Çelik cüruflarının alternatif kullanım alanlarının değerlendirilmesi
Evaluation of alternative uses of steel slag
Yazar: BURAK KAVASOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. GÜLŞEN TOZSİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Atık yönetimi = Waste management ; Cüruf = Slag ; Endüstriyel atıklar = Industrial wastes ; Sıfır atık = Zero waste ; Çelik = Steel

Özet:
Amaç: Günümüzde ülkelerin sahip olduğu doğal kaynakların yanı sıra atıkların değerlendirilmesi ekonomik açıdan rekabet gücünü önemli derecede etkilemektedir. Özellikle endüstriyel üretim sonucu oluşan atıkların geri dönüştürülerek farklı sektörlerde kullanılması hem ülkelerin birincil hammadde kullanım ihtiyacının azalması ile ekonomik fayda sağlayacak hem de bu atıkların çevresel olumsuz etkilerinin azaltılmasına katkıda bulunacaktır. Bu çalışma, dünyada alternatif bir malzeme olarak farklı alanlarda kullanım olanaklarına sahip olan ve geri dönüşüm yoluyla ulusal ekonomiye katkı sağlayan çelik üretim tesislerinde atık malzemesi olarak meydana gelen çelik cürufunun, Türkiye'de de uluslararası uygulamalara benzer şekilde, uygun alanlarda kullanım alanları araştırılarak ekonomiye kazandırılabileceği değerlendirilmektedir. Yurt dışı örneklerinde görüldüğü üzere, alternatif bir malzeme olarak farklı kullanım olanaklarına sahip olan çelikhane cürufunun, Türkiye'de yer alan tesislerde yapılan üretim neticesinde ortaya çıkan cürufla benzer özelliklere sahip olduğu ve benzer şekilde alternatif bir malzeme olarak kullanılabileceği değerlendirilmektedir. Hem azalan doğal kaynaklar hem de bir atığın başka bir alanda tekrar kullanılabilme kapasitesine sahip olduğu göz önüne alındığında atık yönetiminin ve sıfır atık yaklaşımının tüm ülkelerde olduğu gibi Türkiye açısından da ne kadar önemi olduğu görülmektedir.
Yöntem: Çelik üretimi sırasında üretim yöntemlerine göre farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip cüruflar oluşmaktadır. Türkiye'de farklı tesislerde üretilen bu atıl durumdaki cüruf çeşitlerinin metalurjik, morfolojik ve yüzeysel özelliklerini XRF, XRD ve SEM analizleri incelenmiştir. Böylece ne tür uygulama alanlarında kullanılabileceği araştırılmış ve nasıl bir katkı sunacağı açıklanmıştır.
Bulgular: Türkiye ekonomisinin önemli bir kaynağı olan çeliğin üretimi sırasında oluşan cürufa ait karakteristik özellikler incelendiği zaman karayolu yapımında, çimento, beton üretiminde ve deniz dolgusu gibi uygulama alanlarında kullanıma uygunluğu gözlemlenmiştir. Cürufun tekrar kullanılması ile hem doğal kaynakların kullanımının azaltılması hem de çevre kirliliğinin önlenmesi ve Türkiye ekonomisi açısından büyük kazanç sağlanması mümkün görülmektedir.
Sonuç: Yapılan araştırmalar sonucunda çelik üretimi sonucunda oluşan ve çevre açısından tehlike arz eden atık durumundaki cürufun genellikle doğal agrega yerine kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Bu malzemenin özellikle çimento, beton, demiryolu balast malzemesi, gübre eldesi, grit yapımı gibi pek çok alanda geleneksel malzemelere göre kabul edilebilir derecede kullanılabilir olduğu değerlendirilmiştir.
Yöntem: Çelik üretimi sırasında üretim yöntemlerine göre farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip cüruflar oluşmaktadır. Türkiye'de farklı tesislerde üretilen bu atıl durumundaki cüruf çeşitlerinin karakteristik özellikleri belirlenerek ne tür uygulama alanlarında kullanılabileceği araştırılmış ve nasıl bir katkı sunacağı açıklanmıştır.
Bulgular: Türkiye ekonomisinin önemli bir kaynağı olan çeliğin üretimi sırasında oluşan cürufa ait karakteristik özellikler incelendiği zaman pek çok farklı alanda kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Cürufun tekrar kullanılması ile hem doğal kaynakların kullanımının azaltılması hem de çevre kirliliğinin önlenmesi ve ülke ekonomisi açısından büyük kazanç sağlanması mümkün görülmektedir.
Sonuç: Yapılan analiz ve araştırmalar sonucunda çelik üretimi sonucunda oluşan ve çevre açısından tehlike arz eden atık durumundaki cürufun alternatif malzeme olarak kullanılabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Bu malzemenin özellikle çimento, beton, demiryolu balast malzemesi, gübre eldesi, grit yapımı gibi pek çok alanda konvaksiyonel malzemelere göre kabul edilebilir derecede kullanılabilir olduğu değerlendirilmiştir.

Abstract:
Purpose: Nowadays, besides the natural resources of the countries, the evaluation of wastes significantly affects the competitiveness in term of the economy. In particular, the recycling of wastes generated as a result of industrial production and their use in different sectors will both provide economic benefits by reducing the need for raw materials and contribute to the reduction of the environmental negative effects of these wastes. This study aims to bring the steel slag, which is produced as a waste material in iron-steel production facilities, which has the opportunity to be used in different areas as an alternative material in the world and contributes to national economies through recycling, by using it in appropriate areas in our country, similar to international practices. It is to show that the steelwork slag, which has different usage possibilities as an alternative material in foreign examples, has similar properties to the slag that comes out as a result of the production in the facilities in our country and can be used as an alternative material in a similar way. Thus, the importance of waste management will be revealed when considering both the decreasing natural resources and the idea of zero waste for our country.
Method: During steel production, slags with different physical and chemical properties are formed according to the production methods. Metallurgical, morphological and surface properties of waste slag types produced in different facilities in Turkey were investigated by XRF, XRD and SEM analysis. Thus, what kind of application areas it can be used in has been researched and how it will contribute has been explained.
Findings: When the characteristics of the slag formed during the production of steel, which is an important resource of the Turkish economy, are examined, it is observed that it is suitable for use in application areas such as road construction, cement, concrete production and sea filling. With the re-use of slag, it is possible to reduce the use of natural resources, to prevent environmental pollution and to provide a great profit in terms of the country's economy.
Results: As a result of the researches, it was concluded that the slag, which is a waste produced as a result of steel production and poses a danger to the environment, can generally be used instead of natural aggregate. It has been evaluated that this material can be used at an acceptable level compared to traditional materials in many areas such as cement, concrete, railway ballast material, fertilizer production, grit production.
Method: During steel production, different types of slag such as ladle slag, blast furnace slag and steelwork slag are formed according to the production methods. The characteristic features of these inert slag types produced in different facilities in Turkey will be determined, and it will be investigated in what kind of application areas they can be used and how it will contribute will be explained.
Findings: When the characteristics of the idle slag produced in the iron and steel factories, which is an important source of the Turkish economy, are examined, it is concluded that it can be used in many different areas. It has been observed that the reuse of slag will provide great economic benefits to the country both for the environment and for reducing the use of natural resources.
Results: As a result of the analyzes and researches, it was concluded that the slag produced in iron and steel factories and which is in the form of waste that poses a danger to the environment can be used as an alternative material. It has been revealed that this material can be used at an acceptable level compared to conventional materials in many areas such as cement, concrete, railway ballast material, fertilizer production, grit production.