Her sanayii sektöründe, ürünün kalite ve kullanım ömründen ödün verilmeden, malzeme üretim maliyetlerinin düşürülmesi için daha neler yapılabileceği konusunda ki araştırmalar ve çalışmalar sürekli gündemdedir. Bu açıdan demir çelik sanayii dalında da ilginç gelişmelere ulaşılmıştır.
Özellikle demir çelik malzemelerinin maliyetini düşürürken, kullanım ömrünü uzatmak için dış etkilere karşı çinko ile kaplanması ön plana çıkmıştır. Elbette çinko ile kaplanmasının da bir maliyeti, bir bedeli vardır. Bu anlamda maliyeti düşürmek için, her bir işlem kademesinde düşük maliyete önem verilmektedir.
Galvaniz işlemlerinde maliyeti düşürürken, kaliteyi artırma açısından en önemli adımlardan birisi kaplama anında oluşan dros ve kul miktarını azaltmak ve hatasız kaplama oranının yüksek olması hedeflenmektedir.
Galvanizlemede çinko kaplanan yüzeyde, kaplamanın sağlıklı olması ve kaplanmış çinko ile ana malzemenin birbirine iyi tutunması için;
– Kaplanan yüzeyin son derece temiz olması,
– Elde edilen kaplanacak temiz yüzeyin erimiş çinkoya dalana kadar, flaks kullanılarak korunması,
sağlanmalıdır.
Elde edilen temiz yüzeyin erimiş çinkoya dalana kadar korunmasının, galvanız maliyetine etkisinin büyük olduğu herkesçe bilinir. Ancak galvanızcilerin bir çoğu temiz yüzeyi korumak için kullanılması gerekli flaks adımını olmasada olur gibi düşünerek bu adımı yerine getirmezler. Bazı galvanız tesisleri de bir süre sonra kirlenen flaksi, ne yapacaklarını ve nereye vereceklerini bilemedikleri için bu adımdan sorun yaşarlar, geçici olarak kullanmaktan vazgeçerler. Ama bu çözüm olmadığı için, kullanıma geri dönerler.
Bu çalışmada flaks kullanmanın sağlıklı bir kaplama ve galvanız maliyetine nasıl etki ettiği üzerinde durulacaktır. Konunun önemi, flaks kullanılarak yapılan galvanızı, flaks kulanılmadan yapılacak galvanız ile kıyaslamalı olarak anlatılacaktır.
FLAKSIN GALVANİZLEME KALİTESİNE VE MALİYETİNE ETKİSİ NEDİR?
Galvanizleme işlem adımlarından asit temizleme ile yüzeyde ki oksitlerin alınmasından sonra, parçanın galvanız kazanına girene kadar korunmasının en etkili yolu flaks ile kaplanmasıdır. Bu işlemde flaks, atmosfedeki oksijenin parça yüzeyine geçişine yeterli bir süre mani olur. Asitleme ile temizlenen yüzey, hemen flaksa daldırıldığında oluşan önemli olayları aşağıda ki gibi listeleyebiliriz;
1- Flaks ile kaplanmış yüzey uygun bir sıcaklıkta kurutulduğunda parça erimiş çinkoya dalınca, flaks içindeki suyun ani buharlaşmasından dolayı olusan patlamaları engellenmiş ve çinko oksit oluşması azaltılmış olur.
2- Aynı zamanda parça çinkoya dalarken yüzeydeki flaks hızla eriyip yüzeyden uzaklaşırken, etraftaki oksitleri içine alarak flaks içindeki nisadirin buharlaşması ile hızla çinko yüzeyinden uzaklaşarak kaplama işlemeni hızlandırır ve yüzeye kul yapışmasını engeller.
3- Kaplanan parça daha az sürede kaplanır.
4- Netice olarak süreye bağlı dros ve kul oluşumu azalır.
Asitleme ile yüzeyi temizlenen parça çinkoya dalarken oluşan flaks reaksiyonları Şekil-1’de verilmektedir.
Galvanizlemede Flaks Kullanılmadığı Durumda, Galvanizleme Sürecinde Oluşan Reaksiyonlar:
Kaplanacak parça asit temizlemeyi takiben durulama suyuna daldırıldıktan sonra, galvanızlemek için kurutulursa yüzey çok hızla oksitlenir. Yüzeyde ki demir oksitler çinko içinde doğrudan drosa dönüşür. Kurutulmadan çinkoya daldırılırsa parça yüzeyi süreye bağlı olarak hem oksitlenir, hem de yüzeyde ki şu çinko içine dalırken hızla buharlaşarak patlamalar olur. Kul oluşumunu artırır. oksitlenen demir ise çinko içinde doğrudan drosa dönüşür.
Bir diğeri ise asitten çıkan paça doğrudan galvanızlemeye giderse, parça yüzeyindeki asit reaksiyonu devam ederek kazan yüzeyine yaklaştıkça sıcaklık yükselmesinden dolayı hızlanır, demir klorur oluşumu artar. Asitten çıkınca birlikte taşıdığı demir klorüre eklenerek dros miktarı çoğalır. Çinko demir ara yüzeyini aktiflendiren nisadir da olmayınca kul yapışması ve kaplama hataları artar, Çinko sarfiyatı fazla olur.
Flaks Kullanımında Dikkat edilmesi Gereken Koşullar:
Temiz yüzeyi korumak için mutlaka flaks kullanılmalıdır. Ancak kullanılan flaksında kompozisyonu iyi seçilip, en uygun bomede hazırlanmalıdır. Galvanızı etkiliyecek safsızlıklardan arındırılmış olmalı, kulanım sonucu oluşan flakstaki demir oranı mümkün metebe 5 gr./Lt. den az tutulmalıdır. Dros oluşumunun %5 kısmı galvanız kazanında, %95 kısmı digger yerlerden gelir. %50-55 kısmı doğrudan galvanızlenen parça yüzeyi ile taşınan demir bileşiğinden oluşur. %45-40 kısmı ise galvanızlenen parçadan kaynaklanmaktadır [1].
Flaks ile taşınan demir yüzdesine bağlı olarak oluşan dros miktarı, aşağıdaki formül (1) ile tesbit edilebilir [2].
A = B / C (1)
A = Flaks içinde ki taşınan demir iyonları ile oluşan dros paund(=0,4536 Kg.)
B = kaplanan malzeme (paund) X flaks içinde ki % Fe iyonu
C = 3000 X ortalama kaplama kalınlığı inc (= 25,4 milimetre)
Flaks Kullanımının Maliyete Etkileri:
Flaksın işletmeye maliyeti çok düşüktür. Buna karşılık, kaplamanın hatasız yüzeye iyi yapışması ve hatalı kaplamanın azlığından dolayı iş gücü, kaplama masrafı, zaman kaybı yönünden çok hayati önemde katkılar sağlar. Bunlara ilaveten, oluşan kul ve dros azlığı ile çinko kullanım yüzdesini artırması dolayısı ile galvaniz maliyetine katkıları kendi maliyeti yanında çok büyüktür.
Bir örnek ile açıklarsak:
Galvanizlemede flaks kullanılmadığını ve durulama yapılmadığını varsaysak; Asit temizleme sonucunda, 1000 Kg. çeliğin yüzey temizliği için ortalama, 3,6 – 4,2 galon (3,78 Lt./Galon) %32 lik hıroklorik asit kullanılmış olur [3]. Bu malzemenin yüzey temizliği neticesinde ortalama yaklaşık malzeme ağırlığının % o,35 Kg. kadar demir çözeltiye girer. Buradan hareketle her ton mazemenin galvanızlenmesi sonucu tüm demir galvanız kazanına taşınırsa yaklaşık 50 Kg. veya fazla dros oluşur.
Galvanizlemede flaks kullanılmayıp, sadece durulama kullanılırsa; Ancak yüzeyi temizlenmiş malzeme durulama suyuna daldırılmak suretiyle galvanızlenecek parça yüzeyinde taşınan demir iyonlarının miktarı azaldığı için, dros oluşumu azalır. Ancak çinko içine dalana kadar oluşan demir oksitten dolayı yine de oluşacak dros ve kul miktarı yüksek olur.
Galvanizlemede durulama sonrası flaks kullanılırsa; Durulama işleminden sonra parça yüzeyinde kalan demir tozları ve demir iyonlarının önemli bir kısmı flaks çözeltisine daldırılınca flaksta kalır. Galvanızlenecek parça yüzeyinde taşınan demir tozları ve iyonları iyice azalır. Buna bağlı olarak dros ve kul oluşumu azalır, dros ve külle gidecek olan çinko kaplamaya gider. Bu da maliyet açısından önemli bir faktördür. Kaplama hatasının azlığı ve kaplamanın ana gövdeye iyi yapışmasını sağlayarak ürünün kalitesini ve hatasız kaplama üretiminin yüzdesini de artırır. Bu da maliyeti olumlu etkileyen diğer bir faktördür.
Kullanılacak Flaksın Özellikleri: Kullanılacak iyi bir flaksın galvanizlemeyi etkileyecek olan safsızlıklardan arındırılmış, bileşimi galvanizlenecek prosese uygun, akışkanlığı iyi, uygun sıcaklıkta, kullanım esnasında taşınan demir içeriği kullanılan flaksta en fazla 5 gr/Lt olarak tutulması, gibi özellikler çok önemli ve gereklidir. Böyle bir flaks, çinko kullanım yüzdesini artırır, dros ve kul oluşumunu azaltır, kaplama hatalarını azaltması yanında, kaplamanın ana gövdeye iyi yapışmasını sağlar.
SONUÇ
Flaks kullanımı ile elde edilen: Kaliteli nihai ürün; Hatasız kaplama yüzde artımı; Dros ve kul oluşumunun azalması, kazanımları elde edilir. Bu kazanımlar da, işletmeye, çok önemli ekonomik faydalar sağlar.
Galvanız tesislerinde her tür işletme de, kapasiteye bağlı olmaksızın, mutlaka flaks kullanılması işletmenin yararınadır, gereklidir.
REFERANSLAR
1- “Pickling, Rinsing And Fluxing Of Steels Before Galvanizing”, D. D. N. Singh, National Metallurgical Laboratory, Jamshedpur – 831 007. Eprints.nmlindia.org/4282/1/61-84.pdf
2-“Economics and Use of Zinc Ammonium Chloride Gavanizing Preflux”, T., H.,Cook, Nebraska Western College, Scottsbluff, Neb Metal Finishing, July 1979.
3- “The Whys and Haws of Hydrochloric Acid Pickling”, F., Hasler, N., Stone, October 1997. http://pas.mnsi.net/hydrochloricwhysnhows.PDF