close

Вход

Log in using OpenID

1 DÖKÜMHANELERDE MAÇA FİRELERİNİN

embedDownload
DÖKÜMHANELERDE MAÇA FİRELERİNİN YENİDEN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Berivan BODUROĞLU*, Veysel DURAK**
* ,** Erkunt Sanayi A.Ş. , Ankara, Türkiye
ÖZET
Sanayinin ve teknolojinin gelişmesine paralel olarak Dünyada olduğu gibi
ülkemizde de atık türleri ve miktarları giderek artış göstermektedir. Atıkların
uzaklaştırılması için ihtiyaç duyulan atık depolama alanlarının yetersizliği ise
atık üreticilerinin tesis içindeki atık yönetimi uygulamalarını daha ekonomik ve
çevreci yaklaşımlara itmektedir.
Ülkemizdeki atık yönetimi politikalarının başında atıkları kaynağında önleme ve
azaltma yer almaktadır. Bunun mümkün olmadığı durumlarda ise atığı
kaynağında değerlendirme, geri dönüşüm, geri kazanım ve son aşama olarak
da yüksek maliyetler ile tesis dışında bertaraf etme gelmektedir.
Erkunt ürettiği döküm parçaların % 80 ini maçalı iş olarak dökmektedir. Maçalar,
üretim esnasında çeşitli sebepler ile fire olmaktadır. Bu çalışma; yapılan
iyileştirme çalışmalarının sonucunda çıkması engellenemeyen maça firelerinin
tesis içinde tekrar kullanılmasını, maça üretiminin ana girdisi olan silis kumunun
bu sayede verimli kullanılmasını, maça firelerinin değerlendirilmesinin çevresel
etkilerini incelemektedir.
Anahtar Kelimeler: Çevre, dökümhane, maça, fire, verimlilik, silis kumu
ABSTRACT
RECYCLING OF CORE WASTE IN FOUNDRIES
With the development of industry and technology in our country as well as
around the world, the types and quantities of waste are increasing. Inadequate
waste storage of disposal forces manufacturers to carry out more economical
and ecologist waste management approaches in facilities.
In our country, first step of the waste management policies is preventing and
reducing waste in the source. In the cases when it is not possible, regain at the
source, recycling and the last option is out of away from the facilities with high
costs. 80% of castings are produced with core in Erkunt. With the various
reasons cores get scrapped during production. This study investigates the reuse of unavoidable core scrap inside facility, efficient use of silica sand which is
base material of core and environmental effects of regaining core scrap.
Key words: Environment, foundry, core, waste, efficiency, silica sand
1
1. GİRİŞ
Günümüzde döküm fabrikalarının önemli problemlerinden biri de üretime paralel
olarak üretilen katı, sıvı ve gaz atıklardır. Dökümlerin büyük bir kısmı kum
kalıplar kullanılarak yapılır ve yaygın olarak kullanılan kalıplama malzemesi
kumdur. Genellikle 1 ton döküm için 4-5 ton kum gereklidir. Bu miktar dökülen
metalin cinsine, parça büyüklüğüne ve kalıplama tekniğine göre değişir.
Ortalama olarak yüksek maçalı üretimlerde 1 ton dökme demir üretimine karşılık
0,8-1 ton kadar da katı atık üretilmektedir. Bu atıkların yönetimi hem maddi
olarak yük oluşturmakta hem de ekonomik değeri olduğu halde tekrar
kullanılamayan ve bertaraf edilen atıklar döküm alanlarında depolanmakta bu
sayede değerini yitirmektedir. Bu noktada kumun rejenerasyonu (reg) ile
yeniden kullanımı, çevresel performansın bir parçası olarak dikkate alınması
gereken önemli bir başlıktır.
Erkunt’un üretimi sonucunda çıkan katı atıklar incelenmiş ve atıkların tekrar
kullanım olanakları değerlendirilmiştir. Katı atıklar miktar ve bertaraf maliyetine
göre incelendiğinde kalıp kumu, filtre tozları, cüruf, maça fireleri ve atık maça
kumları öne çıkmaktadır.
Bu çalışmada maça fireleri ve atık maça kumların tesis içinde tekrar
kullanılması koşulları incelenmiş,
düşük yatırım bedeli ile hızlı kazanç
sağlanabilecek fırsatlar değerlendirilmiştir.
2. MAÇALARIN FİRE OLMA NEDENLERİ
Yapısı gereği kırılgan yapıda olan maçalar üretiminden kalıplara konulana kadar
geçen sürede çeşitli nedenlerden dolayı fire olabilmektedir. Maçaların başlıca
fire olma nedenleri;
 Makine sandık kaynaklı sorunlar,
 Döküm işlemi sırasında sıvı metalin basıncı nedeniyle kalıbın şeklini
korumaması (uygun olmayan mukavemet) veya uygun olmayan analiz,
 Boyutsal uygunsuzluklar,
 Taşımaya bağlı kırılmalar,
 Montaj boya ve kurutma proseslerindeki kırılmalar vb.
3. FİRE MAÇALARIN YENİDEN DEĞERLENDİRİLMESİ
Toplam atığın %5-7 sini oluşturan maça firelerinin belirlenecek oranlarda yeni
maça kumuna katılıp tekrar maça kumu olarak değerlendirilebilmesi için
öncelikle mevcut üretimde kullanılan maçaların özellikleri incelenmiştir.
Maça kumu AFS (ortalama tane boyutu) değeri, silis kumu toz miktarı, silis
kumu kil değeri, maça mukavemeti, kullanılan bağlayıcılar, yanma kaybı üretim
koşullarında sürekli takip edilen parametrelerdir.
2
Laboratuar analizleri ile takip edilen parametrelerin değerlerine bakıldığında
üretimde kullanılan maçanın aşağıdaki değerleri sağlaması gerektiği
görülmüştür.




Maça kumu AFS değeri: 47-52 AFS
Silis kumu kil değeri: %1 max AFS kil
Maça mukavemeti: 0,18-0,35 kN/cm2
Kullanılan bağlayıcıların oranı: Bağlayıcı A, Bağlayıcı B %0,8
4. MAÇA FİRELERİNİN LABARATUVAR ŞARTLARINDA KIRILIP ELENMESİ
VE ANALİZ EDİLMESİ
Yeni maça kumuna katılacak maça firesi oranın belirlenmesi için maça fireleri
ve atık maça kumları kalıplama hattı prosesine ait mekanik kırıcıda kırılmıştır.
Kırılan kumda yeni maça kumunda istenen değerler analiz edilmiştir.




Kırılmış maça kumu AFS değeri: 50 AFS
Kırılmış silis kumu kil değeri: %0,9 AFS kil olarak ölçülmüştür. Mevcutta
istenen şartları sağladığı görülmüştür.
Kırılmış kum ile üretilen maça mukavemeti: 0,19-0,23 kN/cm2
Kullanılan bağlayıcıların oranı: %0,7-%0,75 olarak denemelere devam
edilmiştir.
Şekil 1: Laboratuvar şartlarında üretilen maça çubuklarında mukavemet testi
İkinci aşamada ise Minitab programı kullanılarak yapılan Mixture tasarım ile
planlı deneyler hazırlanmıştır. Programın verdiği aralıklarda yapılan deneyler de
yeni maça kumuna katılacak kırılmış kumun oranları ve bağlayıcı oranları
değiştirilerek maça mukavemet değerleri ölçülmüştür.
3
Şekil 2: Rejenere kum elek analizi grafiği
Şekil 3: %10 Rejenere kum + %90 Silis kumu elek analizi grafiği
New
High
D
Cur
0,49592 Low
[ ]:RegKUM
93,60
[20,0]
5,0
[ ]:YeniKUM
93,6000
[78,50]
33,1911
[ ]:Asit+Reç
1,80
[1,5000]
1,40
Composite
Desirability
0,49592
Muk-0
Targ: 0,20
y = 0,1927
d = 0,26781
Muk-60
Targ: 0,350
y = 0,3459
d = 0,91834
Şekil 4: Mixture tasarım sonuçları
4
Yapılan deneyler sonucunda en az %5 en fazla %20 oranında yeni kuma
katılan maça fireleri ile laboratuar şartlarında üretilen numune maça
çubuklarında istenen mukavemet değerleri sağlanmıştır.
5. ÜRETİMDE DENEME YAPILMASI
Laboratuar çalışmaları sonucunda elde edilen maça üretim reçetesi üretim
şartlarında da değerlendirilmiştir. Mevcut üretim planında üretimi yapılan
maçalar büyük ve küçük olarak iki ye ayrılmıştır. 300 gr - 5 kg arasındaki
maçalar küçük maça üzerindeki maçalar ise büyük maça olarak
sınıflandırılmıştır.
Küçük maçalarda %5 büyük maçalarda %20 oranında yeni kuma kırılmış maça
kumları katılmıştır. Bağlayıcılar mevcut üretim şartlarından düşük oranda % 0,7%0,75 aralığında kullanılmıştır. Belirlenen reçete ile yapılan maça üretiminde
üretilen maçaların mukavemeti 0,18-0,24 kN/cm2 olarak ölçülmüştür.
Şekil 5: Maça firelerinin kırıcıdan geçirilmesi, elenmesi ve maça üretilmesi
Kırılmış kumlardan üretilen maçalar dökümde de işaretlenerek takip edilmiştir.
Yapılan denemelerde döküm üretiminde maçadan kaynaklı fire gözlenmemiştir.
5
Şekil 6: %20 kırılmış kumla üretilen maçanın üretimde kullanılması
6. MALİYET ANALİZİ
Yapılan laboratuar çalışmaları sonucunda deneme üretimlerinde de istenen
değerlere ulaşılması sonucunda maliyet analizi yapılmıştır.
Geçmiş yıl değerleri incelenerek yıllık maça firesi miktarı ortalama olarak
belirlenmiştir. Buna karşılık sadece maça firelerinin kırılması işlemi için mekanik
kırıcı araştırılmıştır. Kapasite çalışması yapılmıştır.
Yapılan maliyet analizinde yıllık olarak çıkması muhtemel maça firesinin miktarı,
kırılması için alınacak maça kırıcısı yatırımı, yeni maça kumu maliyeti ve atık
bertaraf maliyetleri analiz edilmiştir.
Değerlendireme sonucunda maça firesinin kırılması işi için yapılacak mekanik
kırıcı yatırımının kısa sürede kendini amorti edeceği görülmüştür.
7. SONUÇLAR
Laboratuar çalışmalarının ve üretim şartlarında üretim sonuçlarının
değerlendirilmesi sonucunda yapılacak mekanik kırıcı yatırımı ile mevcutta atık
olarak değerlendirilen ve düzenli depolama alanlarında depolanarak bertaraf
edilen maça fireleri ve maça atıkları yapılan çalışmaların sonucunda üretimde
ikincil hammadde olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Bu çalışma ile yeni maça kumu alım maliyetleri düşmüş, maça firesi bertaraf
maliyeti ortadan kalkmış atık olarak değerlendirilen maça fireleri ve atıkları
ekonomik değer kazanmıştır.
6
8. KISALTMALAR
AFS: Ortalama tane boyutu
Reg kum: Yeniden değerlendirilecek kırılmış maça
Asit+ Reçine: Bağlayıcı A ve Bağlayıcı B toplam miktarı
9. KAYNAKLAR
Zanetti M.C., Fiore S., “Foundry Processes: The Recovery of Green Moulding
Sands for Core Operations”, Resources, Conservation and Recycling, 38, 243254, 2002.
HAWAMAN, “Türkiye'de Sanayiden Kaynaklanan Tehlikeli Atıkların Yönetiminin
İyileştirilmesi”, Döküm Sektörü Rehber Döküman, LIFE HAWAMAN Projesi,
LIFE06 TCY/TR/000292, ÇOB, Ankara, 2009.
7
Author
Документ
Category
Без категории
Views
0
File Size
493 Кб
Tags
1/--pages
Пожаловаться на содержимое документа