TEKNOLOJİ VE ÜRETİM PROSESİ
Günümüzde alüminyum üretiminde iki yöntem söz konusudur. Bunlar cevherden alüminyum üretimi(Birincil Alüminyum) ve hurdadan alüminyum üretimi(İkincil Alüminyum)dir.
Seydişehir Alüminyum Tesisleri, alüminyum cevherini işleyerek metalik alüminyum haline dönüştüren, bunu da döküm, haddeleme ve ekstrüzyon yöntemleri ile şekillendiren ülkemizdeki tek entegre birincil alüminyum üretim tesisidir.
Entegre üretim süreci, birbirini takip eden beş ana üretim aşamasını kapsamaktadır.
Bunlar;
- Boksit madeni işletmeciliği
- Alümina üretimi
- Sıvı alüminyum üretimi
- Sıvı alüminyumun alaşımlandırılarak dökümü
- Döküm ürünlerinden ekstrüzyon ve haddeleme işlemleri ile yarı ve/veya uç ürün üretimi
Boksit Madeni İşletmeciliği
Farklı bileşikleri olmasına karşın, alüminyum üretiminde boksit cevheri kullanılmaktadır. Boksit Al2O3 n H2O formunda minerallerden oluşmuş alüminyum cevherine verilen genel isimdir.
Boksit cevheri üretimi genellikle açık ocak işletmeciliği ile yapılmaktadır. Alümina üretiminden işlenen boksitlerin en az %40 Al2O3, en fazla %15 SiO2 içermesi yani silis modülünün (Al2O3 / SiO2) en az 7 olması gerekir. Birincil alüminyum üretiminde kullanılan boksitlerin kimyasal ve mineralojik bileşenlerine bağlı olarak, yaklaşık 4-5 ton boksitten 2 ton alümina, 2 ton alüminadan da 1 ton alüminyum elde edilmektedir. Boksit madenleri ile ilgili ayrıntılı bilgi ayrı bir bölüm halinde verilmiştir.
Alümina Üretimi
Kurulu kapasitesi yılda 200.000 ton alümina olan Seydişehir Alümina Fabrikası 6 ana bölümden meydana gelmektedir. Bunlar;
- Hammadde hazırlama
- Otoklavlar-Kırmızı Çamur
- Dekompozisyon-Hidrat
- Buharlaştırma
- Kalsinasyon
- Alüminyum Sülfat
Alümina üretiminde kullanılan yöntem Bayer Prosesi’dir. Hammadde hazırlama bölümünün işlevi, boksit cevherinin bu proseste işlenebilir duruma getirilmesini sağlamaktır.
Otoklavlar ve Kırmızı Çamur bölümünde öğütülmüş boksiti sudkostik (NaOH) çözeltisi ile kimyasal reaksiyona sokarak Al2O3 �ü sıvı faza almak, Kırmızı Çamur kısmının görevi ise çözülmeyen komponentlerin (demir, silis gibi) çöktürerek temiz Sodyum Alüminat (NaAlO2) çözeltisi elde etmek ve 6 kademe yıkanan kırmızı çamuru çamur barajına basmaktır.
Dekompozisyon-Hidrat Bölümünde Sodyum Alüminat çözeltisi hidrolize edilerek Alüminyum hidroksit (Hidrat) Al(OH) 3 elde edilir.
Hidrat ünitesinin kapasitesi 340.000 ton/yıl hidrattır. Üretilen hidratın bir kısmı alüminyum sülfat ünitesine gönderilirken diğer kısmı da kalsine alümine üretimi için prosese devam etmektedir.
Buharlaştırma bölümünde, zayıf çözeltinin buharlaştırılması ve Soda (Na2CO3) ile organik safsızlıkların çöktürülerek prosesten uzaklaştırılması yapılır.
Kalsinasyon bölümünde, Bayer Prosesi sonucunda elde edilen hidratın döner fırınlarda fiziksel ve kimyasal suyu uçurularak kalsine edilir ve alümina (Al2O3) elde edilir.
Bayer Prosesi ile alümina üretiminde son yıllarda kaydedilen en önemli gelişme, kalsinasyon işleminin döner fırınlar yerine akışkan yataklı fırınlarda yapılmasıdır. Ancak Seydişehir Alüminyum Tesislerinde kalsinasyon işlemi halen döner fırınlarda yapılmaktadır.
Alüminyum Sülfat Ünitesinde, üretilen hidratın bir kısmı kullanılarak sisteme sülfürik asit ilavesi ile reaksiyona sokulup, daha sonra kristalize edilmesi ile alüminyum sülfat (Al2(SO4)3) elde edilmektedir. Alüminyum sülfat, proses içinde daha sonraki aşamalarda kullanılan bir ürün değildir. Alüminyum sülfat ünitesinin kapasitesi 35.000 ton/yıl alüminyum sülfattır.
Sıvı Alüminyum Üretimi
Alümina üretiminden sonraki aşama, alüminanın ergimiş kriyolit banyosunda elektrolizi ile metalik alüminyuma dönüştürülmesidir. Birincil alüminyum, alüminanın alüminyum elektroliz hücrelerinde yüksek akım (100–400 kA) altındaki 960–970 ºC sıcaklıkta elektrolit adı verilen kriyolit-alüminyum florür ergimiş tuz eriği içinde çözünmesi, ayrışması ve indirgenmesi sonucu nötrleşen alüminyum metalinin tabanda birikmesi ile elde edilmektedir. Proses sırasında alüminanın parçalanmasıyla açığa çıkan oksijen ise petrol koku ve bağlayıcı olarak taş kömürü ziftinden oluşan anot karbonu ile birleşerek oluşan CO2, CO, CnHn ve elekrolitteki reaksiyonlar sonucu gaz fazına geçen flor bileşikleri ile birlikte gaz temizleme sistemine gitmektedir.
Tabanda biriken sıvı alüminyum belirli periyotlarla kapalı vakum pompalarıyla çekilip alaşımlandırma ve kalıplara dökülmek üzere dökümhane birimine gönderilmektedir. Hall-Heroult Prosesi’nde anot malzemesi olarak karbon kullanılır.
Elektroliz işlemi süresince anot karbonu tükenir. Oluşturma biçimlerine göre iki ayrı tip anot vardır: Prebaked (önceden pişmiş) ve Soderberg (kendi kendine pişen) anotlar. Önceden pişmiş anotlar, elektroliz ünitesinden ayrı bir tesiste, zift ve kok karışımının blok halinde şekillendirilmelerinin ardından bir fırında pişirilmeleriyle elde edilir. Hücre boyutlarına bağlı olarak değişen sayılarda anot bloğu bir araya getirilerek bir mekanizmalar grubu yardımıyla hücrelerin üzerine bağlanır.
Soderberg anotlar ise daha farklıdır. Elektroliz ünitesinden ayrı bir tesiste belirli oranlarda zift ve kok içeren bir karışım hazırlanır. Peletler halinde üretilen bu karışıma Anot Pasta denir. Elektroliz işlemi süresince Soderberg anot alttan tükendikçe, üstten taze anot pasta beslemesi yapılır. Hücrenin ürettiği sıcaklık yardımıyla pasta içindeki zift önce ergimeye, daha sonra belli bir sıcaklığa erişince, kok taneciklerini birbirine bağlayarak koklaşmaya başlar.
Sonuçta tek parça bütün bir anot karbonu haline gelir. Hem önceden pişmiş hem de Soderberg tipi anotların temel hammaddesi olarak zift (genel olarak taş kömürü zifti) ve petrol koku kullanılır. Bunlardan zift bağlayıcı, petrol koku ise dolgu malzemesi olarak görev yapmaktadır.
Alüminyum fabrikasında 4 adet elektroliz ünitesi bulunmaktadır. Her bir ünitede 62 hücre olmak üzere toplam 248 hücre yer almaktadır.
Sıvı Alüminyumun Dökümü
Alüminyumun ergitilmesinde yaygın Reverber fırınları kullanılmaktadır. Büyük miktarlarda metalin ergitilmesinde, hurdaların değerlendirilmesinde ve ön alaşım hazırlanmasında Reverber fırınları özellikle tercih edilmektedir.
Seydişehir Alüminyum Tesisleri dökümhanesinde fuel oil yakıtlı 4 adet Reverber fırını kullanılmaktadır. Bunların iki adedi yassı ingot ve T-İngot döküm fırınlarına diğer iki adedi ise yuvarlak ingot döküm fırınlarına ergimiş metal hazırlamaktadır.
Reverber fırınlarında hazırlanmış sıvı metal, mikser fırınlarına alınarak döküm süresince sabit sıcaklıkta tutulur. Mikser fırınlarında gerekirse rafinasyon ve gaz giderme işlemleri de yapılmaktadır.
Mikser fırınları, ergiyiğin çevreden az etkilenerek temiz kalması ve gerekli hassas ısı kontrolünün sağlanması için genellikle elektrik enerjisi ile ısıtılır.
Dökümhanede 5 adet oda tipli, 16 ton kapasiteli, sabit yapıda, elektrik ısıtmalı ve döküm deliği tıkaçlı mikser fırınları bulunmaktadır. Mikser fırınlarının iki adedi yassı ve T-İngot üretimine, iki adedi ise yuvarlak ingot üretimine ayrılmıştır. Bu 4 mikser fırınının ön tarafına dairesel konveyör bağlanarak 2–10 kg’lık külçeler üretmek mümkündür. Beşinci mikser fırınında hem yassı ve T İngot hem de önünde kurulu sabit konveyörde külçe üretilmektedir.
İndüksiyon fırınları çeşitli ağır ve hafif metaller ve alaşımların ergitilmesinde, ısıtılmasında ve sıcak tutulmasında kullanılmaktadır.
İndüksiyon fırınları, indüktörleriyle oluşturdukları manyetik alanı fırın içinde malzeme de akıma, akımı da ısıya çevirerek ergitme yaparlar.
Dökümhanede iki adet 2,5 ton şarj kapasitede nuvesin ve yaş dövme astarlı indüksiyon fırını bulunmaktadır. Bu fırınlarda döküm alaşımları ve ön alaşımlar üretilmektedir.
Döküm Ürünlerinin Haddelenmesi
Entegre prosesin son halkasını oluşturan haddehaneler bünyesinde üç üretim ünitesi bulunmaktadır.
Bunlar;
- Profil ünitesi
- Levha ünitesi
- Folyo ünitesi
Talep edilen alaşım, çap ve boyutlarda dökümhanede üretilen yuvarlak ingotlar homojenleştirilerek profil ünitesine alınır. İngot ısıtma fırınlarında ortalama 450 ºC sıcaklığa ısıtılan ingotlar 1250 ve 2500 TF’luk ekstrüzyon preslerinde şekillendirilerek doğrama ve sanayi tipi profil haline getirilmektedir.
Levha ünitesinde sıcak hadde, soğuk hadde ve değerlendirme (levha, şerit, disk) olmak üzere üç ayrı bölüm bulunmaktadır.
Dökümhanede istenen alaşımda üretilen yassı ingotlar yüzey temizleme işleminden sonra 460–470ºC metal sıcaklığı elde edecek şekilde 8 saat tav fırında ısıtılarak sıcak hadde tezgâhında çift yönlü olarak haddelenir.
Çoğunlukla 11–13 paso uygulanmaktadır. Ürünler rulo halinde ise sıcak rulo, çeşitli boylara kesilirse sıcak levha ürünü olarak adlandırılmaktadır. Sıcak haddeden 8–12 mm kalınlıkta üretilen rulolar soğuk hadde tezgahında çift yönlü olarak 0,4-5 mm kalınlıklarda haddelenir.
Değerlendirme hattında soğuk ruloların kenarları kesilip, standart veya talep edilen genişliğe getirildikten sonra 2000–4000 mm arasındaki boylara kesilerek soğuk levha üretilir.
Dilme hattında, soğuk rulolar boyuna dilinip minimum 150 mm genişlikte şerit rulo üretilir. Disk hattında ise şerit rulolar desk preste istenilen çaplarda diske dönüştürülür. Folyo ünitesinde, metalik folyo üretim bölümü ve değerlendirme (laminasyon) bölümü bulunmaktadır. 0,5 mm kalınlığındaki soğuk hadde ruloları tekrar sarma makinesinde kenarları kesilerek çelik makaralara sarılır (çapı 418 mm) ve ön tavlama fırınlarında tavlanır. Tavlanan rulolar 4 adet tek yönlü hadde tezgâhlarında minimum 0,007 mm olmak üzere istenilen kalınlıklarda haddelenir. Genel uygulama 500 mikrondan 200–90–50–27–14 mikrona indirgeme şeklindedir. 14 mikron kalınlığındaki malzeme katlama makinesinde ikiye katlanarak son hadde tezgâhında haddelenir. Böylece çift kat sarılmış folyo rulosu daha sonra ayırma makinelerinde ayrılarak 7–8 mikron kalınlığında metalik folyo elde edilir.
Kâğıtlama makinelerinde 0,007–0,030 mm kalınlığındaki folyo genellikle 40 gr/m² (veya istenilen kalınlıkta) beyaz sülfit kağıdı, tutkal veya çeşitli organik yapıştırıcılarla yapıştırılarak kağıtlı folyo üretilir. Üretilen kâğıtlı folyo talep edilen genişliklere dilinir.
KAYNAKLAR
· http://www.etialuminyum.com/
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder