ST ve katraklarla kesimi problemli olan doğal taşların tektelli blok kesme sistemiyle kesiminin incelenmesi
Investigating the cutting with monowire system of natural stones having problematic cutting with ST and frame saw
Yazar: MAHMUD ESAD ULUER
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÖZÇELİK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining

Özet:
Tektelli blok kesim makinelerinden, üretimi yapılmış olan doğal taş kütlelerinin sayalanması aşamasında ve bu bloklardan plaka üretme aşamasında yararlanılmaktadır. Üretimin gerçekleştirildiği saha ve fabrikalarda amaç en ekonomik ve en yüksek kalitede üretim yapılmasıdır. Tektelli makinalarla blok üretiminde kesim maliyetlerini etkileyen en önemli parametrelerden ilki; kesim esnasında harcanan enerji, bir diğeri ise kesimin yapıldığı elmas boncuklardaki aşınmadır. Elmas telli kesim yöntemiyle üretim yapılan bir tesiste elmas boncuklarda kesim aşamasında ciddi aşınmalar meydana gelmekte, bu da kesim verimliliğini düşürmekte ve tel ömrünü kısaltmaktadır. İşletme ekonomisinin bu durumdan fazla etkilenmemesi için kesme sisteminin çok iyi anlaşılması gerekmektedir.
Bu çalışma ST ve Katrak türü makineler kullanılarak yapılmaya çalışılan levha üretiminde kesim esnasında kesimi gerçekleştiren makineden kaynaklanan taş yüzeyinde oluşan çizik ve kırıklar gibi çeşitli problemler yaşanan doğal taşların tektelli blok kesim yöntemi ile kesilebilirliğinin araştırılmasını amaçlamaktadır. Bu tezde Sivas'ta elmas telli kesim makinalarıyla üretim yapan bir doğal taş (kireç taşı) sahasından alınan numunelerde tektelli blok kesme yöntemiyle kesim deneyleri yapılmıştır. Çalışmada kullanılan taşın seçilme nedeni kireçtaşı türü olan bu doğal taşın ST ve Katrak türü makinalar kullanılarak yapılan kesimlerde blok veriminin çok az olması ve blok iyileştirme işlemleri yapılmaksızın plaka/levha kesiminin kesinlikle yapılamamasıdır. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalarda Hacettepe Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümünde geliştirilmiş olan bilgisayar kontrollü tam otomatik tektelli kesim makinesi kullanılmıştır. Deneylerde 3 farklı çap değerinde bulunan elmas boncuklardan oluşmuş elmas teller kullanılmıştır. Boncuk çapları sırasıyla 7,3 mm, 8,5 mm ve 11 mm'dir. Çalışmalarda ayrıca 3 farklı tel dönüş hızında (28, 30 ve 33 m/sn), 3 farklı kesim hızı değerinde (12, 16 ve 20 mm/dk) ve farklı kesme kalınlıklarında (2, 3, 4, 5, 6 cm) kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma bitiminde saptanmış olan tüm veriler bir araya getirilerek boncuk aşınması ve kesimde tüketilen enerji ile ilişkilendirilmek suretiyle bulgular yorumlanmıştır.
Yapılan çalışma sonucunda plakalarda herhangi bir kırılma tespit edilmemiş olup 2 cm'lik plaka kalınlığına rahatlıkla erişilebildiği belirlenmiştir. Sivas Beji kireçtaşı numunesi için optimum kesim koşulları belirlenmiştir. Optimum kesim koşulları tespit edilirken en az birim enerji, birim aşınma ve de çevresel hız ile uyum içerisinde olan en fazla kesme hızının sağlanması amaçlanmıştır. En uygun kesim performansı 30 m/sn çevresel hız, 20 mm/dk kesme hızı ve 8,5 mm boncuk çapına sahip telle yapılan kesimlerde elde edilmiş ve farklı kalınlıklarda gerçekleştirilen kesimlerin plakaların verimine bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Monowire block cutting machines are used to squaring natural stone masses and to produce plates from these blocks. The aim is to produce the most economical and highest quality production in the quarries and factories where the production is carried out. One of the most important parameters affecting the cutting costs in block production is the energy consumed during cutting, and the other one is the wear on the diamond beads by which the cut is made. Wearing on diamond bead is occuring severely during the cutting process which reduces cutting efficiency and shortens the wire's life. A very good understanding of the cutting system is required so that the operation economy is not greatly affected by this situation.
This study aims to investigate the cutability of natural stones used by monowire cutting method which has various problems in slab production using ST and Gang Saw type machines. In this thesis, samples were taken from a natural stone (limestone) field in Sivas where the slab production is done by using diamond wire cutting machines. The reason why choosing of this kind of limestone is that when the stone is cut by using ST and Gang Saw type machines, the block efficiency is very low and the slab cutting can not be done without block improvement implications. Within the scope of the thesis, computer controlled fully automatic monowire cutting machine which is developed at Hacettepe University Mining Engineering Department was used. In the experiments, three different diameters of diamond beads were used. Bead diameters are 7,3 mm, 8,5 mm and 11 mm, respectively. The experiments were carried out at three different peripheral speeds (28, 30 and 33 m/sec), three different cutting speeds (12, 16 and 20 mm/min) and different cutting thicknesses (2, 3, 4, 5, 6 cm). All the data determined at the end of the study were brought together and the results were interpreted by associating with bead wear and energy consumed in the cutting processes.
As a result of the study, no fracture was detected on the plates and it was determined that the plate thickness of 2 cm could be easily reached. Optimum cutting conditions were determined for Sivas Beji limestone sample. When optimum cutting conditions are determined, it is aimed to provide the maximum cutting speed which is in harmony with minimum unit energy, unit wear and peripheral speed. Optimum cutting performance was obtained in wire cuts with a peripheral speed of 30 m / sec, a cutting speed of 20 mm / min and a bead diameter of 8,5 mm, and cuts of different thicknesses were observed to have no effect on the yield of the plates.