Vitrifiye sektörü fırın atıklarının metal döküm sektörü için mullit ve kordiyerit mullit filtre üretiminde kullanımı
Usage of mullite and cordierite mullite filter made with sanitaryware kiln wastes for metal casting industry
Yazar: ERAY ÇAŞIN
Danışman: PROF. DR. İSKENDER IŞIK
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering

Özet:
Bu araştırmada, seramik sağlık gereçleri sinterleme fırını atıkları ile kordiyerit mullit metal döküm filtresi yapılabilirliği araştırılmıştır. Küresel ve lamel grafit dökme demir üretimi yapan firmalarda kullanılan kordiyerit mullit filtrelere alternatif ürün üretimi yapılmıştır. Araştırmada kullanılan atık malzemeler Ece Banyo A.Ş. üretim tesisinde kullanılan tünel ve roller tip fırınlara ait atıklardır. Bu atıklar 250 mikron altında öğütülmüştür. Hazırlanan atıklar ve diğer hammaddelerin XRF sonuçları tespit edilerek 10 farklı reçete seger çalışması yapılmıştır. Seger çalışmaları Çin Halk Cumhuriyeti'nden temin edilen filtre baz alınarak yapılmıştır. Plaka ve rulo atıkları farklı oranlarda reçete içerisinde kullanılmıştır. Hazırlanan reçeteler 1230 °C, 1250 °C, 1270 °C ve 1290 °C'de sinterlenmiştir. Reçete denemelerinin karakterizasyon analizleri Çin filtresi ile karşılaştırılmıştır. Denemeler sonucunda 9 numaralı reçetenin 1250 °C'de sinterlendiği durumda Çin filtresine en yakın özelliklere sahip filtre reçetesi olduğu tespit edilmiştir. 9 numaralı reçete malzemeleri hazırlanıp köpük ve bal peteği filtre üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen mullit kordiyerit tabanlı bal peteği filtre ile metal döküm sektöründe 1386 °C'de döküm denemesi yapılmış ve filtre başarılı bir performans göstermiştir. Sonuç olarak, söz konusu atıklardan mullit kordiyerit filtre yapımı laboratuar ölçeğinde üretilmiş olup, sektörde hali hazırda kullanılan filtrelere göre kimyasal bileşim ve faz içeriği bakımından aynı, performans bakımından benzer özellikler gösterdiği, piyasada satılan eşdeğerlerine göre yaklaşık %80 oranında üretim maliyetlerini azalttığı ve çevre dostu olduğu saptanmıştır. Yapılan bu filtrenin seri üretiminin yapılabilmesi ve pazarda yerini alabilmesi için gerekenler önerilerde maddeler halinde belirtilmiştir. Ayrıca bu araştırmada; seramik sağlık gereçleri sektöründe sürekli oluşan bu atıkların katma değerli ürün(ler)e dönüşümü ve ithal malzeme yerine ikame edilecek yerli ve milli ürün yapılabilirliği gösterilmiştir.

Abstract:
In this research; the feasibility of cordierite mullite based metal casting filters made from sanitary ware kiln waste additives was studied. An alternative product was manufactured towards cordierite mullite filters used in spherical and lamellar graphite cast iron production companies. The waste utilized in this research was from Ece Banyo Company's tunnel & roller kiln refractory wastes. The wastes were grinded under 250 microns. On the bases of XRF results of the wastes and other selected raw materials, 10 different prescriptions were made according to Seger based on the filter of commercially available equivalences in the market from Republic of China. Plate and roller wastes were used with different amounts in the prescriptions. The prepared prescriptions were sintered at 1230 °C, 1250 °C, 1270 °C and 1290 °C. The characterization of prescriptions were compared with the commercial China filter's analyses. According to the test results, prescription 9 sintered at 1250 °C was determined to have nearly similar properties with respect to China's filter. The 9th prescription materials have been prepared to manufacture mullite cordierite based filter. The produced mullite cordierite based honeycomb filter was tested in a metal casting factory with casting temperature at 1386 °C and performed a successful performance. As a result, it was determined that mullite cordierite based filters manufactured with wastes in laboratory scale has similar chemical composition and phase content to the filters already used in market. It showed about similar performance with respect to the commercially available one. Moreover, the prepared filter decreased the manufacturing costs (approximately 80%) compared to commercially equivalents available in the market and was environmentally friendly. In order to make mass production of this filter and take its place in the market, the needy requirements are stated in the recommendations. In addition to above stated advantages, the conversion of these wastes into value added product such as in this research indicating the feasibility of taking advantages by manufacturing replaced product instead of exported one.