close

Enter

Log in using OpenID

Demir Çelik Üretiminden Kaynaklanan Cürufların Yol Yapımında

embedDownload
+
EAF Çelik İzabe Cürufunun Karayolu İnşaatında
Dolgu, Temel ve Alttemel Malzemesi Olarak Kullanımı
Prof. Dr. Attila Dikbaş
İnş. Yük. Müh. Fatih Yonar
+
Projenin Başlangıcı
n 
“İskenderun Bölgesi’nde Endüstriyel Simbiyoz Projesi”ne
yönelik olarak İTÜ Akademik Firması TechnoBee Proje ve
Teknoloji Geliştirme Ltd. Şti. / İTÜ Proje Yönetim Merkezi ile
TTGV arasında 10.01.2013 tarihinde "EAF Cürufunun
bölgede karayolu inşaatında değerlendirilmesi" için bir ArGe Sözleşmesi yapılmıştır.
n 
12.02.2013 tarihinde İskenderun Körfezi bölgesinde elektrik
ark fırını ile çelik üretimi yapan Ekinciler Demir ve Çelik
Sanayi A. Ş., TTGV ve TechnoBee Akademik Firması / İTÜ
Proje Yönetim Merkezi’nin ortak kararı ile proje kapsamında
laboratuvar çalışmalarında örneklem olarak kullanılacak
cüruf malzemesini temin edecek firma olarak belirlenmiştir.
n 
21.02.2013 tarihinde TTGV ve TechnoBee Akademik
Firması / İTÜ Proje Yönetim Merkezi’nden birer heyet
Ekinciler İskenderun Tesisi'ni ziyaret etmiş, üretime yönelik
bilgiler ve cüruf numuneleri alınmıştır.
+
AMAÇ
Bu çalışmanın temel amacı; elektrik ark ocaklı
çelik tesislerinde yan ürün olarak ortaya çıkan
çelik cürufunun (bundan sonra EAF cürufu
o l a ra k a n ı l a c a k t ı r ) yo l i n ş a a t ı n d a
değerlendirilmesine yönelik incelemelerin
yapılması, avantajlarının belirlenmesidir.
+
Ülkemizde Mevcut Durum
n 
2012 yılı istatistiklerine göre Türkiye’de 35 milyon tondan
fazla çelik üretilmiştir.
n 
Bu değer ile ülkemiz dünyanın en büyük 9. çelik üreticisidir.
n 
Belirtilen üretimin 1/4 kadarı birincil kaynaklardan olan
demir cevherinden (yüksek fırın ve bazik oksijen fırını(BOF))
diğer bölümü ise hurda olarak adlandırılan başlıca bileşeni
demir olan, kullanılma ömürlerinin sonuna gelinmiş
malzemeler ve sektörde üretim esnasında oluşan yan
ürünlerin
değerlendirilmesiyle (elektrik ark fırını) elde
edilmektedir.
n 
Ülkemizde yıllık üretim kapasitesi 50.000 tonun üzerinde
olan 26 EAF ve 3 entegre tesis mevcuttur.
+
Ülkemizde Mevcut Durum
Ülkemizde şu ana kadar demir-çelik üretiminden elde edilen
cürufun büyük kısmının atıl durumda saklama alanlarında
bekletildiği ve her yıl 3 milyon tondan fazla EAF cürufunun bu
atıl yığına eklendiği bilinmektedir.
+
Cürufun Kullanım Alanları
Kullanım Alanları:
Karayolu İnşaatı
Çimento / Beton
İçsel Geri Dönüşüm
İçsel Depolama
Gübre / Toprak
Dolgu / Hidrolik
Yapılar
Nihai Depolama
Diğer
ABD
60
16
Avustralya
66
22
Almanya
54
12
4
5
11
13
Japonya
61
5
14
11
12
17
8
2
7
+
Proje Kapsamı
İskenderun Körf ezinde Endüstriyel Simbiyoz Projesi
kapsamında Ekinciler Demir ve Çelik Sanayi A. Ş.’den alınan
cüruf numuneleri üzerinde Karayolları Teknik Şartnamesi
2006’da tanımlanan, granüler tabakalar ve bağlayıcılı
tabakalarda kullanılabilecek agregaya ilişkin deneyler
gerçekleştirilmiş, önerilen tane boyutu dağılımlarına göre
model karışımlar hazırlanmış ve taşıma gücü oranları
belirlenmiştir.
+
Detaylar
n 
Yapılan literatür araştırmalarında; CaO ve MgO içeriğinin
cüruf ile imal edilmiş granüler ve bağlayıcılı tabakaların
genleşmesine yol açtığı, yaşlandırma işleminden sonra
kullanılmasının uygun olduğu belirtilmiştir. Bu bilgiler
kapsamında 2 yıllık bekleme süresini geçmiş numuneler
tercih edilmiştir.
n 
Başlangıç çalışması olarak doğrudan kullanım hedeflenmiş,
alınan numuneler hiçbir fiziksel işlemden (konkasör ile
boyutlandırma) geçirilmemiştir.
+
Teknik Fizibilite Analizi
n 
EAF cürufunun karayolu inşaatında yapay agrega olarak
kullanımına ilişkin Karayolları Teknik Şartnamesi 2006’daki
deneyler dikkate alınmıştır.
n 
Bu kapsamda malzemenin; dolgu, alttemel, granüler temel,
bitümlü temel, aşınma ve binder tabakalarında kullanımı
irdelenmiştir.
+
Teknik Fizibilite Analizi
n 
EAF cürufu, dolgu, alttemel ve granüler
temel malzemesi için Karayolları
Teknik Şartnamesi 2006’da yer alan
koşulları sağlamaktadır.
n 
Yapılan sıkışma ve taşıma gücü oranı
(Proctor ve CBR) deneylerinde, taşıma
gücünde doğal agrega ile yapılan
kontrol karışımına nazaran ortalama
%95’lik bir artış gözlemlenmiştir.
n 
Şartnameden ayrı olarak ASTM D-4792
k a p s a m ı n d a c ü r u f u n p o t a n s i ye l
genleşmesi incelenmiş ve yapılan
deneylerde herhangi bir genleşme
gözlemlenmemiştir.
Teknik Fizibilite Analizi
n 
Cürufun gözenekli yapısı nedeniyle su absorbsiyonu, doğal
agregaya oranla yüksektir.
n 
Ekonomik nedenlerden su absorbsiyonu yüksek olan
agregaların bağlayıcılı tabakalarda kullanılması tavsiye
edilmemektedir.
Cüruf iyi kenetlenebilen, dayanıklı bir malzeme olması ve
%13 oranında daha yüksek sürtünme katsayısı sağlaması
Skid
resistance
measurements
nedeniyle
performans
deneyleri yapılarak bağlayıcılı
September 2008 versus March 2009
tabakalarda kullanımı daha detaylı olarak incelenecektir.
n 
Test field on motorway A1 - Two measurements - Skid resistance at 80 km/h
SR (S,T)
+
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
9000
9050
SR(V,T)_Sep'08
9100
SR(V,T)_Mar'09
9150
9200
Steel slag
9250
Crushed stone
9300
9350
9400
9450
9500
Chainage (m)
+
Ekonomik Fizibilite Analizi
n 
Kaynak ve enerji maliyetlerindeki tasarruf dikkate
alındığında; malzemenin soğutma prosesinde granüler hale
gelmesi ve doğal taş ocağındaki bir takım maliyet
kalemlerinin ortadan kalkması ile cürufun piyasaya
sunulmak amacıyla düzenlenme maliyetinin, doğal agrega
üretim maliyetinden %30 oranında düşük olduğu
belirlenmiştir.
n 
Halihazırda cürufun stoklanması için 42.000m2'lik bir alana
ihtiyaç duyulurken, cürufun stabilizasyonu için ilk 5,5 senelik
süreçte 15.000m2'lik, üretimin aynı kalması durumunda
belirtilen süre sonunda 7.500m2'lik bir stok sahasına ihtiyaç
duyulacaktır.
Ekonomik Fizibilite Analizi
n 
Üretim maliyeti ile nakliye maliyeti kıyaslandığında cürufun
37 km'ye kadar taşınmasının doğal agregaya oranla daha
ekonomik olduğu belirlenmiştir.
80,00 TL
70,00 TL
60,00 TL
Bedel
+
50,00 TL
40,00 TL
Doğal Agrega
30,00 TL
Cüruf
20,00 TL
10,00 TL
0,00 TL
0
20
40
60
80
100
120
140
Taşıma Mesafesi (km)
160
180
200
+
Çevresel Fizibilite Analizi
Cürufun çevresel etkilerinin incelenmesi kapsamında gerekli
eluat testleri gerçekleştirilmiş ve uluslararası çalışmalar
irdelenmiştir. Deneysel çalışmalarda söz konusu cürufun,
kimyasal veya biyolojik olarak önemli derecede herhangi bir
değişime uğramayan, çözünmeyen, yanmayan, fiziksel veya
kimyasal olarak reaksiyona girmeyen, biyolojik bozunmaya
uğramayan veya temas ettiği maddeleri çevreye veya insan
hayatına zarar verecek şekilde etkilemeyen ve toplam sızıntı
kabiliyeti ve ekotoksisitesi önemsiz miktarda olan, özellikle
yüzeysel su ve yeraltı suyu kirliliği tehlikesi yaratmayan inert
atık olduğu belirlenmiştir.
+
Sonuçlar
EAF çelik izabe cürufunun karayolu inşaatında yapay
agrega olarak kullanılması ile:
n  Yol
üstyapılarının performansı olumlu yönde
geliştirilebilecek,
Yüksek stabilite,
n  Yüksek taşıma kabiliyeti,
n  Düşük deformasyon,
Comparison
Comparison
between
between
microtextures
microtextures
n  Yüksek kayma-sürtünme katsayısı
n 
The
The
microtexture
microtexture
ofof
+
Sonuçlar
n  Ekonomik
yarar sağlanacak,
Performansa olan katkısı ile daha uzun ömürlü üstyapı
inşaatı sağlanacak,
n  M a d e n c i l i ğ e o r a n l a d ü ş ü k m a l i y e t l i a g r e g a
kullanılabilecek,
n  E A F t e s i s l e r i n i n c ü r u f b e r t a r a f m a l i y e t l e r i
düşürülebilecektir.
n 
+
Sonuçlar
n  Çevreye
olan etki indirgenebilecek,
Cüruf stok sahası alanlarının azaltılması,
n  Taş ocaklarından kaynaklanan görsel kirlilik, gürültü
kirliliği, patlatmadan kaynaklanan titreşimlerin doğaya
olumsuz etkisi ve tozlaşmanın bir miktar önüne
geçilebilecektir.
n 
n  Doğal
kaynakların belirli oranda korunumu
sağlanacaktır.
+
İlginiz için teşekkürler…
+
Kaynaklar
n 
Application of Steel Slag Agrregate in Road Construction, Ana Mladenovic, Darko Kokot, Zvonko Cotic,
Loris Bianco, Safwat Said
n 
Elektrik Ark Fırınlı Çelik Tesislerinde Üretilen Çelik Cürufunun Dolgu, Temel, ve Alttemel Olarak
Kullanımına İlişkin Teknik Rapor, TechnoBee Ltd. Şti., İTÜ Malzeme UYGAR Merkez Müdürlüğü
n 
Alataş, T., Somunkıran, E. T., & Ahmedzade, P. (2006). Ereğli Demir Çelik Fabrikası Cürufunun Asfalt
Betonunda Agrega Olarak Kullanılması. Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der. , 225-234.
n 
Euroslag. (2010). Use of Slags in Europe. Haziran 2011 tarihinde Euroslag: http://www.euroslag.org/
pages/use.html adresinden alındı
n 
KGM. (2006). Karayolları Teknik Şartnamesi. Ankara: Karayolları Genel Müdürlüğü.
n 
Pasetto, M., & Baldo, N. (2011). Construction and Building Materials. pp. 3458-3468.
n 
Sofilic, T., Mladenovic, A., & Sofilic, U. (2010). Characterization Of The Eaf Steel Slag As Aggregate For
Use In Road Construction. Sisak, Crotia.
n 
Yılmaz, A., & Sütaş, İ. (2008). Ferrokrom Cürufunun Yol Temel Malzemesi Olarak Kullanımı. İMO Teknik
Dergi , 4455-4470.
n 
TOBB, Türkiye İnşaat Malzemeleri Sektör Görünüm Raporu 2011, Deolitte Türkiye
n 
6. Ulusal Kırmataş Sempozyumu Sonuç Bildirgesi, TMMOB, Maden Müh. Odası, Sivas, 7 Ekim 2011
n 
T. C. Çevre ve Orman Bakanlığı, Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, B.18.0.ÇYG.0.04.02-199.03/19363
sayılı yazısı, 26.11.2007
n 
Aggregates Case Study, Final Report, Vienna, March 2008
+
Kaynaklar
n 
EAF İle Çelik Üretiminde Oluşan Curufların Değerlendirilme Olanakları, Ülkemizde Ve Dünyada
Mevcut Durumun Analizi, İstanbul Teknik Üniversitesi Technobee Proje Ve Teknoloji Geliştirme,
İstanbul, Temmuz 2011
n 
Cüruftan Demir-Çelik Üretimi, Prof. Dr. Mustafa Öztürk, TBMM Çevre Komisyonu Başkan Vekili
n 
Defining of EAF steel slag application possibilities in asphalt mixture production, Tahir Sofilic, Ana
Mladenovic, Una Sofilic
n 
Experimental evaluation of high performance base course and road base asphalt concrete with
electric arc furnace steel slags, Marco Pasetto, Nicola Baldo
n 
Mix design and performance analysis of asphalt concretes with electric arc furnace slag, Marco
Pasetto, Nicola Baldo
n 
Performance comparative analysis of stone mastic asphalts with electric arc furnace steel slag: a
laboratory evaluation, Marco Pasetto, Nicola Baldo
n 
Skid resistance performance of asphalt wearing courses with electric arc furnace slag aggregates,
Fotini Kehagia
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
3
File Size
10 269 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content