekliğini belirleyiniz.

1 m3 kok kömürünün ağırlığını bulunuz. (g)

Verileri formülde yerine koyarak yatak koku miktarını bulunuz.

Ocak çapını formülde yerine koyarak vezin koku miktarını bulunuz.

Vezin koku miktarının % 30’unu hesaplayarak her vezine atılacak kireçtaşı miktarını bulunuz.

Dökülecek metalin bileşimine göre vezin koku miktarı 8, 10, 12, veya 15 gibi rakamlardan bir tanesi ile çarparak metal vezinlerin miktarını bulunuz.

Bulduğumuz bu değerlere göre yatak koku, vezin koku, kireçtaşı ve metal vezinlerini tartarak döküm öncesinde yükleme hazırlığını yapınız. (Vezinleri tartıp numaralandırınız.)

Ölçüm, hava deliklerinin 20 cm üzerinden yapılmalıdır.

İş önlüğünü giydin mi?

Gerekirse atölyede eni, boyu ve yüksekliği 1 m gelecek şekilde ahşaptan kap hazırlayınız. Bunu silme kok ile doldurup bu kok kömürünü tartınız.

Bulduğunuz yatak koku miktarını tartarak yükleme kapısının yakınına yığınız.

Vezinleri tartarken, mutlaka eldiven ve toz maskesini takınız

Bulduğunuz değerleri bir yere not ediniz.

UYGULAMA

48


Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları

cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) ÇOKTAN SEÇMELİ SORULAR 1. Ocağın verimi neyi ifade eder?

A) Ocağın sıcak metal verdiğini B) Ocağın çok fazla metal ergittiğini C) Ocağın çok az yakıt harcadığını D) Ocağın 1 saatte ergittiği sıvı metal miktarını

2. 1 m2 kesit alanına sahip bir kupol ocağı, normal şartlarda saatte yaklaşık ne kadar sıvı dökme demir verir? A) Saatte 5-5.5 ton B) Saatte 5.5-6 ton C) Saatte 7-7.5 ton D) Saatte 8-8.5 ton

3. Yatak koku miktarı ne kadar olmalıdır? A) Ocak tabanından hava deliklerine kadar B) Ocak tabanından hava deliklerinin 1 metre üstüne kadar C) Ergiteceğimiz metal miktarına göre hesap ederiz. D) Kok vezini miktarı kadar olmalıdır.

4. Vezinlerde kireçtaşı miktarı ne kadar olmalıdır? A) Kok vezinlerinin %30 kadar olmalıdır. B) Metal vezinlerinin %30’u kadar olmalıdır C) Yatak kokunun % 30’u kadar olmalıdır. D) Kok vezni kadar olmalıdır.

5. Ocağa gönderilecek havanın debisi neden önemlidir? A) Daha çok metal ergitmesi buna bağlıdır. B) Ocağın daha verimli yanması için C) Ocak astarının yıpranmaması için önemlidir. D) Elektrik enerjisinden tasarruf sağlamak.

DEĞERLENDİRME



49


70 cm iç çapındaki ocağın yatak koku, vezin koku,kireç taşı ve metal vezni hesaplarını yapınız.


KONTROL LİSTESİ


İş önlüğünü giydiniz mi? Yatak koku miktarını doğru hesaplayıp tarttınız mı? Kok vezini miktarını doğru hesaplayıp tarttınız mı?

Kireçtaşı miktarını doğru hesaplayıp tarttınız mı? Metal vezin miktarını buldunuz mu? Çalıştığın alan temiz ve düzenli mi?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki tüm sorulara Evet cevabını veriyorsanız, bir sonraki faaliyete geçiniz. “Evet” cevabı veremediğiniz yerlerde tekrar faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


50


Bu faaliyet ile gerekli ortam sağlandığında, tekniğine uygun kupol ocağını yakabilecek ve yükleyebileceksiniz.

Bu faaliyet öncesinde yapmanız gereken öncelikli araştırma, kupol ocağının ergitme

işlemi ve çalışma denetimini meslek kitaplarından öğrenmek olacaktır.

6. KUPOL OCAĞINDA ERGİTME İŞLEMİ VE ÇALIŞMA DENETİMİ

Onarımı bitirilip döküme hazırlanmış bir kupol ocağının yakılmasından başlayarak

dökümün sonuçlanmasına kadar olan işlemlerin tümüne kupol ocağının yönetimi denir.

Kupol ocağının çalıştırılması bir ekip işi olmakla beraber, ocakta neyin, nerede, nasıl yapılacağını ocaktan sorumlu mühendis veya ustası planlar. Burada en önemli ilke görgü ve gözlemdir. Bir ocakçı ustası, ocağının özelliklerini deneylerle saptayabilir. 6.1. Ocağın Yakılması

Kupol ocağında, yatak kokunun tutuşturulup tam yanma durumuna getirilmesine “ocağın yakılması” denir.

Ocağın yakılmasına dökümden 2 saat kadar önce başlanır. Yatak kokunun tam

yanması ve ocak duvarlarının yeteri kadar ısınması için bu süre daha az olamaz. Çok uzun bir süre ise yatak kokunun fazla yanmasına ve küllenmesine neden olur.

Tutuşturma işlemi, çoğu kez odunla yapılır. Ancak, mazot brülörü veya elektrik arkı

ile de yatak koku tutuşturulabilir. Tutuşturma işi için önce ocak tabanına yeteri kadar odun döşenir. Tabana bir miktar

döşendikten sonra, odunun bir kısmı yükleme kapısından atılabilir. Mazotlu bir üstüpü odunların altına yerleştirilerek bir ucu yükleme kapısından dışarı çıkarılır. Daha sonra yükleme kapısı düzgün ve iri taneli koklarla örülür. Mazotlu üstüpü tutuşturularak odunların yanması sağlanır. Odunlar iyice tutuşunca yatak kokunun bir kısmı atılır. Atılan kok kızarınca, yatak kokunun tamamı ocağa doldurulur. Bu kokun tamamen kızarması beklenir.


AMAÇ

ARAŞTIRMA

51

Bazı dökümcüler, yatak koku yanarken, yükleme kapısından zincirlerle kokun üzerine yuvarlak bir saç indirirler. Daha sonra ocağın içine düşük basınçlı hava verilir. Bu şekil yapmakla yanmadan dolayı oluşan ısıyı tabana ve metal alma oluğuna yansıtırlar. Sıcak gazlar metal alma ve cüruf deliğinden çıkarken, ocak tabanı ve metal alma deliğini ısıtır.

Yükleme kapısından ayna tutularak kokun iyice kızarıp kızarmadığı anlaşılabilir.

Yatak koku iyice kızarınca, ateşleme kapısında örülen iri taneli kokları nemli kalıp kumu ile sıvayarak ateşleme kapısı kapatılıp çevresi çamurlanır. Vezinler yüklenir ve gözetleme delikleri kapatılarak döküme başlanır. 6.2. Ocağın Yüklenmesi

Kupol ocağına yakacak (kok), cüruf ergitici (kireçtaşı) ve metal vezinlerinin doldurulmasına ocağın yüklenmesi denir.

Yüklemeye başlamadan önce ateşleme kapısındaki örülmüş koklar, nemli ve kili

artırılmış kum ile sıvanır. Kapak ile kokların arasında boşluk kalmamalıdır. Kapak hafif kapatılıp açılarak boşluk kalan yerler belirlenir ve buralar kum çarpılarak doldurulur. Sonra kum el takımları ile düzeltilerek kapak kapatılır. Bu işlem, buradan sıvı metal sızmaması bakımından çok önemlidir. Dikkatli ve tecrübeli birisi tarafından yapılmalıdır.

Yatak koku (depozit koku) tam yandıktan sonra vezinlerin yüklenmesine geçilir. Önce

yatak koku üzerine, ağırlığının % 20’si oranında kireçtaşı atılır. Sonra ilk metal vezini yüklenir. Belli sıra ile (kok, kireçtaşı, metal) yüklemeye devam edilir. Ocak doldurulur. Eğer yükleme işi mekanik olarak yapılıyorsa, ocağa ilk atılan metal vezinleri, ocağın gövde kısmı doluncaya kadar, el ile atılmalıdır. Bu şekilde ocak duvarlarının yıpranmasına engel olunur.

Ocak doldurulup yükleme işi bitirilince, hava delikleri baralanıp temizlenerek

kapatılır. Vantilatör çalıştırılarak hava verilir. Ocak çalışmaya başlamıştır. 6.3. Ergitme İşlemleri

Ocak yüklenip hava verilmeye başlandığı andan itibaren ergime işlemlerine geçilmiş olur. 6.3.1. Metal Alma Deliğinin Kapatılması

Ocağa hava verilmeye başladıktan 4-5 dakika kadar sonra gözetleme deliklerinden bakıldığında metalin damlalar halinde ergiyip aşağıya indiği görülür. Bir süre sonra da sıvı metal, metal alma oluğundan akmaya başlar. Sıvı metalin oluktan akması, ocağa hava verilmesinden 8-10 dakika sonra olmalıdır. 8 dakikadan daha kısa sürede akması, yatak kokunun azlığını, 10 dakikadan daha uzun sürede akması ise yatak koku yüksekliğinin fazla olduğunu gösterir. Bu durumda yatak koku yüksekliği ayarlanmalıdır. Bu ayarlama, ilk atılan vezin koklarını azaltıp çoğaltmakla yapılır.

52

Sıvı metal oluktan akmaya başlayınca, ocak tabanı ve metal alma deliğinin iyice ısınması için bir süre beklenir. Soğuk metal dışarı alınır. Ocağın önündeki havuza akan bu metal, buradan alınarak tekrar ocağa atılabilir.

Akan sıvı metalin sıcaklığı yeterli döküm sıcaklığına kadar yükselince, metal alma deliği bir tamponla kapatılır. Bu işleme “ocağa tampon vurulması” adı verilir. Tampon, Şekil 6.1’de görüldüğü gibi, sıkıştırılmış bir kum parçasıdır. Tampon demirinin tablasına sıkıştırılarak şekillendirilir. Tamponun, metal alma deliğine vurulup akan metali durduracak, ocak potasında yükselen sıvı metalin hidro statik basıncına dayanabilecek kadar sağlam, bara ile kolayca delinebilecek kadar kolay çözülebilir olması gerekir. Tamponun vurulması beceri ve alışkanlık isteyen bir iştir.

6.3.2. İlk Sıvı Metalin Alınması

Metal alma deliği tamponla kapatıldıktan sonra, bir süre beklenerek bir miktar metal biriktirilir. Pota kısmının dolması için uzun süre beklenmez. Çünkü metal alma deliğinin donma tehlikesi vardır. Yeteri kadar biriken metal, metal alma deliği sivri uçlu bir bara ile açılarak alınır. Bara delikte döndürülerek kum tamponun deliğe yapışan parçaları temizlenir. Tamponun delinmesinde bara, oluğa paralel tutulur. Bara ucunun soğuk olmamasına dikkat edilmelidir. Oluk ve deliğin ağzı temiz tutulmalıdır.

Metal alma deliği açıldıktan sonra ocaktaki sıvı metalin hepsi potalara alınır. Metalin

bittiği, delikten cürufun gelmesi ile anlaşılır. Hemen tampon vurulur. Ocakta tekrar metal birikmeye başlar. Bu şekilde kısa aralıklarla metal alınması birkaç defa tekrarlanır. Böyle yapılmakla ocak tabanı ve metal alma deliği ısıtılmış olur. Aksi takdirde soğuk metal ocak tabanında birikerek metal alma oluğunda donabilir. İlk alınan metal biraz soğuk olacağından kalın işlerin dökülmesinde kullanılır veya külçe kalıplarına dökülür. Daha sonra normal aralıklarda metal alınır.

Bazı büyük ocaklarda, metal alma deliğinin açılıp kapanmasında özel düzenekler

kullanılır. Yine bazı büyük ocaklarda metal alma deliği sürekli açık kalır. Metal, ocağın önündeki büyük bir potada biriktirilir. 6.3.3. Metal Alma Aralıkları

Metalin sıcaklığı yükselince, ocak tabanı ve metal alma deliği de yeterince ısınmış olur. Bundan sonra metal, normal şekilde ve düzenli aralıklarla alınır. Pota kısmı doluncaya kadar beklenir. Potanın dolması, cüruf deliğinden cürufun gelmesi ile belli olur. Fazla beklenirse buradan sıvı metal gelmeye başlar. Dolayısı ile cüruf alındıktan sonra metal alma deliği açılarak buradan sıvı metal büyük bir potaya, buradan da diğer potalara dağıtılır. Metal alma aralıkları 15-20 dakika kadar olur.

Şekil 6.1: Tamponun vuruluşu

53

6.3.4. Cüruf Deliğinin Durumu

Cüruf deliği pota kısmının üst tarafında olup hava deliklerinin hemen altındadır. Buradan ocağın içerisindeki cüruf zaman zaman alınır. Bazı dökümcüler cüruf deliğine bir tampon vurarak bu deliği kapatır. Gerekli görüldüğü zaman burası delinerek curuf tahliye edilir. Bazı dökümcüler ise cüruf deliğinin devamlı açık kalmasını uygun görür. Ocağa gönderilen hava yeterli olduğu zaman cüruf deliğinin açık kalması yararlıdır. Çünkü:

Metal alma aralığı daha kolay saptanır. Pota kısmı dolunca cüruf deliğinden cüruf gelmeye başlar. Böylece pota kısmının sıvı metal ile dolu olduğunu anlarız.

Cürufun alınması kolaylaşır. Ocaktaki metal miktarı bilinir. Metalin hava kuşağına kadar yükselmesi ve buraya dolması ihtimali kalkar. Ocağın çalışması düzenli olur.

6.3.5. Ergitmenin Durdurulması

Gerektiği zaman veya zorunlu durumlarda, ocağın çalışması bir saate kadar durdurulabilir. Bazen bu süreyi de geçebilir. Bu durumda hava kesilerek ergitme durdurulur. Hemen hava delikleri açılır. Ocağın içindeki metal potalara alınarak boşaltılır. Bekleme süresinden sonra hava delikleri temizlenerek kapatılır ve hava verilir. Ergitme tekrar başlar. Bütün bunlara karşılık ergitmenin durdurulması önerilmez. Durdurma işlemi, zorunlu durumlarda yapılır. Örneğin elektrik kesilmesi, herhangi bir yerde bozulma vb gibi aksaklıklarda ergitme zorunlu olarak durdurulabilir. 6.3.6. Pekiştirme Koku

Ocağa, normal vezin koku dışında, fazladan yüklenen kok kömürüne “Pekiştirme koku’’ denir. Yatak kokunun azalması durumunda veya ocakçının tecrübeleri neticesinde 4-5 vezinde bir pekiştirme koku atılır. Miktarı, vezin koku kadardır. Pekiştirme koku atılmakla, yatak koku yüksekliği sabit tutulmaya çalışılır.

Bunun dışında değişik bileşimdeki vezinlerde fazladan kok yüklenir. Vezinler arasına atılan bu kok, değişik bileşimdeki metallerin, pota kısmında karışmasına engel olabilir. İki vezin arasına yüklenen bu kokun miktarı, vezin kokunun iki katı olur. Ancak bu bile yeterli olmayabilir. Diğerlerinden farklı olan metal vezni, bir sonraki vezinden alınabilir.

Ocakçı, ocak içindeki vezinlerin durumunu çok iyi bilmesi gerekir. Ocaktaki metal

miktarını ve hangi vezinin hangi zamanda ergidiğini göz önünde tutması gerekir. 6.3.7. Ergitmenin Durması

Döküm sonuna doğru ocağın yüklenmesi durdurulur. Vezinlerin üst düzeyi yavaş yavaş aşağı düşer. Ancak astarın yıpratılmaması için ocak tamamen boşaltılmaz. Ergimemiş birkaç vezin kalır. Ocak tabanı bozulunca bunlar aşağı düşer. Yükleme durdurulduktan sonra havayı azaltmak yararlı olabilir. Hava deliklerinden görülen metal damlaları kesilince ergimenin durduğu anlaşılır. Pota kısmındaki metal tamamen boşaltılarak potalara alınır. Cüruf, metal alma deliğinin altındaki havuza akar. Akma bitince boşaltma kapakları açılarak

54

ocağın tabanı bozulur. Tabanın bozulması için ateşleme kapısı açılabilir. Ocak altından sivri baralar yardımı ile kenar kısımlar inceltilir. Tabanın ortası delinir. İçeride kalan cüruf ve metaller ocak altındaki havuza akar. Bir bara, ateşleme kapısından kaldıraç gibi kullanılarak taban açılır. Ocakta kalan ergimemiş metaller ve koklar ocak altına iner. Bunlar su ile söndürülür ve soğutulur. Buradan alınan koklar kurutma fırınlarında ve büyük maçaların yapımında kullanılır.

Boşalan ocak soğumaya bırakılır. Bazen su ile soğutulursa da astarı yıprattığı için pek uygulanmaz. Soğuyan ocak temizlenir. Daha önce anlatıldığı gibi onarılır. Tabanı yapılarak döküme hazırlanır. 6.4. Kupol Ocağında Çalışmaların Denetlenmesi

Kupol ocağında beklenen sonuçların tam ve kesin olarak alınabilmesi ve hedeflerden sapmaların önüne geçilebilmesi için çalışmaların titizlikle yapılmasının yanında birtakım gözlem ve deneylerin de yapılması zorunludur. Söz konusu gözlem ve deneylerin bir kısmı, ocağın çalışma süresi dışında gerçekleşir. İlkel gereçlerin (Refrakter malzemeler, ergitilecek metallerin kimyasal bileşimi vb) bileşim ve özelliklerinin saptanması için yapılan analiz ve deneyler ile dökülen parçaların kimyasal bileşimi ve mekanik özelliklerinin saptanmasına yönelik deneyler, bu çeşit deneylerdir.

Yukarıda bahsedilen deneylerin dışında, ocağın çalışması esnasında hemen sonuç veren, dolayısı ile ocakta bir takım operasyon ve değişiklikler yapmamızı hemen bildiren deneylerde vardır. Bunlar, aşağıdaki gibi sıralanabilir. 6.4.1. Sıvı Metalin Sıcaklığının Ölçülmesi

Dökümde sıvı metalin sıcaklığı, parçaların istenilen özelliklerde elde edilebilmesi bakımından çok önemlidir. Metali kalıplara çok sıcak veya soğuk dökmenin bir çok döküm hatalarına sebep olduğunu biliyoruz. Bu bakımdan sıvı metalin ilk gelmeye başlaması ile birlikte, sıcaklığı düzenli olarak ölçülür. Tecrübeli dökümcüler, metalin sıcaklığını, metalin rengine bakarak gerçeğe yakın bir değer söyleyebilirler.

Şekil 6.2: Optik pirometrenin çalışma esası

Düzenli aralıklarla ölçülen sıvı metal sıcaklıkları, atölyede görülebilen bir yere

kaydedilerek saklanır. Bu şekilde yapmakla, o metalden dökülen dökümlerdeki hataların nedenleri bulunabilir.

55

Ocaktan akan sıvı metalin sıcaklığı, ilk akıştan başlayarak bir süre sonra yükselir. Sonra sıcaklığın bu şekilde muhafaza edilmesi gerekir. Sıcaklıktaki düşmeler, ocağın çalışmasında aksaklıklar olduğuna dair bir işarettir.

Kupol ocağının çalışmasında sıvı metalin sıcaklığı genellikle optik pirometre ile ölçülür. Optik pirometrelerin duyarlılığı, yılda en az bir defa kontrol edilmelidir. Pirometrenin çalışma esası yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi, bataryadan gelen elektrik akımı mini bir reosta ile azaltılıp çoğaltılarak, ortadaki rezistansı farklı renklerde kızartır. Biz elektrik akımını ayarlayan düğmeyi, rezistansın rengi sıvı metalin rengine gelinceye kadar çeviririz. Düğme çevrildikçe sıcaklık değerlerini gösteren kadranın ibresi de değişmektedir. Rezistansın rengi ile sıvı metalin rengi aynı olduğu zaman ibrenin gösterdiği sıcaklık değeri kadrandan okunur. 6.4.2. Çil Deneyi (Chill Testi)

Bu deney ocaktan alınan sıvı metalin bileşim ve özelliklerini denetlemeye yarar. Adına soğutma deneyi de denir.

Dökme demirin dokusu,

bileşimi ile birlikte soğuma hızına bağlıdır. Çabuk soğuyan kısımlar beyazlaşır ve sertleşir. Geç soğuyan kısımlar ise esmer halde kalır. Soğuma hızının artırılması, dokudaki karbonun, grafitin olarak ayrılma oranını düşürür.

Bileşimi, biçim ve ölçüleri aynı

olan iki parça dökülüp farklı hızlarda soğutulursa dokuları farklı olur. Bileşim değişirse, biçim, ölçü ve soğutma hızı aynı olursa doku gene farklı olur. Şu halde dokudan grafit ayrışmasına etkisi olan iki faktörden birisi bileşim, ikincisi soğuma hızıdır, diyebiliriz.

Çil deneyinde metal özel olarak hazırlanmış kalıplara dökülür. Kullanılan kalıpların

genellikle bir kısmı kokil, bir kısmı kumdan olur. Bütünü kumdan veya bütünü kokilden olanlar da vardır. Kokile değen yüzeyler çabuk soğur. Hızlı soğumada bileşimdeki karbonun tamamı demirle bileşik halde yani demir karbür halde bulunduğundan rengi beyaz olur. Daha yavaş soğuyan bölgelerde karbonun bir kısmı serbest hale geçer ve soğuma hızına bağlı olarak rengi esmerleşir.

Kupol ocağındaki ergitmelerde karbon belli sınırlar içinde kalmaktadır. Manganez ve

kükürt içinde aynı şeyler söylenebilir. Fosforun ise grafit ayrışmasına etkisi çok azdır. Bu nedenlerle deneyimizdeki beyazlığın miktarının asıl nedeni silisyumun azlığı veya çokluğudur.

Şekil 6.3: Çil test kalıbı

56

Dökülen deney parçalarının şekilleri ve ölçüleri farklı olabilmektedir. En çok kullanılan deney parçaları dikdörtgen prizma ve kama şeklinde olanlardır. Şekil 6.3’de dikdörtgen prizma şeklinde bir çil deney kalıbı görülmektedir. Kalıbın ana kısmı yağlı maça kumundan yapılmıştır. Taban kısmı ise metalsel bir plakadır. Plaka, soğutucu görevi yapmaktadır. Ocaktan el potası ile alınan sıvı metal kalıba üstteki yolluk yerinden dökülür. Plakaya yakın olan kısımlar hızlı soğur ve beyazlaşır. Uzaklaştıkça beyazlık azalır. Esmer rengi alır. Beyaz kısmın derinliği ölçülerek değerlendirme yapmamızı sağlar. Şekil 6.4’te böyle bir deney parçasının kesiti görülmektedir. Beyazlığın ölçüsüne çil derinliği denir. Bu derinlik parça yüksekliğinin 1/3 ü ila 1/ 4 ü arasında ise bileşim normal demektir. Çil derinliği ¼ ‘ün altında ise silisyum miktarı fazla, 1/3’ ün üzerinde ise silisyum miktarı az demektir.

Değişik kalınlıktaki parçalara ‘’Basamaklı çil deneyi’’ uygulanır. Deney parçasının

değişik kesitlerden oluşması, bu kalınlıklar hakkında bilgi vermektedir. Kalıba dökülen metalin sıcaklığı ise 1400 °C’ nin üzerinde olmalıdır. Kalıbın kokil

kısmı elle dokunabilir sıcaklıkta olmalıdır. Aksi halde aldatıcı sonuçlar verir. 6.4.3. Akıcılık Deneyi

Ergiyik metalin kalıbı eksiksiz ve zamanında doldurabilmesi çok önemlidir. Metalin

bu yeteneğine “AKICILIK” denir. Bir metalin akıcılığına başlıca iki faktör tesir eder. Bunlar, metalin bileşimi ve metalin

sıcaklığıdır. Akıcılığa bunların yanında, kalıp sıcaklığı, sertliği, gaz geçirgenliği, su düzeyinde duruşu, dökümde meydana gelen gazların etkisi, metalin katılaşma sıcaklığı ve kalıbın yolluk yüksekliği gibi faktörlerin etkisi vardır.

Şekil 6.5: Akıcılık spirali ve kalıplanması

Şekil 6.4: Çil Deney parçasının kesiti

57

Bileşimi ötektik dokuda ve ona yakın olan dökme demirin akıcılığı iyidir. Akıcılık, Şekil 6.5’de görülen spiral şeklindeki deney parçasının dökümü ile ölçülür.

Bu deney parçasına ‘’akıcılık spirali’’ denir. Akıcılık spirali kalıplanarak dökülür. Spiral kalıbının içindeki metalin merkezden kenarlara kadar akma mesafesi, metalin akıcılık değeri şeklinde yorumlanır. Bazı dökümcülere göre spiralin toplam boyu 150 cm kabul edilir. Ağır makine parçalarının dökümü için metalin yürüme mesafesi 50 cm, ince parçalar için 75 cm uygun görülür. Metalin yürüme mesafesini belirlemek için spiral modeline belli aralıklarda işaretler konur. Bu aralıkların her biri 50 mm olur. Spiralin kesiti ikizkenar yamuktur. Dökülüşü merkezden çevreye göredir. 6.4.4. Baca Gazı Analizi

Kupol ocağında meydana gelen gazların bileşimi, yanma durumu buna bağlı olarak ergitme kayıpları ve ergitilen dökme demirin özellikleri ile yakından ilgilidir. Vezinlerin arasından yükselerek bacaya giden gazlar, yükleme kapısının altından alınan örnek gaz aracılığı ile analiz edilir. Elde edilen sonuçlara göre yanma ve yanma için gerekli hava ayarlanmaya çalışılır. Örnek gaz, yükleme kapısının altına indirilen bir boru yardımı ile alınır. Gazların analizi çeşitli yöntemler ile yapılır. En çok kullanılan yöntem, ‘’Orsat aygıtı‘’ denilen bir aygıt ile yapılır.

Kupol ocağı baca gazlarının ortalama analizleri genelde şu sınırlar içinde olur:

% 72-77 azot, % 12-19 karbon dioksit, % 3-16 karbon monoksit, % 0,5-2 oksijen 6.4.5. Gözlem ve Görgülere Dayanılarak Yapılan Denetlemeler

Bunlar, küçük çapta ocak aksaklıklarını ortaya çıkarır. Daha çok görgü ve tecrübeler neticesinde bu aksaklıklar anlaşılır. Bazı denetlemeler aşağıdaki gibidir.

1) Hava delikleri devamlı gözaltında bulundurulur. Üflenen havanın hava

deliklerinden normal girişi, bunların açık bulunmasına bağlıdır. Burada en büyük tehlike, soğuk havanın cürufa çarpması neticesi, cürufun katılaşarak hava deliklerini tıkaması ve bunların görevlerini yapamaz duruma gelmeleridir. Bu olumsuzluğa meydan verilmemeli, gerektiğinde hava delikleri baralanmalıdır.

2)Vezinlerin inişi, gözetleme deliklerinden bakılarak kontrol edilmelidir. Gözetleme

deliklerinde sıvı metal damlaları görülmesi, ergimenin devam ettiğini gösterir. Damlamalar kesilirse ergimenin durduğu ve ocakta bir aksamanın oluştuğu anlaşılır.

Damlamaların biçim ve parlaklığı da çalışma hakkında bir fikir verebilir. Örneğin

damlaların parlaklığı, kok kömürünün parlaklığından daha fazla ise metalin sıcaklığı iyi, ocağın çalışması normal demektir. Diğer bir anlatımla, yatak koku ve vezin koku miktarı ve buna göre hava miktarı da yeterli demektir.

58

Metal damlaları yanan koktan daha koyu renkte ise metalin sıcaklığının düşük olduğunu gösterir. Bunun bir nedeni, vezin koku miktarı azdır. Hava da yetersizdir.

Yatak koku yüksekliği iyidir. Metal soğuk olduğu halde verim normaldir. Diğer

neden, vezin koku normal veya fazla, buna göre hava yetmemektedir. Bu durumda hem metal soğuk, hem de verim azdır.

Metal damlaları birleşerek koyu renkli, kalın çizgiler (çubuklar ) şeklini almış ve

aralarında büyük parlak damlalar bulunmakta ise metalde oksitlenme eğilimi vardır. Metal sıcaklığı iyidir ancak bir süre sonra düşecektir. Bunun nedeni yatak kokunun az yüklenmiş olması ve havanın normal vezin kokuna göre çok fazla gelmesidir. Yatak koku giderek daha da azalacaktır. Verim yüksektir.

Aynı durum şu nedenle de olabilir. Ocakta çatma vardır veya pekiştirme koku (takviye

koku) unutulmuş veya azaltılmıştır. Bu durumda verim az olur veya azalma eğilimi vardır. Yukarıdaki durum ilerlerse, hava deliklerinden görülen büyük parlak damlalar

kaybolur. Yalnız koyu renkli çizgiler (Çubuklar) şeklindeki metalin akışı görülür. Alınan metal soğuk olur ve oksitlenme eğilimi vardır.

3) Cürufun Görünüşü: Kupol ocağında cüruf daima göz önünde bulundurulur. Cürufun

metale göre ağırlığı ve akıcılığı azdır. Daha çabuk katılaşır. Tamamen boşalabilmesi için akıcılığının iyi olması gerekir. İyi olmadığı zaman kireçtaşı veya flüorspat atılır.

Soğuyan cüruf cam şeklini alır. Bu durumda değişik renkler alıyorsa ve kesitinde

kofluklar varsa ya kömür iyi değildir ya da kireçtaşı miktarı azdır. Rengi yeşilimtırak sarı ise içinde fazla demir oksit var demektir. Normal cürufun rengi zeytin yeşilidir.

Cüruf koyu bir durumda ise kireçtaşı miktarı artırılmalıdır. 4) Ergiyik dökme demirin görünüşü: Ocaktan potalara alınıp kalıplara dökülen sıvı

metalin görünüşü tecrübeli bir dökümcüye metalin durumu hakkında (sıcaklığı, akıcılığı vb) önemli bilgiler verir.

5) Ocağa bağlı bölümler devamlı göz önünde bulundurulur. Örneğin ocağın çatması

vantilatörün çekişini artırır. Sisteme bağlı bir ampermetrenin üzerinde çekilen amperin yükseldiği görülür.

Şekil 6.6: Tamponun şekli

59

UYGULAMA


Yaptığınız hesaplara göre belirlenen yatak koku ve vezinleri kantarda tartınız.

Tarttığınız yatak kokunu ve vezinleri, yükleme kapısı bölgesinde gruplandırınız.

Ocak tabanına mazotlu üstüpü yerleştiriniz.

Ateşleme kapısından, odunları dik olarak ocak tabanına yerleştiriniz (Şekil 1).

Ateşleme kapısını, düzgün iri kok kömürleri ile örünüz (Şekil 2).

Mazotlu üstüpünün bir ucunu, kömürlerin arasından dışarı çıkarınız.

Ocağın gözetleme deliklerini açınız.

Mazotlu üstüpüyü ateşleyerek odunları yakınız (Şekil 3).

Odunlar tutuşunca, daha önce hazırladığınız yatak kokunun yarısına yakınını ateşleme kapısından yükleyiniz (Şekil 3 ve Şekil 4).

İlk yüklenen kömürler tutuşup yanınca, kalan yatak kokunu da yükleyiniz (Şekil 4 ve Şekil 5).

Yatak kokunun yanıp yanmadığını, ateşleme kapısından tutacağınız bir ayna ile kontrol ediniz.

İş önlüğünü giydiniz mi? Çalıştığınız alanı temiz ve düzenli

tutuyor musunuz?

Şekil 1: Ocak tabanına odunların döşenmesi

Eldiven, maske, tozluk ve baretinizi giydiniz mi?

Şekil 2: Ateşleme kapısının iri koklarla

örülmesi

Şekil 3: Mazotlu üstübü ile odunların

tutuşturulması

UYGULAMA

60

Yatak kokunun yanması tamamlanınca ateşleme kapısına ördüğünüz kömürlere sulandırılmış şamut sürünüz.

Ateşleme kapısını ocak tamir harcı ile sıvayarak kapatınız (Şekil 5).

Ateşleme kapısının kapağını kapatarak çamurlayınız.

Yatak koku akkor haline gelince, zincirle seviyesini kontrol ediniz.

Yatak kokunun ağırlığının % 20 oranında kireçtaşını, kokun üzerine seriniz.

Daha önceden hazırladığınız kok, kireçtaşı ve metal vezinlerini, yükleme kapısı hizasına kadar sırası ile atınız.

Her dört vezinden sonra yatak kokunu, bir vezin koku kadar kok ile takviye ediniz.

Ocağı yükleme kapısı hizasına kadar doldurunuz.

Şekil 4: Yatak kokunun yüklenmesi.

Çalıştığın yeri temiz tutuyor musun?

Şekil 5: Ateşleme kapısının kapatılması.

61


Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) ÇOKTAN SEÇMELİ SORULAR 1. Kupol ocağına hava ne zaman verilmeye başlanır?

A. Yatak koku tam yanma durumuna gelince hava verilir. B. Ocak yakılır yakılmaz hava verilmeye başlanır. C. Önce hava verilir sonra odun yakılır. D. Odunlar tutuştuktan sonra hava verilir.

2. Ocağa hava verilmeye başladıktan ne kadar sonra metal alma deliğinden ilk sıvı metal

gelmeye başlar? (Tekniğine uygun yüklenen bir ocak için) A. 3-5 dakika B. 5-10 dakika C. 1 saat D. 8-10 dakika

3. Pekiştirme koku için en doğrusu hangisidir?

A. Ocağın verimini yükseltmek B. Metalin sıcaklığını yükseltmek C. Sıvı metalin kalitesini yükseltmek D. Yatak kokunun yanan miktarını tamamlamak

4. Çil deneyinin yapılma amacı ne olabilir?

A. Silisyum tayini yapmak B. Metalin akıcılık yeteneğini ölçmek C. Metalin sıcaklığını ölçmek D. Karbon tayinini yapmak

5. Kupol ocağında herhangi bir aksaklık yoksa, curufun rengi nasıl olur?

A) Siyah B) Sarı C) Zeytin yeşili D) Sarı yeşil DEĞERLENDİRME



62

B. UYGULAMALI TEST Kupol ocağını yakarak yükleyiniz.


KONTROL LİSTESİ


İş önlüğünü, baretini, eldivenini ve toz gözlüğünü taktınız mı?

Vezinleri yükleme kapısında gruplandırıp numaralandırdınız mı?

Ocak tabanına odunları dikkatli yerleştirdiniz mi?

Ateşleme kapısını iri kok kömürleri ile ördünüz mü?

Ocağın gözetleme deliklerini açtınız mı?

Odunları mazotlu üstübü ile tutuşturup, iyice yanınca yatak kokunu 2-3 defada ocağa attınız mı?

Yatak kokunun akkor hale gelinceye kadar yanmasını bekleyip ateşleme kapısını ocak harcı ile ördünüz mü?

Ateşleme kapısının kapağını çamurla sıvadınız mı?

Yatak koku düzeyini kontrol ettiniz mi?

Yatak kokunun üzerine gereği kadar kireçtaşı attınız mı?

DEĞERLENDİRME

Yukarıdaki tüm sorulara Evet cevabını veriyorsanız, bir sonraki faaliyete geçiniz. “Evet” cevabı veremediğiniz yerlerde faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


63


Gerekli ortam sağlandığında, tekniğine uygun, kupol ocağında metal

ergitebileceksiniz.

Kupol ocağında ergitme işlemi esnasında olabilecek aksaklıkları araştırınız.

7. KUPOL OCAĞINDA ÇALIŞMA AKSAKLIKLARI

Kupol ocağının çalışmalarındaki aksamaları, meydana geldikten sonra gidermeye

çalışmaktansa, meydana gelmemeleri için, gerekli tedbirler alınmalıdır. Bunun için aksaklıkları tanımak, nedenlerini öğrenmek, giderilme çarelerini bilmek ve gerekli tedbirleri baştan almak gerekir. Ocakta meydana gelebilecek aksaklıklar şunlardır: 7.1. Ocak Çatması

Ocağa atılan büyük parçalar ve birbirlerine kaynayan çok ince parçalar, gövdenin duvarları arasına sıkışarak vezinlerin aşağı inişini durdurur. Kok yandığı halde metal vezinleri yukarıda askıda kalır. Yükleme kapısından bakınca, belli bir sürede aşağı inmesi gereken vezinlerin yerinde durduğu görülür. Vezinlerin arasından, alt kısmın boş olduğunu gösteren alevler yükselir. Gözetleme deliğinden bakılınca metal damlamaları görülmez. Metal alma deliği açıldığı zaman az ve soğuk metal gelir. Bu belirtilerden ocağın çatmış olduğu anlaşılır.

Bu çatmayı gidermek için yükleme kapısından uygun ölçüde bir bara ile vurulur.

Çatma bozularak vezinler aşağı indirilir. Eğer çatma altındaki kok tamamen yanmış ise, baralamaya başlamadan önce havanın kesilmesi uygun olur. Böylelikle soğuk havanın metal vezinlerini tamamen soğutması önlenmiş olur.

Aksaklığın meydana gelmemesi için, ocağa atılan parçaların boylarının, ocak çapının

% 50’sini geçmemesi gerekir. Yükleme düzensiz olmamalı, uzun parçalar dik olarak atılmalıdır. Ocağın örülmesinde tuğlalar, aşağı doğru genişleyecek şekilde örülmeli, onarımlarda gereksiz çıkıntılardan kaçınılmalıdır. 7.2. Ocak Gövdesinin Delinmesi

Döküm sırasında ocağın ergime bölgesinde, çok seyrek olarak da pota kısmında, ocak sacının kızardığı görülür. Eğer soğutulmaz ise ocak kızaran kısımdan delinir. Gazlar ve sıvı metal buradan çıkabilir.

AMAÇ

ARAŞTIRMA


64

Ocak onarımının iyi olmayışı, tuğla ve harcın zayıflığı, metalin güç ergimesi, bu aksaklığı meydana getirir.

Ocak kızardığı zaman hava kesilmeli, bu kısım hava veya su ile soğutulmalıdır. Bu

arada döküm çabuk bitirmeye çalışılmalıdır. Bu aksaklığın meydana gelmemesi için, kupol tuğlaları ve harç iyi kalitede olması gerekir. Tuğlalar düzgün örülmeli, iyi cins yapıştırıcı kullanılmalıdır. Ocak astarı yeterli kalınlıkta tutulmalıdır. 7.3. Ergime Bölgesinin Düşmesi

Hava deliklerinden bakıldığında bu bölgede ergimemiş metaller görülürse, ergime bölgesinin aşağı düştüğü anlaşılır. Bu aksaklık az ölçüde düzensiz yüklemeden kaynaklanır. Asıl neden, yatak kokunun azlığı, yanma hızının fazlalığı veya kullanılan kokun zayıflığıdır. Eğer düşme tam olarak gerçekleşmemişse, yani metaller tam olarak hava delikleri bölgesine inmemişse kok miktarı artırılarak problem giderilebilir. Bütün hava deliklerine metaller inmişse, dökümü durdurmaktan başka çare yoktur. Eğer bu olay sık sık oluyorsa, kokun özelliklerini kontrol etmek ve gerekirse koku değiştirmek, yatak koku miktarını artırmak ve belli aralıklarla yüklenen takviye kokunu artırmak gerekir. 7.4. Metal alma Deliğinin Donması

Metal alma deliği açılmadığı zaman, delik içerisinde bulunan metal donmuş demektir. Bu aksaklık daha çok dökümün başında metal henüz soğukken veya delik iyice ısınmadan tampon vurulmasından kaynaklanır. Döküm sırasında da olabilir. Delik açılamadığı zaman, deliğin yanından başka bir delik açılarak metal alınır. Bu yapılamazsa, donan metal oksijenle ergitilerek metal alma deliği açılır.

Aksaklığın meydana gelmemesi için delik boyu kısa yapılmalı, tampon vurulmadan

önce delik iyice ısıtılmalıdır. Isıtmanın yapılabilmesi için ilk ergiyen metal, metal alma oluğunun altındaki havuza bir süre akıtılır. Bu şekilde yapılmakla, hem soğuk metal dışarı alınmış hem de metal alma deliği ısıtılmış olur. 7.5. Ocak Tabanının Delinmesi

Bu aksaklık, ocak tabanında bir yerin delinmesi ve buradan metalin dışarı akmasıdır. Ocak tabanının iyi hazırlanmamış olmasından kaynaklanır. Bu anda hemen dökümü durdurmak gerekir. Başka çare aramak boşunadır. Kazalara neden olabilir. Bu aksaklığı önlemek için, tabanın tekniğine uygun yapılması gerekir. 7.6. Metalin Soğuk Gelmesi

Kok miktarının vezinlere yeterli olmayışından, yatak kokunun azalması veya fazla

yükselmesinden, havanın azlığından, hava deliklerinin tıkanması gibi nedenlerden metal soğuk gelebilir. Çatma ve ergime bölgesinin düşmesi de soğuk metal gelmesine neden olur.

65

7.7. Hava Deliklerinin Cürufla Tıkanması

Hava delikleri döküm sırasında iyi kontrol edilmezse, cürufla tıkanabilir. Hemen anlaşılıp cüruflar kırılmazsa delikler işlemez hale gelebilir. Hava deliklerinin sık sık kontrolü yapılıp biriken cüruflar baralarla kırılmalıdır. 7.8. Yükleme Kapısından Alevler Görülmesi

Bu durum, doğrudan doğruya aksama olmamakla beraber, ocağın normal çalışmadığını gösterir. Ocak boyunun kısalığından, yüklemenin iyi olmamasından ortaya çıkar. Ocak çatmasında da yükleme kapısında alevler görülür. Kok tabakasının kalınlaştırılması ile önlenebilir. Bu şekilde önlenemezse, ocağın yapısının incelenmesi gerekir. 7.9. Hava Delikleri Üzerinde Kemer Meydana Gelmesi

Hava deliklerinin hemen üzerinde, soğuk havanın çarpması ile soğuyan cürufların katılaşarak bir kemer meydana gelebilmektedir. Bu durum ocağın çalışmasını aksatır. Ergiyen metalin miktarı azalır. Hava deliklerinden bakılınca kokun yandığı ve bu bölgenin boşaldığı görülür. Hemen hava kesilerek kemerin ergimesinin çözülmesi beklenmelidir. Eğer kemer çözülmezse dökümün durdurulması gerekir.

Bu aksaklığın nedeni, genellikle kokun kül miktarının yüksek oluşudur. Havanın hızı

yeterli olmazsa, ocak duvarlarını yalayarak yükselecektir. Bu şekilde cürufu soğutacaktır. Soğuyup katılaşan cüruf kemeri oluşturur. Bu aksaklığın meydana gelmemesi için iyi kalitede, kül miktarı az kok kömürü kullanmalıdır. Havanın hızı, ocağın eksenine kadar ulaşacak şekilde yüksek olmalıdır. Aynı zamanda yardımcı hava deliklerinin kullanılması düşünülebilir. 7.10. Ergimenin Durması

Elektrik akımının kesilmesi veya hava donanımında bir aksaklık oluşması durumunda hava kesilebilir. Ergitme ve döküm durur. Eğer durma uzun sürecekse, döküme son verilmelidir. Ancak ocağın büyüklüğüne göre bu durumda bir saate kadar beklenilebilir. Bu süre içinde hava delikleri mutlaka açık bulundurulur. 7.11. Dökme Demirin Kükürt ve Oksidinin Giderilmesi

Dökülen dökme demirin içindeki kükürdü mümkün olduğu kadar azaltmak veya belli

bir orandan yukarı çıkarmamak gerekir. Bunun için bazı pratik çareler düşünülebilir. Kükürt, metale daha çok kok kömüründen geçmektedir. Kok kömürünü azaltmak, me taldeki kükürt miktarını sınırlayabilir.

66

Kireçtaşı cürufu sıvılaştırdığı gibi, kükürdün bir kısmını elimine de eder. Manganez, kükürdün bir kısmı ile birleşerek mangan sülfür halinde cürufa karışabilir. Ancak bu yöntemler sınırlıdır.

Dökme demirdeki kükürt en çok soda ile giderilebilir. Bu yöntemle metaldeki toplam kükürdün % 70’ini tasfiye ederiz. FeS+Na2O +C ---------Na2S + Fe + CO şeklinde demirin içindeki kükürt, sodyum sülfür şeklinde cürufa geçer.

Soda, cürufu temizlenmiş bir potaya atılır. Ancak rahatsız edici buharlar çıkardığı için, briketler şekline getirilmesi gerekir. Briketler, sodaya alkali tuzlarda karıştırılır. Bu karışım çimento cinsi bir bağlayıcı ile briket haline getirilir. Briketlerin potaya katılma oranı % 0,5–0,7 civarında olur. 7.12.Ağ Diyagramı

Dökümcüler uzun süre, kupol ocağının çalışması ile ilgili etkenler arasındaki ilişkileri bir diyagram olarak göstermek gereğini duymuşlardır. Bu diyagram, kupol ocağı ile ilgili kişilere yol göstererek bunların hata yapmasını önler.

Bu diyagram önce, H. Jungbluth ve H. Korschan tarafından hazırlanmıştır. Daha sonra yapılan deneylerde doğruluğu saptanmış ve geliştirilmiştir. Adına ağ diyagramı denilmiştir. Şekil 7.1’de Jugbluth ağ diyagramı görülmektedir.

Ocakta kullanılan kok miktarı, verilen havanın hacmi ve bunlara bağlı olarak, metalin sıcaklığı ile ocağın verimi arasındaki ilişkileri bu diyagram göstermektedir.

Burada üç temel ilke açıklanmış olmaktadır. Bunlar, aşağıdaki gibi sıralanabilir:

a) Kok kömürü yüzdesi artırılmadan, hava miktarı çoğaltılırsa ocağın verimi ve metalin sıcaklığı yükselir. Bu yükseliş belli bir noktaya kadar sürer. Daha sonra verim arttığı halde metalin sıcaklığı düşmeye başlar.

b) Ocağa gönderilen hava değiştirilmez, kok yüzdesi artırılırsa, metalin sıcaklığı yükselir. Fakat ergitilen metal miktarı, yani ocağın verimi azalır.

c) Ocağın verimini değiştirmeden, metalin sıcaklığını yükseltmek veya metalin sıcaklığını düşürmeden verimi artırmak için, kullanılan kok kömürünün yüzdesi ile hava miktarı arasında bir denge kurmak gerekir.

Kupol ocaklarının yapıları ve özellikleri değişik olmaktadır. Bu nedenle, kendi ocağımızın ağ diyagramını, ocaktaki gözlem ve tecrübelerle kendimiz oluşturmalıyız.

67

Şekil 7.1: Jungboldh Ağ Diyagramı

7.13. Kupol Ocağının Yapım Resimleri

Kupol ocağının ana yapısı metal olup, 3-10 mm’lik saçların kıvrılarak kazan şekline getirilmesi ve gözetleme delikleri, ayak, oluk gibi dökme demir parçaların gövdeye montajı ile meydana getirilmiştir. Kazanların birleştirilmesi, çok defa buralara flanşlar kaynatılıp flanşlardan cıvatalanmak şeklinde olur. Ancak kaynak, perçinleme şeklinde birleştirmelerde olabilir.

Hava kuşağı ayrı bir kutu şeklinde yapılabilir. Ancak hemen gövdeye kaynaklı yapılan

ocaklar da vardır. Ayakları bağlandığı ve ocağın oturduğu taban tablası dökme demirden dökülür. Bu

tabla kalın saclardan yapılabilse de pek uygun görülmez. Hava delikleri olarak kullanılan silindirik veya prizmatik kutular dökme demirden

dökülür. Ancak ender olarak bunlar da saçtan yapılabilir. Bunlar dış taraftan uygun şekilde ocağa bağlanır. Gözetleme deliği kapakları da dökme demirden olur.

Ocak içine, yükleme kapısından 1-1.5 metre altına kadar dökme demirden dökülmüş tuğlalar döşenir. Bu şekilde yapmakla, vezinlerin bu kapıdan ocağa atılması sırasında, ocak astarında meydana gelebilecek yıpranmaları önlemektir.

Burada kupol ocağının ana parçalarının resimleri verilecektir.

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

UYGULAMA


Kupol ocağını yakınız ve yükleyiniz. Vantilatörü çalıştırarak ocağa hava veriniz. Gözetleme deliklerini kapatınız. Hava verildikten sonra ergimiş metalin metal alma deliğinden geliş zamanını bekleyiniz.

Ergimiş metal, metal alma deliğinden gelince metal, metal ergime deliğini ısıtıncaya kadar akıtınız.

Kum tampon hazırlayınız. Metal alma deliğini baranın ucu ile temizleyerek, tamponla metal alma deliğini tıkayınız.

Metal alma deliğinin donma tehlikesini önlemek için, fazla beklemeden ucu sivri bir bara ile metal alma deliğini açınız.

Ocağın içindeki metali potalara alınız ve deliği tekrar tamponla tıkayınız.

Metal alma deliğinin donma tehlikesini gidermek için fazla beklemeden metal alma deliğini açınız. Metali aldıktan sonra kapatınız. Bu işlemi sık aralıklarla 3-5 defa yapınız.

Soğuk metali (döküm sıcaklığında olmayan metal) lengoya dökünüz.

Cüruf deliğini devamlı açık tutunuz. Cüruf alma arabasını cüruf deliğinin altına yerleştiriniz.

Dökülecek işlerin özelliklerine göre belli aralıklarla metali alarak çalışmaya devam ediniz.

Zaman zaman gözetleme deliklerinden bakarak ocağın çalışmasını kontrol ediniz.

Hava delikleri cürufla kapandığı zaman cürufu bara ile kırınız.

Metal sıcaklığını zaman zaman optik pirometre ile ölçünüz.

Cürufun rengine bakarak yorumlayınız. Döküm sonuna doğru yüklemeyi durdurunuz.

Gerekli emniyet tedbirlerini aldınız mı?

Resim 7.1: Metalin alınması

Resim 7.2: Metalin kalıplara dökülmesi

Şekil 7.2: Tampon

UYGULAMA

79

Ocak içine 3-4 vezin kalıncaya kadar hava vermeye devam ediniz.

Vantilatörü kapatarak havayı kesiniz. Gözetleme deliği kapaklarını açınız. Ocak içinde kalan metali potalara alınız. Tampon yapmadan ocak içinde kalan cüruf ve metali, ocak önündeki kum havuza akıtınız.

Ocağın etrafındaki takımları kaldırınız. Ocağın ateşleme kapısı tarafında, ocak taban plakası altında, ocak ayaklarına bir saç levha dayayınız. (Korunma Önlemi)

Ocak taban dikmesini çıkarınız. Ocak taban kapaklarını açınız. Gerekli takımlar ile ocak taban kumunu ve kırık tuğlaları düşürünüz.

Ateşleme kapısını açınız. Bara ile ocak tabanını açmaya çalışınız.

Ocak tabanı açılınca yükleme kapısından bir ağırlık atılarak ocak içinin tamamen boşalıp boşalmadığını kontrol ediniz.

Taban tamamen açılınca yükleme kapısını kapatınız.

Ocak altını su ile söndürünüz.

Şekil 7.3: Tampon yapma

Şekil 7.4: Hava deliklerini baralama

80


Bu faaliyet kapsamında hangi bilgileri kazandığınızı aşağıdaki soruları cevaplandırarak belirleyiniz. A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) ÇOKTAN SEÇMELI SORULAR 1. Hangisi ocak çatmasının sebeplerinden biridir?

A) Ocağa atılan parçaların boylarının çok uzun olması B) Ocak duvarlarının oyuk olması C) Yüklemenin düzensiz olması D) Hepsi

2. Hangisi ocak gövdesinin delinmesinin sebeplerindendir?

A) Ocağa küçük parçaların atılması B) Tuğla ve harcın zayıflığı C) Ergiyen metalin düşük ısıda olması D) Yanma hızının düşüklüğü

3. Kupol ocağının çalışması esnasında ergime bölgesinin aşağı düştüğü nasıl anlaşılır?

A) Hava deliklerinde ergimemiş metalin görülmesi B) Metal alma deliğinden sıcak metal gelir C) Ocağın dış kısmı kızarır D) Hiçbiri

4. Hangisi metal alma deliğinin donmasının sebeplerinden biridir.

A) Metal alma deliği yeteri kadar ısıtılmamıştır. B) Metal alma deliğinin boyu fazla uzundur. C) İlk metal alındığında, delik ısınmadan hemen tampon vurulmuştur. D) Hepsi

5. Kupol ocağında, metalin soğuk gelmesinin sebepleri neler olabilir?

A) Kok miktarı vezinlere yeterli gelmemektedir B) Yatak koku azalmış olabilir. C) Yatak koku fazla yüksektir. D) Hepsi

DEĞERLENDİRME

Test bitmiştir. Modül sonundaki cevap anahtarı ile kendinizi değerlendiriniz. Başarılı iseniz, uygulamalı ölçme testine geçiniz. Başarılı olmadığınızı düşünüyorsanız, bilgi konularını yeniden gözden geçiriniz veya öğretmeninize başvurunuz


81

B. UYGULAMALI TEST Kupol ocağında metal ergitiniz.


KONTROL LİSTESİ

Değerlendirme Kriterleri Evet Hayır

İş önlüğünü, baretini, eldivenini ve toz gözlüğünüzü taktınız mı?

Ocağı yüklediniz mi?

Gözetleme deliklerini kapatıp ocağa hava verdiniz mi?

Ergimiş metali, metal alma deliğinin donması tehlikesine karşı, ocak havuzuna yeteri kadar akıttınız mı?

Kum tamponu hazırlayıp metal alma deliğini tıkadınız mı?

Metal alma deliğini açıp, metali potalara aldıktan sonra tamponla kapattınız mı?

Gözetleme deliklerine bakarak ocağın çalışma durumunu gözetlediniz mi?

Hava deliklerini zaman zaman baraladınız mı?

Cürufun rengini gözetlediniz mi?

Dökümün sonuna doğru yüklemeyi kestiniz mi?

Ocak altını doğru ve emniyetli açtınız mı?

DEĞERLENDİRME

Evet, cevabı veremediğiniz yerlerde tekrar faaliyete dönünüz veya öğretmeninize başvurunuz.


82

MODÜL DEĞERLENDİRME

Modül faaliyetleri ve araştırma çalışmalarının sonunda kazandığınız bilgi ve becerilerin ölçülmesi için öğretmeniniz size ölçme araçları uygulayacaktır.

Ölçme sonuçlarına göre sizin modül ile ilgili durumunuz öğretmeniniz tarafından

değerlendirilecektir. Bu değerlendirme için öğretmeninize başvurunuz.

MODÜL DEĞERLENDİRME

83

CEVAP ANAHTARLARI

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 CEVAP ANAHTARI

1 B 2 D 3 A 4 D 5 C


1 D 2 D 3 D 4 C 5 B


1 Evet 2 Hayır 3 Evet 4 Hayır 5 Evet


1 C 2 B 3 A 4 A 5 C

CEVAP ANAHTARLARI

84


1 D 2 C 3 B 4 A 5 B


1 A 2 B 3 D 4 A 5 C


1 D 2 B 3 A 4 D 5 D

85

ÖNERİLEN KAYNAKLAR

Doç. Dr. ÇAVUŞOĞLU Ergin N. Döküm Teknolojisi 1

ERSÜMER Aram, Demir Dökümü.

FİDANER Sabri, Süleyman ÇELİK, Halil DOĞMUŞ, Cumhur SÜZEN, A.Duray DURAN, Genel Dökümcülük Bilgisi Cilt 2

ÖNERİLEN KAYNAKLAR

86

KAYNAKÇA FİDANER Sabri, Süleyman ÇELİK, Halil DOĞMUŞ, Cumhur SÜZEN,

A.Duray DURAN, Genel Dökümcülük Bilgisi Cilt 2, İstanbul, 1981.

FİDANER, Sabri- Derde SOLAK, Dökümcülük Meslek Resmi, Milli Eğitim Yayınları, İstanbul, 1984.

Dökümcülük İş ve İşlem Yaprakları Sınıf 2, Ankara, 1976.

KAYNAKÇA

Documents

kupol ocagi