Mermercilikte kullanılan elmas tel kesme makinalarının çalışma koşullarının incelenmesi
Investigation of the working conditions of diamond wire cutting machines in marble industry
Yazar: YILMAZ ÖZÇELİK
Danışman: PROF. DR. SEYFİ KULAKSIZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Elmas = Diamond ; Kesme işlemi = Cutting ; Mermer = Marble ; Tel kesme makinesi = Wire cutting machine

Özet:
IV ÖZET Elmas tel kesme makinalan, mermercilikte 1985 yılından beri yaygm olarak kullanılmaya başlanan ve ocakta üretim hızım ve verimini önemli derecede etkileyen makinalardır. Ülkemizde giderek yaygm olarak kullanılmalarına rağmen bu makinalarm ocak üretim birimlerinde, verim artırıcı çalışma koşullarının belirlenmesine yönelik çalışrnalara literatürde rastlanılmamıştır. Bununla birlikte, elmas tel kesme yönteminde, işletme ekonomisini en fazla etkileyen elmas boncuklarda kesim sırasında meydana gelen aşınmaların nedenlerinin belirlenmesine ve farklı kayaç türlerine göre, kesim yapmadan önce tahminine yönelik kısa notlar haricinde yayınlar/araştırmalar bulunmamaktadır. Elmas tel kesme makinalarının çalışma parametreleri olarak düşünülen, elmas telin yatayla yapmış olduğu kesme açısı, kesilen alan, kesme zamanı ve elmas boncuklarda meydana gelen aşınmaların birbirlerini dengelediği optimum çalışma koşullarının belirlenmesine yönelik bir çalışmanın yapılması, hem üretim hızım arttıracak, hem de çok pahalı olan elmas tellerin seçimine ve bunların daha etkili bir biçimde kullanılmalarına olanak sağlayacaktır. Bu tez çalışması kapsamında, yukarıda anlatılan sorunların çözümüne yönelik olarak Ankara-Çubuk, Uşak-Banaz, Eskişehir-Sivrihisar, Muğla-Milas, Muğla-Kozağaç, Afyon-İsçehisar ve Burdur- Yeşilova bölgelerinde farklı fiziki ve mekanik özellik gösteren, farklı türdeki kayaçlarda endüstriyel boyutta elmas tel kesme çalışmaları yapılmış ve ortama müdahale edilemediğinden çalışma koşullan değiştirilmeden veriler alınmıştır. Elmas tel kesme yönteminin araştırılması ve verilerin toplanması aşamasında makina ve kesme ile ilgili bazı parametreler kesmede etken parametrelerin daha sağlıklı incelenmesi açısından sabit tutulmuştur. Makinalarm, ocak üretim birimlerinde çalıştırılmasıyla elde edilen veriler yatay ve düşey kesim türlerine göre, kayaç türleri de dikkate alınarak, ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Araştırma ve sonuçlar değerlendirildiğinde, ocak üretim birimlerinde, yaklaşık 15° derecenin altındaki kesme açılarında, makinamn çalıştırılmaması gerektiği, kayaç ve makina ve kesme özelliklerine bağlı olarak, boncuklarda meydana gelen aşınma (mm) ve birim aşınma (mm/m2) miktarlarının, çok değişkenli istatistiki yöntemler kullanılarak, modellenebileceği belirlenmiştir. Elmas boncuklarda meydana gelen aşınmaların nedenlerinin genel olarak, boncuktaki uygun matriks seçiminin yapılmamasından, elmas ile matriks arasındaki bağın güçlü olmamasından, gerekli tane boyu ve miktar- homojenliğinin sağlanmamasından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Ayrıca, mineral sertliği aynı olan kayaçlarda kristal tane boylarındaki küçülmelerin boncuklardaki aşınmaları arttırdığı belirlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Mermer, elmas tel kesme, optimizasyon,' elmas boncuk, matriks, aşınma, çok değişkenli istatistik, çoklu bağlantı, faktör analizi, ridge regresyonu, göstermelik değişkenler, regresyon analizi, istatistiki modelleme.

Abstract:
ABSTRACT Diamond wire cutting machines have been used in marble industry since 1985 and have affected the production rate and efficiency considerably. Despite the common use of these machines in our country, there is a lack of investigation about improvement of working conditions together with increasing efficiency. Moreover, there are few studies on factors affecting the wearing at diamond beads and estimation of wearing in different types of rocks prior to cutting. The cutting angle of diamond wire, cutting area, cutting time and wearing at the diamond beads are the operating parameters of diamond wire cutting machines. A study related to determination of optimum operating conditions will increase the rate of production, enable the proper selection of diamond wire type and efficiency of cutting. In the scope of this study, concerned with the mentioned problems, diamond wire cutting studies in industrial scale were performed on rocks with different mechanical and physical characteristics located at Ankara-Çübuk, Uşak-Banaz, Eskişehir- Sivrihisar, Muğla-Milas, Muğla-Kozağaç, Afyon-îsçehisar and Burdur- Yeşilova and data were collected without changing operating condition of quarries. During data collection and diamond wire cutting, some of the machine and cutting parameters are fixed so that effective parameters in cutting can be studied in detail. The results obtained are evaluated seperataly on the basis of horizontal and vertical cutting and also for different types of rock. As a result, it is found that cutting machines should be operated for cutting angles over 15° and wearing at diamond beads can be modelled as a function of rock type, machine and cutting characteristics using multivariate statistical methods. It is also found that wearing at diamond beads mainly occurs due to ^inappropriate choice of matrix, weak bond between diamond and matrix and finally undesirable particle size and heterogenity in amount. It is determined that reduction in crystal particle size at rocks with the same mineral hardness leads to an increase in wearing of diamond beads. KEY WORDS : Marble, diamond wire cutting, optimisation, diamond bead, matrix, wearing, multivariate statistics, multicollinearity, factor analysis, ridge regression, dummy variables, regression analysis, statistical modelling.