FeSiMg nodüler demirde Mg fade kinetiği: 10 dakikalık pencerenin gerekçesi

Nodüler dökme demir üretiminde en sık görülen üretim hatası Mg kayıplıdır. Foundry operatörü FeSiMg'i tundish'e atar, 12 dakika sonra pota dökümhaneye ulaşır, o arada erimiş metaldeki aktif Mg konsantrasyonu %0.045'ten %0.025'e düşer. Sonuç: nodül sayısı mm² başına 220'den 110'a iner, grafit yapısı Tip V-VI'dan Tip III'e kayar ve parça brinell sertliğinde 15-20 HB salınım oluşur.

Bu problemin adı Mg fade. Metal değil zaman meselesi.

Fiziksel çerçeve: Mg neden yanar?

Magnezyum 1150°C'de buharlaşır. Nodülarizasyon sıcaklığı 1450-1500°C, yani Mg ilk saniyeden itibaren gaz fazında kaybolmaya başlar. İkinci kayıp kaynağı oksidasyon: banyodaki S + O ve cüruftaki MgO dengesi Mg'yi sürekli olarak sülfit/oksit haline çekiyor.

Pratik olarak aktif Mg'nin yarılanma süresi (T½) 8 ile 12 dakika arasında. Tundish tasarımı, pota kapağı, cüruf derinliği ve yüzeye ölü koruyucu toz atılması bu aralığı 2-3 dakika ileri veya geriye kaydırır. Sahada test: FeSiMg eklendikten 0, 5, 10, 15 dakika sonra çelik/demir alıp spektro çektirin. Çoğu foundry "10. dakika döküm pencereyi kapatır" kuralını bu test üzerine yazmıştır.

FeSiMg partikül boyutu 5-25 mm neden?

Çok küçük partikül (<3 mm) yüzeyde kalır, çabuk oksitlenir. Çok büyük partikül (>30 mm) metaline batar, erime zamanı uzar, Mg'nin nodülarize yapamadan buharlaşma riski artar. 5-25 mm aralığı laboratuvarda değil dökümhane zemininde optimize edildi, Acarer Metal 1990'larda, bugün Türk foundry'lerinin %80'i bu aralıkta çalışır.

Si 44-48% + Mg 5-7% + RE 1-2% standart spektrumu şu üç amaca hizmet eder:

• Si: FeSiMg matrisi, Mg buharlaşmadan metaline taşır.
• Mg: nodülarize eden element. 5-7% seviyesi pota başına pirinç eklenti gerekmeden tek seferde yeterli olur.
• RE (ender toprak): Mg fade'i yavaşlatan en bilinen katkı. Sadece %0.5-1 RE, aktif Mg yarılanma süresini 10 dakikadan 14 dakikaya çıkarabiliyor.

Al ≤1% limiti ise tesadüf değil, Al%1 aşılırsa piriforme grafit (worm-like) görülür, nodül şekli bozulur.

Sahadan sayı: Bursa, Kasım 2025

İsmi kalsın bir otomotiv döküm tesisi şu problemi yaşadı: aylık 600 ton nodüler döküm üretiminde iade oranı %2.8'e çıkmıştı. Nodül sayımları 110-140/mm² arasında salınıyordu; istenen 250+ bandı.

Sahada yapılan:

1. Tundish'ten döküme kadar süre ölçüldü, ortalama 14 dakika. Sarj tesisat gecikmesi.
2. Kullanılan FeSiMg partikül dağılımı kontrol edildi, %35'i 25 mm üstünde.
3. Düzeltme: FeSiMg 5-20 mm bandında konsolide edildi + tundish kapağı revize + döküm süresi 14 dakikadan 9 dakikaya çekildi.

3 hafta sonra iade oranı %0.9'a düştü, nodül sayımları 240-280/mm² bandına oturdu. FeSiMg tüketimi aynı kaldı, sadece partikül dağılımı + zamanlama değişti. Aylık tasarruf tahmini: ~18,000 USD iade maliyeti geri kazanımı.

Uzman notu

Mart ayında açıklanan Xinjiang elektrik tarife artışı Erdos hattında FeSi fiyatlamasını sonbahara kadar revize etmez, yani CIF Marmara alıcıları Şubat-Mayıs 2026 penceresinde FeSiMg spot fiyatını dondurup stok yapmalı. Çin Bahar Bayramı öncesi sevkiyatlar genelde %3-5 prim taşır, dolayısıyla ANKIROS Ekim 2026 öncesinde stok planı Haziran'da kapatılmış olmalı.

Pratik özet (operatör kısa listesi)

• FeSiMg'i döküme 9-10 dakika kala ekle, bu pencereyi asla 12 dakika üstüne çıkarma.
• Partikül 5-25 mm bandında tutulmalı; dağılım eşit.
• Tundish kapağı + ölü toz + cüruf derinliği 60 mm üstünde, Mg fade 1-2 dakika ertelenir.
• Her parti için FeSiMg COA'da Mg, RE ve Al değerleri doğrulanmalı. Mg 6%'nin altında veya Al 1.2% üstündeyse parti reddedilir.
• İlk şarj sonrası 0-5-10-15. dakikada spektro, grafik çıkar, fade eğrini bil.

Arsam Metal'in FeSiMg tedarik hattında Çin (Tsingshan + Erdos) kaynaklı 5-25 mm partikül standardı Gebze bonded stokta hazır. Mg 5-7% + RE 1-2% + Si 44-48% spektrumu MTC + COA ile sevk edilir. Teknik danışmanlık FeSiMg satışına dahildir, foundry mühendisinize aktif Mg yarılanma eğrisi çıkarımı için iletişime geçin.