Investigation of Mechanical Properties of MgO-C Refractories Produced by Pyrolytic Carbon Black with Removal of Sulfur and Ash

Öz

In this study, which aims recycling/regaining tire waste in the refractory sector, the amounts of sulfur and ash of the solid products obtained from the pyrolysis reactor at 500 °C, 15 °C/min heating rate and 0.5 L/min N2 flow rate were reduced and then used in MgO-C refractory materials as a carbon source. The exchange of density, % open porosity and cold compressive strength (CCS) values with the amount of sulfur and ash of the produced refractories were investigated. Phase analysis by X-ray diffractometry (XRD), microstructure analysis by scanning electron microscopy (SEM), and chemical analysis by energy diffraction X-Ray analysis (EDX) of pyrolytic carbon black materials obtained after waste tire pyrolysis and sulfur and ash removal were obtained. As the amounts of sulfur and ash decreased, the cold compressive strength values increased, although the open porosity and density values of the refractory materials used for these products were approximately the same.

Anahtar Kelimeler

• Pyrolysis,MgO-C,Refractory,Cold compressive strength

Kükürt ve Kül Giderimi Yapılmış Pirolitik Karbon Siyahı Katkılı MgO-C Refrakterlerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Lastik atıklarının refrakter sektöründe geri kazanımını sağlamak amacı ile yapılan bu çalışmada, piroliz reaktöründe 500 °C sıcaklık, 15 °C/dk ısıtma hızı ve 0,5L/dk N2 akış hızı parametrelerinde elde edilen katı ürünün kükürt ve kül miktarları azaltılmış ve daha sonrasında MgO-C refrakter malzemelerinin üretiminde karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. Üretilen refrakterlerin yoğunluk, % açık gözenek ve soğuk basma mukavemeti (SBM) değerlerinin kükürt ve kül miktarı ile değişimi incelenmiştir. Piroliz sonrası atık lastiğin ve kükürt ve kül giderimi sonrası elde edilen pirolitik karbon siyahı malzemelerinin X-Işını Difraktometresi (XRD) ile faz analizleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı analizleri ve Enerji Dağılımlı X-Işını Analizi (EDX) ile kimyasal analizleri gerçekleşmiştir. Kükürt ve kül miktarları azaldıkça, bu ürünlerin kullanıldığı refrakter malzemelerin % açık gözenek miktarının ve yoğunluk değerlerinin yaklaşık aynı olmasına rağmen soğuk basma mukavemeti değerlerinin arttığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Piroliz,MgO-C,Refrakter,Soğuk basma mukavemeti

Kaynakça

1. 1. Gökçe, A.S., 2003. Antioksidan Katkıların Magnezya-karbon Refrakterin Oksidasyon Davranışına Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
2. 2. Faghihi, M.A., Sani, A.Y., 2002. Oxidation Kinetics of MgO–C Refractory Bricks, Ceramics International, 28, 835–839.
3. 3. Zhang, S., Lee, W.E., 2001. Influence of Additives on Corrosion Resistance and Corroded Microstructures of MgO–C Refractories, Journal of the European Ceramic Society, 21, 2393–2405.
4. 4. Sodyum Hegza Metafosfat Reçine ve Zift Gibi Bağlayıcıların Refraktere Kazandırdığı Özellikler, muhendislik.istanbul.edu.tr/ metalurji/wp-content/.../Sodyum-hegza-metafosfat.pptx sitesinden alınmıştır.
5. 5. DPT, 2001. Taş ve Toprağa Dayalı Ürünler Sanayii Özel İhtisas Komisyonu Raporu (DPT: 2551 - ÖİK: 567) . Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, 2551, 19, http://ekutup.dpt.gov.tr/imalatsa/tastopra/oik567.pdf sitesinden alınmıştır.
6. 6. http://www.lasder.org.tr/otl-2/otl/ (Son erişim tarihi: 02/06/2017).
7. 7. Martinez, J.D., Puy, N., Murillo, R., Garcia T., Navarro, M., N., Mastral A.M., 2013. Waste Tyre Pyrolysis-a Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 23,179-213.
8. 8. Hu, H., Fang, Y., Liu, H., Yu, R., Luo, G., Liu, W., Li, A., Yao, H., 2014. The Fate of Sülfür During Rapid Pyrolysis of Scrap Tires, Chemosphere, 97:102-7.

9. 9. Bernardo, M., Lapa, N., Gonçalves, M., Mendes, B., Pinto, F., 2012. Study of the Organic Extraction and Acidic Leaching of Chars Obtained in the Pyrolysis of Plastics, Tire Rubber and Forestry Biomass Wastes, Procedia Engineering, 42, 1739-1746.