GİRİŞ
Galvaniz tesislerinde galvanizlenecek parçanın erimiş çinko içerisine daldırıldığında, parça yüzeyindeki fluksun kaynaması sonucunda tozlaşma olmaktadır. Bu tozlaşma sırasında meydana gelen kimyasal olaya daha detaylı ve yakından bakarsak; Parça yüzeyindeki ince flüks tabakası, sıcaklıkla karşılaştığında, özellikle amonyum klorur bozunmakta, oluşan gazlar yüzeden uzaklaşırken çinko klorur, çinko oksit, yağ ve çinko, gaz hızı ile tozlaşmaktadır. Yüzeyde ki bu olaylar, etraftan gelen hava ve sıcaklık etkisiyle ortalama 2 mikron büyüklüğündeki tozlar şeklinde etrafa saçılmakta ve gazlarla birlikte taşınmaktadır. Bu tozun çevreye yayılması önlenmelidir. Bunun için galvanız tesislerinde uygulanan yöntem, galvanız kazanı üzerine yerleştirilen toz yönlendirme kabını ve emiş fani yardımıyla torba flitrelere taşınarak maksimum derecede tutulması şeklindedir.
Toz tutucu sistemin en iyi seviyede çalışması için, bazı kriterlerin dikkatle oluşturulması gerekmektedir. Bunların en önemlileri, tozları taşıyan gaz hızı ve gaz sıcaklığıdır. Tozları taşıyan gaz hızı galvanız kazanı üzerinde 0.25- 0.36 m/sn olmalıdır. Gaz sıcaklığı ise minimum 66 C0 ve üstü olmalıdır. Bu koşulların sağlanmasında dikkat edilecek koşullar, bu yazının devamında irdelenecektir.
GALVANIZ KAZAN ÜSTÜ TOZLARI
Galvaniz kazanı üstü tozları, çevre açısından da önem taşımaktadır. Galvanızleme işleminin ana adımlarını ve bu adımlarda oluşan bileşikleri gözden geçirmek, bu konuda daha da açıklayıcı olamaktadır. Galvaniz işlem adımları sürecinde ortama salınan bileşikleri ve içeride kalanları sistematik olarak gösteren akım şemalarını incelemek kolaylık sağlamakta, pratik olmaktadır. Galvaniz işlemininin her kademesini anlatan, Sekil-1’de verilen bir akiş şemasında [1];
1- Şekilde ki “Aşağı Oklar”; Kazanda erimiş çinko üstünde kalan bileşikleri göstermektedir. Kazanda kalan cüruf kısmında önemli ölçüde ZnCl2,ZnO, FeO, Zn5(OH)8Cl2, az ölçüde demir çinko bileşiği, bunun altında metalik çinko alaşımı ve dipte ise dros denilen çinko demir alaşımı bulunmaktadır.
2- Şekilde ki “Yukarı Oklar”; Galvanızleme işleminin her bir adımında buharlaşan ve atmosfere karışan bileşikleri göstermektedir. Buharlaşan ve atmosfere karışan bileşiklerin, genelde şu buharı olduğu görülmektedir. Ancak semada ki “galvanızleme” adımında, şu buharı ( H2O) yanısıra, HCL, NH3, ZnCl2, ZnO, NH4Cl gibi gaz ve partükülerinde oluştuğunu görmekteyiz.
Şekil-1: Galvaniz işlem adımlarını sistematik olarak gösteren akış şeması.
Bizim üzerinde duracağımız kısım, akım şemasında takip ettiğimiz üst kısımda ortama salınan bileşiklerin oluşturduğu, tozlardır. Bu tozlar toz tutucudan bacaya yöneltildiğinden, galvanız kazanı baca tozları diye bilinir.
GALVANIZ TOZLARININ OLUŞUMU VE TUTULMA KOŞULLARI
Galvanizlenecek parça en son üzeri flüks ile kaplandıktan sonra, kururtma fırınına alınır. Kurutma yoksa flüks tankından çıktıktan sonra biraz süzülmeye bırakılır. Kazan müsait ise galvanızleme işlemine başlanır. Galvanızleme işlemi ile, üzeri ince bir flüks tabakası ile kaplı olan parça erimiş çinko içine dalmaya başlayınca, sıcaklığın etkisiyle şu buharı, hidroklorik asit, amonyak, çinko klorur, çinko oksit, amonyum klorür ve diğerleri ortama karışan havanın da yardımiyle flitrelere taşınarak tutulmaktadır. Eğer oluşan bu tozlar içinde çinko klorur fazla olursa, nem çekici özelliğinden dolayı birlikte taşınan gazın soğuması sırasında oluşan suyu içine çekerek çamurlaşır ve flitre gözeneklerini tıkarlar. Bunu engellemek için şu buharının suya dönüşme sıcaklığına dikkat etmek gerekir. Yapılan bir çalışmada [2] flüks içinde amonyum klorur azaldıkça, çinko klorur oranı yüksek olması nedeniyle flitre tıkanıklıkları meydana geldiği belirtilmektedir. Flitre tıkanıklığını önlemek için, flitreye giden gaz sıcaklığının ortalama 66 C0 de büyük olması önemlidir. Sıcaklığın 66 C0 de büyük olması, şu buharının yoğunlaşmasını önler. Genelinde torbalarda biriken tozlar, haftalık alınmalı ve torbalara haricen nemli hava girmemesi için iyi korunmalıdır.
Galvaniz kazanı üstüne kurulan toz tutma sistemi sematik olarak aşağıda Şekil -2’de verilmektedir.
1: Galvaniz Kazani
2: Gaz Toplama Kabini
3: Torbali Filtre
4: Emis Fani
5: Isi Esanjoru
6: Baca Sistemi
Sekil-2: Baca Gazlariyla Tasinan Tozlarin Tutulmasinin Sematik Gosterimi
Torbalı flitrelerde gaz hızı ve gazın taşıdığı toz yükü önemlidir [3]. Galvanızleme işlemi sırasında en yüksek seviyede toz yükü, galvanızlenecek parçanın çinkoya ilk girişinden, tamamı dalıncaya kadar ki sürede oluşur. Başlangıçta oluşan bu yoğun toz oluşumu sürecinde, tozları taşıyan gazların yükü artacağı için, bu evrede gazların toz taşıması zorlanır. Bu durumu rahatlatmak için, toz taşıyan gaz miktari artırılırsa, bu seferde flitrenin kapasitesi zorlanır. Bu konuda yapılan çalışmalarla yapılan saptamalara göre, galvanız kazanı üzerinde tozları taşıyan gaz hızı, flitre yüzey alanına göre 0.02 metre / saniye olmalıdır veya 0.02 metreküp / (metrekare – saniye) olmalıdır.
Flitre tozları çok ince olduğundan yüzeyde toplanan toz kalınlığı arttıkça tozları taşıyan gaz hacmi düşmekte, bu ise flitrenin tutma verimini düşürmektedir. Flitrenin erken tıkanmasını önlemek için, gaz hızını olabildiğince düşürüp, otomatik olarak flitre bezlerini silkeleme ile birlikte, toz içindeki çinko klorurun nem çekmesine engel olarakta, flitrenin kalıcı tıkanması önlenebilmektedir. Toz flitresi tasarlanırken toz yükünün en üst sınırı hesplanmalı, bu toz miktarını taşıyacak gaz mitarı göz önünde bulundurarak torbalı flitre yüzeyi buna göre seçilmelidir.
Torbalı flitre ile yapılan toz tutma çalışmaları sonucunda (Şekil-3), flitre yüzeyinden çıkan gaz hızı arttıkça flitre içindeki basınç artmakta olduğu görülmüştür [4].
Galvaniz kazanı üstünde tutulan gazların büyüklüğü Şekil-4 de görülmektedir [4]. Genelinde tozların ebadları 2 mikron civarındadır. Torbada tutulan tozlar gözle bakıldığında çok iri görülür, ancak bu tozlara elimizi dokunduğumuzda ufalanır ve çok ince olduğu anlaşılır.
SONUÇ
1- Galvaniz kazanı tozları çok ince olup, kompozisyonu kazan üstünde oluşan curufun bezeridir.
2- Galvaniz kazanı üstünde oluşan tozların yapısı çok ince olduğundan, ancak torbalı flitre ile tutulabilir.
3- Torbalı flitre tasarlanırken, tozları taşıyacak gaz mıktarı ve gazın toz yükü (gr/M3) iyi hesaplanmalıdır..
4- Torbalı flitreden geçen gazların taşıdığı tozlar torbalarda birikmeye başladıkça, geçirgenlik azalır, flitrelerde tutulan toz miktarı azalmaya başlar, flitre içinde basınç yükselmesi olur. Bu nedenlerle, flitrelerin temizlenmesinde zamanlamaya önemli ölçüde dikkat edilmesi gerekir.
5- Flitredeki gaz geçirgenliği belli seviyeye düşünce, flitreler temizlenmeli veya otomatik olarak silkelenmelidir. Flitreler çalıştırılmadığı zaman da, dışarıdan içeriye girecek nemli havaya karşı iyi korunmalıdır.