TARIFNAME GALVANIZLI YÜZEYLERIN ÖZELLIKLERINI IYILESTIRMEYE YÖNELIK BIR TEKNIK ALAN Bulus, paslanmaz çelik görünümü beklenen galvanizli sac malzemeler için daha az adimda çapaksiz, boyanabilme ve kaplanabilme özellikleri saglayan bunun yani sira nihai ürün için parmak izi tutmama ve yüksek korozyon direnci gibi ilave özellikler saglayan bir yüzey islemleri ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Yüzey kaplama islemleri, son yüzyilda sagladigi ekonomik ve teknik avantajlar sayesinde büyük bir ilgi görmektedir. Gelisen teknolojinin ihtiyaçlarina cevap verebilecek bazi ürünlerin üretimi sadece kaplama islemleriyle yapilabilmekte ya da bu yolla ekonomik hale gelmektedir. Kaplama islemi, bir malzeme yüzeyinin fiziksel ve kimyasal özelliklerini degistirmek amaciyla yapilmaktadir. Yüzey ve aItIik, malzemenin tasarimini bir arada ele alan ve her ikisinin de tek baslarina saglayamayacagi özellikleri ekonomik olarak saglayabilen islemlere genel olarak yüzey islemleri adi verilir. Nihai ürünün istenilen özelliklerde olmasi için kullanilan kaplama malzemeleri ana çelik sac yüzeylere uygulanmadan önce çelik sac malzemelerin belirli ön islemlerden geçmesi gerekmektedir. Ana metal yüzeyinin hazirlanmasi, kaplama sürecinin basarisi ya da basarisizliginin en önemli etkenlerinden biridir. Yüzeyin temizligi hatta ana metal yüzeyinin seklinden bile daha önemlidir. Birçok yüzey kosulu mevcuttur. Yüzey sekil (profil) tipi; kaplamanin ugrayacagi kosullara ve kaplamayi uygulamak için mevcut donanima baglidir. Yüzeyin hazirlanmasi için genel olarak kabul edilen yöntemler; oyuklar yapmak, kaba dis çekme, kum-tane püskürtme, kendini baglayan malzemelerin kullanilmasi, saplamalar yerlestirme, elektrik baglanti, taslama ve daglama, yüzeyde çalisma sertlesmesi gibi islemlerdir. Teknolojinin ve sektörün ilerlemesi ile birlikte galvanizli çelik malzemelerden beklentilerde artmaktadir. Buna göre çelik malzemelerin, korozyon dirençlerinin daha çok artmasinin yani sira sürtünme katsayisi, boyaya hazir yüzey olma, sekillendirmeyi kolaylastirma, yüksek sicaklik dayanimi gibi ilave mekanik özelliklerinde iyi olmasi beklenmektedir. Teknikte bilindigi üzere galvanizli sac malzemelere ilave özellikler saglamak için çesitli yapilarda kaplama malzemeleri uygulanmaktadir. Kaplama malzemelerinin özelliklerine göre sac malzemeye uygulanma islemleri de çesitlilik göstermektedir. Kaplama malzemelerinin sac malzemelere uygulanabilmesi için uygun yüzey sartlarinin olusturulmasi gerekmektedir. Ilgili teknik alanda, kaplama malzemelerin galvanizli çelik sac malzemelere uygulanmasi esnasinda yüzey islemlerin gerektigi kadar yapilmadigi ve bu sebeple kullanim süresi kisitli kaplama malzemelerin elde edildigi görülmektedir. Ayrica galvanizli sac malzemelere uygulanan kaplama malzemelerin korozyon direncinin yaninda ilaveten istenen diger mekanik özellikleri saglamada da yetersiz kaldigi bilinmektedir. Mevcut bulusta klasik üretim hatlarinda yapilan düzenlemeler ile birlikte yüzey islemleri gerçeklestirilmesi ve sonrasi nihai ürün olan paslanmaz çelik görünüme uygun bir sekilde çelik sac malzemelerin kaplanmasi ve boyanmasi islemlerinin uygulanmasi sayesinde üstün özelliklere sahip çelik sac malzemelerin eldesi ilgili teknik alanda yenilik kriterini saglayacagi öngörülmektedir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, paslanmaz çelik görünümü beklenen galvanizli sac malzemelere uygulanan yüzey islemleri ile ilgilidir. Bulusun bir amaci, paslanmaz görünüme sahip çelik sac malzemeler için daha az adimda çapaksiz, boyanabilme ve kaplanabilme özellikleri saglayan bunun yani sira nihai ürün için parmak izi tutmama ve yüksek korozyon direnci gibi ilave özellikler saglayan bir yüzey islemleri ortaya koymaktir. Yukarida bahsedilen ve asagidaki detayli anlatimdan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek üzere mevcut bulus, sac malzemeler için yüzey islemleri ile ilgilidir. Buna göre bulus, paslanmaz çelik görünümü beklenen galvanizlenmis çelik sac malzemeler için daha az adimda çapaksiz, boyanabilme ve kaplanabilme özellikleri saglayan bunun yani sira nihai ürün için parmak izi tutmama ve yüksek korozyon direnci saglayan asagidaki, . Belli parametreler ile tekstüre edilmis özel SPM merdanelerin marifetiyle 2,90 Ra ila 5 Ra arasinda bir degerde pürüzlülük olusturan SPM prosesinin uygulanmasi; - Istenilen pürüzlülük degerlerine gelen sac malzemenin, tekstür yüzeyini sabitleyen ve bünyesinde kromat içermeyen kaplama malzemesinin uygulanmasi islem adimlarini içermektedir. Böylece boyanabilme ve kaplanabilme özellikleri saglayan bunun yani sira nihai ürün için parmak izi tutmama ve yüksek korozyon özelliklerine sahip bir paslanmaz çelik alternatifi çizgili görünüm verilmis galvanizlenmis çelik sac eldesi mümkün olmaktadir. Bulusun mümkün yapilanmasinda sac malzeme yüzeylerinde, merdanelerin marifetiyle 2,90 Ra ila 3,5 Ra arasinda bir degerde pürüzlülük olusturulmasi saglanmaktadir. Bu sayede paslanmaz çelik alternatifi çizgili görünümde galvanize saçlarin üretilmesine yönelik istenilen pürüzlülük degerleri elde edilebilmektedir. Bulusun mümkün yapilanmasinda sözü edilen SPM prosesinde kullanilan merdanelerin crown miktari, 0,02 mm ila 0,08 mm orown arasinda bir degerde olmasidir. Bu sayede galvanizlenmis sac malzemelerin yüzeylerinde istenilen pürüzlülük degerleri saglanmaktadir. Bulusun mümkün yapilanmasi, SPM prosesinde kullanilan merdanelerin sertliginin, 800 ila 900 HLD degerleri arasinda olmasidir. Böylece SPM prosesinde kullanilan merdanelerin üstün performans sergilemesi mümkün olmaktadir. Bulusun mümkün yapilanmasi edilen kromat içermeyen kaplama malzemesi bünyesinde; agirlikça %1 ila %10 arasinda bir degerde krom nitrat bileseni; agirlikça %1 ila %10 arasinda bir degerde krom fosfat bileseni; %1 ila %10 arasinda bir degerde metanol; %1 ila %10 arasinda bir degerde etanol; %1 ila %10 arasinda bir degerde fosforik asit; %1 ila %10 arasinda bir degerde nitrik asit bilesiklerini içermesidir. Böylece islemler sonunda elde edilecek çizgili yüzey görünümün çelik malzeme yüzeyinde sabitlenmesi saglanmaktadir. Bulusun mümkün yapilanmasi kaplama malzemesinin, sac malzeme üzerine 0,5 ila mikron arasinda bir degerde kaplaniyor olmasidir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1' de bulus konusu çelik saclar için uygulanan yüzey islemlerinin proses adimlarini gösteren sematik hali gösterilmektedir. Sekil 2' de bulus konusu çelik saolar için yüzey islemlerinin gerçeklestirildigi SPM merdanelerin teknik resimlerinin görünümü yer almaktadir. Sekil Site bulus konusu çelik saclar için yüzey islemlerinin diger bir adimi olan kaplama malzemesinin sac malzemeye uygulandigi kaplama malzemesi uygulama hattinin temsili bir görünümü verilmektedir. SEKILDE VERILEN REFERANS NUMARALARI 1 Sürekli Asitleme Hatti 2 Tersinir Soguk Haddeleme Hatti 3 Sürekli Galvanizleme Hatti 31 Tavlama Ünitesi 32 Galvanizleme Ünitesi 33 SPM Proses Hatti 331 SPM Merdaneleri 332 Galvanizlenmis Sac Malzemenin Yer Aldigi Bölüm 34 Pasivasyon Ünitesi BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu, paslanmaz çelik görünümü beklenen galvanizli sac malzemeler için daha az adimda çapaksiz, boyanabilme ve kaplanabilme özellikleri saglayan bunun yani sira galvanizli çelik malzemeden elde edilen nihai ürüne parmak izi tutmama ve yüksek korozyon direnci gibi ilave özellikler saglayan bir yüzey islemleri ile ilgili olup, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulusun yenilikçi yönü esas olarak galvanizlenmis çelik malzemelerin yüzeylerine ilave özellikler saglayan yüzey islemlerine iliskindir. Buna göre bulusta, ilgili teknik alana ilave özellikler saglamak için yüzey islemleri proseslerinde birtakim yenilikler mevcuttur. Bulusta ilk olarak galvanizlenmis çelik eldesi saglanmaktadir. Teknikte de bilindigi üzere Sekil 1*de sözü edilen hatlarinin sematik görünümü verilmektedir. Buna göre 1 referans numarasi ile belirtilen kisim Sürekli Asitleme Hatti (1) olarak adlandirilmaktadir. Bu hatlarda hammadde olarak gelen sicak haddelenmis sac malzeme belli derisiklerde olan hidroklorik asit havuzlarina koyularak yüzey temizligi gerçeklestirilmektedir. Sekil 1"de 2 referans numarasi ile belirtilen kisim Tersinir Soguk Haddeleme Hatti (2) olarak adlandirilmaktadir. Bu kisimda yüzey temizligi gerçeklestirilen sac malzemesinin, düsük sicakliklarinda (oda sicakligi) hedef kalinliga inilmesi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda Sürekli Galvanizleme Hatti (3) olarak adlandirilan üretim hattinda; tavlama, galvanizleme, yüzey islemleri ve kaplama malzemesinin uygulanmasi islemlerinin hepsi bir arada yapilabilmektedir. Bu sayede elde edilen kaplama malzemesinin sac malzemeye uygulandigi üretim kismi olarak bilinen bu üretim kismi, teknikte var oldugu gibi ilaveten yag alma ve temizlik islemleri içermemektedir. Ayrica kaplama malzemesi, sac malzemeye teknikte düsük sayilabilecek sicakliklarda uygulanabilmektedir. Birim üretim süresi, 7,5 dakika ila 20,8 dk arasinda olmaktadir. Sürekli Galvanizleme Hattina (3) gelen sac malzeme ilk olarak yüzey temizligi için tavlama ünitesinin (31) 1. kismi olan NOF (teknikte non oxidizing furnace olarak bilinmektedir) kisminda belli sicakliklarda belli sürelerde bekletilmektedir. Bahsedilen NOF kisminda sac malzeme, 620 ila 780 0C sicakliklari yüzey temizligi islemleri uygulanmaktadir. Ardindan sac malzemeye, Sürekli Galvanizleme Hattinin (3) RTH (radiant tube heating olarak bilinmektedir) kisminda belli sicaklik ve sürelerde tavlama islemleri uygulanmaktadir. Sac malzemeye, RTH kisminda 870 ila 830 0C sicakliklari arasinda tavlama islemleri uygulanmaktadir. Belli süre sicaklik islemlerinin uygulanmasi sonrasi sogumaya birakilip ardindan sac malzeme, galvaniz islemleri için Galvanizleme Ünitesinde (32) yer alan ve belli sicakliklarda çinko içeren potaya daldirilmaktadir. Tercihen ürünün de özelliklerine göre çinko, sac malzemeye 80 ila 350 9 arasinda bir degerde uygulanmaktadir. Bahsedilen potanin sicakligi, 455 ila 480 0C sicakliklari arasinda bir degerdedir. Galvanizli hale gelmis olan sac malzemeye, skin pass mill proses hattinda (33) (SPM olarak bahsedilecektir) yüzey islemleri uygulanmaktadir. Bulusun yenilikçi yönü olan yüzey islemleri, SPM proses hattinda (33) gerçeklestirilmektedir. Sözü edilen prosesin uygulanmasini saglayan SPM merdanelerinde (331) birtakim degisiklikler yapilmaktadir. Bulus konusu SPM merdaneleri (331), yüksek paslanmaz çelik alternatifi çizgili görünümde galvanize saclarin üretilmesine yönelik taslama prosesleri ile beraber özel tekstüre edilmis merdaneler haline getirilmektedir. Galvanizli çeliklerden istenilen yüzey görünümü (pürüzlü çizgili görünüm) SPM merdaneleri (, çelik malzemeler yüzeyinde pürüzlülük olusturabilmek için tas çiziklerinin derin ve uzun olmasi gerekmektedir. SPM merdaneleri (331), hattin belirledigi bombe miktarina uygun olarak taslanmaktadir. Sözü edilen bombe miktari 0,02 mm ila 0,08 mm crown arasinda bir degerdedir. Tercih edilen bombe miktari 0,05 mm crown olmaktadir. Taslama malzemesi olarak 20 ila 25 taneli arasinda bir taslama tasi kullanilmaktadir. Bunun yani sira 100 mm genisliginde ve 750 mm çapinda taslama malzemesi kullanilmaktadir. Taslama yapilacak SPM merdanesi (331), daha önceden belirtilen parametrelerde CNC taslama tezgahina yerlestirilmekte olup boyuna göre tezgah çene ayari ve hizalama yapilmaktadir. Özel tektüre edilmis SPM merdanelerin (331) eldesi için uygulanan taslama prosesindeki parametreler detaylica verilmektedir. Buna göre taslama prosesi gerçeklestirilirken ayna dönüsü hizi 20 ila 40 rpm arasinda bir degerde olmaktadir. Taslama prosesindeki tas dönüs hizi, 10 ila 30 m/sn arasinda bir degerde olmasi tercih edilmektedir. Taslama prosesinin Z ekseni ilerleme hizi ise 900 ila 1400 mm/dk arasinda bir degerdedir. Sözü edilen parametreler ile uygulanan taslama prosesi sonrasi istenilen deseni saglayan ve pürüzlülük degerlerine sahip SPM merdanelerin (331) eldesi mümkün olmaktadir. Taslama prosesi paso miktari sayisi 0,1 ila 1,5 arasinda bir degerdedir. Taslama islemi uygulanan SPM merdaneleri (331), islemler sonucunda 2,90 Ra ila Ra arasinda bir degerde pürüzlülüge sahip olmaktadir. Tercih edilen uygulamada SPM merdanelerinin (331), pürüzlülük degerlerinin 2,90 Ra ile 3,50 Ra arasinda olmasi saglanmaktadir. Elde edilen SPM merdanesine (331), uygun görülürse çalisma özelliklerini ve süresini arttirmak amaciyla krom kaplama yapilmaktadir. Tercih edilen bir uygulamada krom kaplamanin, birim noktada 8 mikron ila 10 mikron arasinda bir degerde olmasi istenmektedir. Bulusta belirtilen parametrelerde taslama prosesinin uygulandigi SPM merdanesi ( kullanilmak üzere yerlestirilmektedir. SPM proses hattinda (33) çizgili ve pürüzlü yüzey görünümü olusumu istenen galvanizlenmis çelik sac malzemeleri, daha öncesinde taslama prosesine tabi tutulmus SPM merdaneleri (331) ile islemlere tabi tutulmaktadir. Buna göre galvanizlenmis çelik sac malzeme, SPM prosesine (33) tabi tutulmak üzere galvanizlenmis sac malzemenin yer aldigi bölüme (332) yerlestirilmektedir. Bu kisimda galvanizlenmis sac malzemeye, SPM merdaneleri (331) ile 100 ila 180 mpm hiz arasinda bir degerde temperleme islemleri uygulanmaktadir. SPM merdanelerinin (331) baski kuvvetleri 100 ila 350 ton/m degerleri arasindadir. Buna göre SPM prosesi (33) uygulanan galvanizlenmis çelik sac malzemenin maksimum uzuma degeri %15 olmaktadir. Genislik boyunca homojen görünümü elde etmek için bükücü pratikleri ve dengeleme uygulamalari önemlidir, Elde edilen yüzeye, sonrasinda kontrolü yapilip; geri bildirimler dogrultusunda gerekli müdahaleler yapilmaktadir. SPM proses hattinda (33) yüzey islemleri uygulanan çelik sac malzeme üzerinde istenilen çizgi görünümlü pürüzlü yüzey görünümü saglanmis olunmaktadir. Bulusun bir diger yenilikçi yönü; islemlere uygun tekstürize halde SPM merdaneler (331) sayesinde elde edilen çizgi görünümlü pürüzlü yüzey görünümü saglanmis galvanizli çelik malzemelere, sözü edilen çizgili pürüzlü yüzeyin sabit kalmasini saglamak amaciyla pasivizasyon ünitesinde (34) kaplama malzemesinin uygulanmasi ile ilgilidir. Yüzey görünümü saglanmis olan galvanizlenmis sac malzeme, pasivasyon ünitesine (34) yönlendirilmektedir. Sekil Site de gösterildigi üzere bu uygulama hattinda sac malzemenin iki yüzeyine de kaplama malzemeleri uygulanmaktadir. SPM prosesi (33) uygulanmasi sonrasi bulusta elde edilen kaplama malzemesi, galvanizli sac malzemeye uygulanmaktadir. Kaplama malzemesi, Sürekli Galvanizleme Hattinin (3) pasivasyon ünitesi (34) kisminda yer alan nozüllerden sac malzemeye püskürtülmektedir. Burada söz edilen nozüller, sac malzemenin alt ve üst yüzeyine rast gelecek sekilde konumlandirilmaktadir. Bir düzenleme de kaplama malzemesi, galvanizli sac malzemenin alt kismina ait nozüller yardimiyla püskürtülmekte iken; sac malzemenin üst kismina ise yer çekimi yardimi ile üst nozüller tarafindan birakilmaktadir. Bu kisimdaki sicaklik degeri en fazla 40 0C olacak sekilde ayarlanmaktadir. En düsük sicaklik olarak ise oda sicakligi ayarlanabilmektedir. Sekil 3'te de gösterildigi üzere kaplama malzemesi uygulanan sac malzemeye, kaplama malzemesinin esit yayilmasi için üzerinde miller geçilmektedir. Bulusun mümkün bir yapilanmasinda, sözü edilen kaplama malzemesi bünyesinde agirlikça %1 ila %10 arasinda bir degerde krom nitrat bileseni; agirlikça %1 ila %10 arasinda bir degerde krom fosfat bileseni; %1 ila %10 arasinda bir degerde metanol; %1 ila %10 arasinda bir degerde etanol; %1 ila %10 arasinda bir degerde fosforik asit; %1 ila %10 arasinda bir degerde nitrik asit bilesiklerini içermektedir. Böylece galvanizli yüzeylere belli mikron araliklarinda kaplama yaparak korozyon direncinde ciddi artis saglayan ve bunun yani sira parmak izi tutmama, boyaya hazir yüzey olma, sekillendirmeyi kolaylastirma yüksek sicaklik dayanimina sahip sac malzeme eldesi saglanmaktadir. Elde edilen nihai ürüne tercih edildigi üzere lak kaplama islemleri uygulanarak sekillendirme ve renklendirme islemleri yapilmaktadir. Burada yapilan islemler sonucunda yüksek korozyon direncine ve parmak izi tutmama özelliklerine sahip paslanmaz çelik alternatifi sac malzemelerin eldesi saglanmaktadir. Elde edilen nihai ürüne korozyon ve mekanik özelliklerini degerlendirmek üzere birtakim testler uygulanmaktadir. Korozyon testlerine sokulan iki numuneden biri olan birinci numunenin (ASTM B117 standartina göre yapilmistir) beyaz pas olusumu 300 saat kirmizi pas olusumu 2064 saat iken; ikinci numunenin beyaz pas standartina göre yapilmis elektrokimyasal korozyon testlerinde ise birinci numunenin korozyon direnç degeri 80 kohm iken ikinci numunenin 100 kohm olmaktadir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. TR