En düşük oksijen miktarına sahip olan vüstit (FeO) metale yakın içteki tabakayı oluşturmaktadır. Artan sıcaklıkla beraber vüstitin tufal içerisindeki miktarı artmaktadır ve çelik sıcaklığı 700°C’yi aştığında vüstit, tufal tabakasının % 95’ini oluşturmaktadır. Vüstit diğer demir oksitlere göre 1370-1425°C arasındaki düşük sıcaklıklarda ergimektedir ve vüstit tabakasının ergimesiyle tufalleşme hızı da artmaktadır.

Manyetit (Fe₃O₄) tufal katmanının orta tabakasını oluşturmaktadır. 500°C sıcaklığın altında bulunan çelikte tufal sadece manyetitten oluşmaktadır. Sıcaklığın 600°C’nin üzerine çıkmasıyla manyetitin yerini vüstit almaya başlamaktadır ve 700°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda manyetit, tufal tabakasının ancak % 4’ünü içermektedir.

Hematit (Fe₂O₃), tufal katmanının en dıştaki atmosfere açık tabakasını oluşturmaktadır. Çelik sıcaklığının 800°C altında olduğu ortamda oluşmaktadır. Daha yüksek sıcaklıklarda tufal tabakasının sadece % 1’ni oluşturmaktadır.

Tufallerin Sınıflandırılması

Çelik yüzeyinde meydana gelen tufal, oluştuğu ortamın cinsine veya oluşma şekline göre sınıflandırılabilmektedir.

Hadde Tufali

Yüksek sıcaklıkta yapılan haddeleme işleminde metal yüzeyinde oksidasyon ürünü olarak oluşan tabakalar hadde tufali olarak adlandırılmaktadır. Sürekli dökümde veya haddehanede slab, ingot ve kütüğün yüzeyinde yüksek sıcaklık (1100-1300°C) ve oksitleyici ortam nedeniyle oluşan hadde tufali yüzeyden yüksek basınçlı su ile temizlenmektedir.

Tav fırınındaki yanma havasında sıvı ve gaz yakıtların belli bir orandan fazla olması ile ticari çeliklerin oksidasyonu ideal parabolik hızdan uzaklaşarak daha düşük bir hızda gerçekleşmekte ve tufal kristal yapısı içinde boşluk difüzyon mekanizması ile oluşmaktadır. Ticari çeliklerde gerçek oksidasyon hızı oksitlenmenin başlama özelliğine, ısı farklılığından dolayı yüzeydeki tufalin kırılma veya dökülmesine ve aynı zamanda tufalde metalsülfür ve silikat fazlarının oluşumuna bağlıdır.

Ağır Başlangıç Tufali

Çeliğin tav fırınında uzun süre bırakılması nedeniyle çelik yüzeyinde oluşan kalınlığı 3-4 milimetre civarında olan tufal çeşididir.

Fırın Tufali

Çelik ve tufal arasında çok kuvvetli bir bağ oluşturan başlangıç tufal şeklidir. Fırın tufali genellikle yarı mamul çelik ürünlerin yüksek tavlama sıcaklığına maruz bırakıldığı durumlarda oluşmaktadır. Fırının özellikle cehennemlik bölgesinde çelik yüzey sıcaklığı yüksek dereceye erişirken tufal ergiyerek çelik ara yüzeyinde bir bağ oluşturur. Fırında redükleyici atmosfer uygulaması bu olayı geciktirmektedir.

Refrakter Tufali 

Çelik yüzeyindeki tufalin fırından kopan ergime noktası düşük refrakter parçaları ile birleşmesinden meydana gelmektedir. Refrakter tufalinin rengi kullanılan refraktere bağlı olarak kırmızı, sarı, mor, kahve veya siyah renkte olabilir.

Birincil Tufal 

Ağır başlangıç tufaline benzer şekilde gelişen birincil tufal yaygın olarak çelik üst yüzeyinde görülmektedir. Çeliğin haddelenmesi sırasında hazırlık grubu hadde tezgahlarında siyah tanecikler şeklinde görülmektedir.

İkincil Tufal 

Fırından çıkan çeliğin yüzeyinde tufal kırma prosesinden sonra oluşan bir tufal şeklidir. İkincil tufalin kalınlığı çeliğin bileşimi, sıcaklığı, tufal kırma işleminin verimi ve tufal kırma işleminden sonraki oksidasyon süresine bağlı olarak değişmektedir.

Kırmızı Oksit 

Tufali Vüstit ile ilgili tufalin değişik çeşitlerini belirtmektedir. Kırmızı oksit tufali yüksek sıcaklıktaki haddeleme esnasında ve özellikle hazırlık grubu hadde tezgahlarında oluşmaktadır.

Tufallerin Değerlendirilmesi

Değerli bir demir kaynağı olan tufal sinter harmanına katılarak yüksek fırında pik demir üretiminde kullanılmaktadır. Ancak bu kullanım demir – çelik üretiminin büyük miktarının elektrik ark ocaklı tesislerde yapıldığı ülkemizde, açığa çıkan tufal atığının değerlendirilmesi için yeterli bulunmamaktadır.

Tufal atıklarının çamaşır makinelerinde ağırlık oluşturarak titreşimi önlemek gibi demir – çelik üretiminden başka sektörlerde de sahip olduğu ekonomik değerin altında ticari kullanımları mevcuttur.

DMRSÜREN Kimya Ltd Şti

0216 4421200-0216 4426626

0552 3307100-0552 3308100

www.kimyadeposu.com

Tufal Nedir?Nasıl Oluşur ?Nerelerde Kullanılır? yazısı ilk önce DMRSÜREN Kimya San. Ltd.Şti // Türkiyenin Kimya Deposu üzerinde ortaya çıktı.